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高中物理探究学习教学设计的实践研究

 

李友兴

摘要:以建构主义理论为依据,整合现代信息技术,从探究学习教学设计的内涵、硬件教学环境设计、软件教学环境设计、探究学习教学过程设计、探究学习教学设计评价、探究学习的教育功能等方面对高中物理探究学习教学设计进行详细的论述,并通过实例进行分析。

关键词:现代信息技术 高中物理 探究学习 教学设计

一、问题的提出

《普通高中物理课程标准》指出:高中物理课程应促进学生自主学习,让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。通过多样化的教学方式,帮助学生学习物理知识与技能,培养其科学探究能力,使其逐步形成科学态度与科学精神。新课程把这一理念作为实施教学的基本理念。

为了更好地实现物理学科教学新理念、适应《普通高中物理课程标准》和新课程的需要,帮助学生从被动的学习者转变为主动的学习者,在探究物理规律的过程中培养获取和处理信息的基本科学方法和思维模式,在参与解决问题、参与决策、参与小组讨论、参与学习评价的过程中,将所掌握的科学知识同他们从多种渠道获得的知识联系起来,并将所学的科学知识应用到新的问题中去,在学习过程中逐步形成科学探究能力。因此,有必要对新课程、新理念背景下的探究学习教学设计进行研究。

二、探究学习教学设计的内涵

教学设计是教学理论向教学实践转化的桥梁。所谓教学设计,是以获得优化的教学过程为目的,以学习理论、教学理论和传播理论为基础,运用系统方法分析教学问题、确定教学目标、建立解决教学问题的策略方案、试行解决方案、评价试行结果和修改方案的过程。它包含教学设计的前期分析(包括学习背景分析、学习任务分析、学生分析)、教学策略设计(含教学媒体的选择)、教学设计的评价(含教后的反思)等方面。

探究学习教学设计是指:运用系统方法分析教学问题、阐明教学目标,建立基于现代信息技术、网络资源,同时运用科学探究的方法(即学生用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家研究自然界所用的方法而进行的各种活动,包括观察、测量、制作、提出假设、进行实验、提出模型和交流),以帮助学生主动获取知识、发展科学探究能力、形成科学概念、养成探索未知世界的积极态度的策略方案,试行解决方案、评价试行结果和修改方案的过程。

探究学习教学设计实质上是基于现代信息技术、网络资源,将科学问题的探究引人课堂,使学生通过类似科学家的探究过程理解科学概念和科学探究的本质,并培养科学探究能力的一种特殊的过程。

实施探究学习的目的是:不但使学生知道知识的结果和结论,同时懂得获取知识的过程和方法,养成探索未知世界的积极态度。

三、探究学习的教学环境设计

教学环境是学生可以在其中进行自主探究学习的平台,是一个支持和促进学生学习的场所。建构主义认为,学生在丰富的学习环境下,充分利用学习资源,借助老师、同学的帮助,通过意义建构的方式而获取知识。传统的教室是学习资源和认知工具相对贫乏的学习环境,这种学习环境使得学生的探究学习极为困难。而基于现代信息技术的学习环境(数字化学习环境)有充裕的信息资源和促进探究学习的认知工具。

1、硬件教学环境设计

学校校园网由网管中心、主干网和各楼内的局域网组成,覆盖整个校园。数字化教室与中心交换机实现数百兆连接,供学生上因特网用;配有多媒体教学控制系统、教师机;学生每人(或合作小组)配一台多媒体电脑作为学生工作站,所有电脑均连接在学校的校园网上,成为学生自主学习的工具。

2、软件教学环境设计

软件教学环境包括网络资源库和讨论区,核心是校园网上的网络资源库。

2.1网络资源环境——网络资源

虚拟实验室

校园网上的网络资源库是一种基于网络技术搭建的智能化平台所支撑的、“丰富”的教学环境。该教学环境结构图如下:

教师

背景资料库

交流与反馈

网络课件

网络资源

学生

探究学习

探究

讨论平台

智能习题库

教学素材库

探究学习案例库

相关网站

学生

交流与反馈

图一 探究学习的教学环境结构图

校园网上的网络资源是一种开放型的学习资源,它包括电子教材、录像资料、音频资料、视频资料、文字材料、网络信息资源等。

教学素材库为学生提供自学素材;网络课件库为学生或教师提供网络课件;背景资料库提供与教材内容相关的多媒体资料和指导性自学资料,以扩大学生的知识面,提高学生自主学习能力。

虚拟实验室备有演示性实验、辅助性实验、拓展性实验、设计性实验,设计实验系统为学生提供一个展示自己才华的平台。

智能习题库备有智能题库系统、智能考试系统,学生可根据自己的需要,选用不同内容、不同层次的习题进行自我检测。

探究式学习案例库提供了一些有关学生探究式学习的案例供学生参考,将课堂内的探究活动延伸到课外的实验、调查及其它学习活动,并从相关网站向外延伸到因特网。

2.2协作学习环境——校园网上的讨论区

校园网上“讨论区”的设立,从根本上冲破了传统课堂教学中教学时间和教学空间的限制。讨论区包括学科论坛和在线答疑。

教师与学生、学生与学生之间的交流,可以通过基于网络环境的讨论区来实现,最常用的是BBS论坛方式。其次,可以采用在线答疑的方式进行讨论和交流。例如采用E-mail、ICQ等方式来实现讨论和交流,它更适合于个别化学习。

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