课改背景下物理教学课件的设计理念与应用

摘 要 新课程的核心理念是“以人为本，以学生发展为中心”，这一理念指导下设计的课件是一种经过开发、整合的学习资源，是一种认知工具，能适应不同学习者的个性特征。课件设计中要遵从科学性原则、开放性原则和创新性原则，有效推动学生学习方式的转变

关键词 设计理念 设计原则 应用

中图分类号：G424 文献标识码：A

Abstract The new curriculum is the core concept of "people-oriented， student-centered development"， under the guidance of the design concept is a courseware development through the integration of learning resources， is a cognitive tool that can adapt to different personality characteristics of learners. Courseware design to comply with the "scientific principle， the principle of openness and innovation principles" to effectively promotes change the way students learn.

Key words design concept； design principle； application

由于多媒体教学课件具有丰富的表现力，有助于帮助教师在教学中“突出重点、突破难点”而被广泛地用于课堂教学，成为教师教学和学生学习的必不可少的工具和手段。尤其在物理教学中，利用多媒体技术对物理现象、物理过程、演示实验、实验操作等进行模拟的方法，已被物理教师广泛应用。在新课程改革的背景下，课件设计的理念也应当与时俱进，从“突出重点、突破难点”的知识传承层面，进一步发展为怎样促使教师的教学方法转变和学生的学习方式转变。

1 课件设计要体现新课程的核心理念

新课程的核心理念就是为了每一个学生的发展，通过培养学生的自主学习的积极性、培养学生的探究意识和培养学生的动手操作能力等来挖掘学生的潜能，从而充分培养学生的创新意识和创造才能。这是一个“以人为本，以学生发展为中心”的理念。①物理教师在进行教学设计时，要考虑的首要问题是“如何培养学生的物理意识，促使学生学会学习，学会思考”，制作出的课件只有既有利于教师教学主导作用的发挥，又有利于学习主体的积极主动发展，才能体现出这一核心理念，为学生积极主动的发展创造一个良好的学习环境和学习氛围。

在高中物理学科教学中，不能简单地把教学课件作为辅助教学的演示工具，而是在课程实施中结合使用数字技术去更好地完成课程目标的过程；是把数字技术与方法、人力资源和课程内容有机结合，充分体现学生的主体地位，以“自主、探索、合作”为特征的一种新型教学方式。有效实现学生学习方式转变的课件应当具有这样的功能：（1）能促使学生由单纯依赖于书本的学习逐步转变为利用各种资源来学习。课件即是教师按照一定学习理论根据学习内容的要求开发、整合后提供给学生的一种学习资源。它应当在体现教师主导性的同时体现学生的主体性。（2）课件应当成为学生的一种认知工具，或者说是学生探究活动与自主学习的向导，促使学生由记忆式学习转化为进行意义建构的探究式学习。（3）适应不同个体的个性特征，学生能够根据自身特点突破传统的按部就班的线性学习方式，实现跨越式的学习。

2 课件设计遵从的原则

2.1 科学性原则

第一，课件设计不能出现科学性错误，不能把错误的观点、概念和原理传授给学生。第二，课件设计与学生的认知水平相适应