浅谈信息技术环境下初中物理高效课堂情境设计

【摘要】本文在建构主义理论的指导下，结合我国现阶段信息技术环境下初中物理教学的现状，提出信息技术环境下情境设计在初中物理教学中的重要性。并对国内外情境教学的研究做了分析，依据学习理论和物理学科的自身特点，提出信息技术环境下物理教学情境设计的内容，设计的原则和操作时的注意事项。本文以信息技术为手段，情境研究为基础，以初中物理教学为依托，采用文献法、问卷调查法，教学实践相结合的研究方法，发现在物理教学中实施情境创设，对提高学生学习物理的兴趣和培养学生的探究能力等各方面都有显著效果。

【关键词】信息技术； 教学情境； 设计； 学生

布鲁纳（J.S.Bruner）认为，教育的主要目的是为学生提供一个现实世界的模式，学生可以借此解决生活中的一切问题。这个模式涉及储存信息的内部系统，而信息是通过人与周围环境的相互作用获得的。信息技术环境下课堂教学中，现代信息技术与学科整合课件是课堂教学的基础，课件在课堂教学中的应用越来越普遍，在初中物理教学中，通过不断创设问题情境，激发学生的探求精神；通过创设成功的情境，使学生感受到获得成功的喜悦，调动学生学习的积极性。同时创设问题情境可以把抽象的问题具体化，深奥的道理形象化，枯燥的知识趣味化，从而激发学生发现问题的欲望和探究问题的热情，为学生发现问题和探究问题创造条件。

1 信息技术环境下初中物理高效课堂教学情境设计的内容

1.1 整合生活信息设计教学情境，培养学生解释自然和生活现象的能力。

物理来源于生活，用大量整合的生活事例让学生感觉：物理就在我们身边，从而调动学生学习的积极性。如：在《物态变化》这章的教学中展示像“夏天感觉井水凉，冬天感觉井水热”“测体温时先要把体温计甩一甩”，“冰雪熔化”“河水结冰”“水的沸腾”“刚洗完澡感觉很冷”“夏天吃冰棍儿时，刚从冰柜里面拿出来，包装纸外面有“粉”，剥开之后会冒“烟”，把它放在茶杯里，茶杯会出“汗？“放在衣柜里的卫生球过段时间变小甚至不见了”人工降雨，云，雨，雪，雾，露等等，让学生自觉、主动发现问题利用物理知识解释现象。

1.2 利用信息技术模拟实验设计教学情境，激发学生学习兴趣和思维的积极性。

物理学是一门以观察和实验为基础的科学，学生对物理知识的学习，虽然是一种特殊的认识活动，但仍要以观察物理现象、进行物理实验作为思维的基础。电脑模拟恰好成为常规教学中难以观察的物理现象、难以进行的物理实验的替代者。教师可以借助投影仪、计算机等先进教学手段，生动、形象、直观地将普通物理实验所不能实现的或不容易实现的物质世界、物理过程展现在学生面前利用多媒体，①抽象的物理问题，如通电线圈中磁场的模拟，飞机的升降力原理的动画模拟等等，这样可把物理问题变抽象为形象。②微观物理问题，如原子结构，摩擦起电模拟，导体中电流的流动方向演示等等，这样可把物理问题变微观为宏观，既形象又直观。③太快的动态物理过程（包括肉眼可见或不可见的物理过程），这些问题往往不方便定格研究，如研究分子热运动的模拟等等。④太慢的动态物理过程，利用动画可加快物理过程的进行，如扩散运动中的硫酸铜和水的扩散等。⑤图象复杂的教学内容，如电学、光学课时画图例，而采用多媒体显示图象的功能，这可使本应花好几分钟的内容可在几秒钟内显示于学生眼前。⑥实物展示不方便，实验仪器的原理介绍和某些不能做的实验，如电流表、电压表的读数，把它们做成相应的动画加以放大，这样可很方便地面对全体学生讲解，所有学生都看得非常清楚；再如托里拆利实验，由于水银有毒没法让学生操作，通过多媒体演示就会很形象。实践表明，这有利于学生在短时间内掌握它们的原理及其读数方法，激发学生学习兴趣和思维的积极性。

1.3 应用信息技术手段展示实验演示过程，培养学生实验探究能力 教师演示实验由于受实验条件、时间空间等因素的限制，往往存在着可见度小、效果不明显、实验成功率低等问题，影响学生对物理规律的认同。利用现代化教学手段解决了实验教学中存在的问题。例如探究电流与电压 电阻的关系教学中学生难看清教师演示实验中滑动变阻器的滑动，电压表电流表示数变化，甚至很难看清整个实验过程。我采用教室中的摄像头，电脑和投影机把实验过程清晰的呈现在屏幕上。如，滑动变阻器原理。虽然做了实物演示和说明，但学生对电流在滑动变阻器上电流路径总是不太明白。用Flash课件演示电流如何从电阻线的一端流入，经电阻线环绕若干圈后，通过滑片上行到金属杆，从金属杆的一端流出这样的过程。Flash课件形象地把有效电阻随滑片移动的变化描述为红色，当滑片移动后，电阻变大时，有效电阻的红色随之变长；电阻变小时，有效电阻的红色随之变小。既当滑片移动后，观察有效电阻的红色的长短，就能知道电阻变大或变小，学生看了一目了然。

2 信息技术环境下在物理教学中情境创计的原则和操作时的注意事项

2.1 真实的情境。：物理是以实验为基础的自然学科，物理实验在物理教学过程中有着举足轻重的作用。物理教学情境来源自然生活包含主要信息和干扰信息，它不是某个规则.公式，法则的简单运用和系统练习，因此在物理教学中创设情境时，要强调情境的直观与真实性，即使这种情境是模拟出来的情境也要遵循真实性原则。直观、真实的物理情境更接近学生的生活体验，更容易调动学生学习的内在动机，促使学生结合已有的经验发现、探讨问题。例如，汽车刹车时，人会向前倾倒；运动员弯腿跳得更高；热机的工作过程，“神舟10号”飞船与我们所学的哪些物理知识有关？

2.2 新颖的情境。一种新颖的呈现方式，一个新的背景，一种新的知识和技能，让学生感到惊奇让他感到不安稳。教师可从已有的认知结构和思维水平出发，围绕一定问题，根据教材提供的材料，通过观察实验，诱导学生自主探索。激发学生的内驱力，使学生亲自成为“发现者”，引起学生强烈的求知欲望。

例如，在《内能》这一节，当分子间距离rr0时，分子距离增大，则分子间的引力和斥力同时减小，但斥力减小得更多一些，因此引力大于斥力，分子力为引力。（但此时斥力仍然存在）。由于分子（直径的数量级大约为10-10m）本身是非常微小的粒子，学生很难想像。如果能用宏观的角度去考虑，用科学的模拟放大的方法，使学生生科技信息动形象的看到“分子”的运动情况。那么分子之间是引力还是斥力就变得一目了然。多媒体技术就实现了这种思想。利用多媒体课件展示模拟分子的运动，分别有“运动”、“停止”、“返回”三个按钮，方便学生自己动手演示这一运动过程，在学生大脑中迅速建立了该物理模型。

2.3 学生是行动者的情境 。根据教学情境解决物理问题时鼓励学生积极大胆参与积极动手、动脑的探索过程中学习物理概念和规律，同时体验科学研究的乐趣。《火箭》一节教学借助火箭升空和人造地球卫星的情境展示给学生看，利用好看的图片吸引学生，从而引出问题：“火箭燃料是什么？”“火箭是如何工作的？”“火箭是如何发射升空的？”、“卫星的轨迹是怎样的？”、等，由此导入新课。贴近生活和科技的例子可以激发学生参与科技活动的热情，使其勇于探究与日常生活有关的物理学问题。

2.4 容易理解的情境。教学情境中问题的表述简洁 明确，避免情境太过冗长。情境的呈现方式应该让学生看一眼就感到在里面舒服自在，涉及信息的摆放位置题目的位置，插图的位置应该遵守一种逻辑顺序。 例如《不同物体的导电性能》一节金属容易导电，橡胶不容易导电演示，通过模拟演示先设计通电前金属中原子的外层电子能够脱离原子核的束缚，形成大量能够自由移动的电子，橡胶等绝缘体中电子几乎被束缚在原子的范围内而不能自由移动。再设计通电后金属中自由电荷定向移动，而绝缘体中电子任绕原子核运动。学生对导体容易导电，橡胶不容易导电有清楚地认识，突破教学难点。

2.5 物理实验与模拟实验相结合情境。如做透镜成像规律实验时由于常规实验仪器蜡烛在光屏上所形成的像随着物距的变化而变化这一现象不明显，有不连续和不能显示光路的缺点，致使学生对透镜成像的特点不易理解。教师先做演示实验定性认识物距、像距和像的变化情况，然后采用多媒体课件模拟演示实验，演示焦距的改变、比例尺改变过程中物距、像距和像的变化情况，就能把几何光学有关透镜成像的问题准确、动态直观地演示在学生面前。还可将凸透镜变为凹透镜，观察实验结果的改变，并让学生参与提出问题、实验观察和分析总结的全过程，使整个模拟演示实验过程流畅直观。学生再使用传统实验方法动手操作，通过比较，他们就有了清晰完整的认识，易于记住透镜成像的规律和特点。又例如《磁场的认识是初中生学习的难点。教师先做演示实验证明磁场确实存在，然后再用Flash课件演示条形磁铁、蹄形磁铁周围磁感线的分布情况，演示其周围的磁感线是从磁体的N极出发回到S极的动态过程，给学生留下深刻的印象，帮助学生认识磁场。另一方面，对于效果好的演示实验，可以不用课件演示。课件制作起来耗时耗力不说，课堂上既要忙着做实物实验，又要课件展示，背投电视屏幕还要做相应的切换，搞不好会手忙脚乱，影响教学效果，也有“画蛇添足”之嫌。

总之，现代信息技术环境下初中物理教学中情境设计应研究初中学生的特点，整合信息，研究教材，让教学情境切近学生，切近生活，切近教材。情境设计能引起学生兴趣、激发学生积极思考，用新信息刺激学生已有的认识结构，引发学生积极思维，使学生养成独立思考的习惯，培养他们的创新精神和实践能力。

参考文献

[1] P.A.SchutZ等著，赵鑫等译.《教育的情感世界》.

[2] 《教学模式》.（美）Bruce Joyce，Marsha Well，Emily calhoun著.

[3] （比）易克萨维耶. 罗日叶 著. 汪凌译.《为了整合学业获得情景的设计和开发》.

[4] （比）易克萨维耶. 罗日叶 著. 汪凌译.《整合教学法――教学中的能力和学业获得的整合》.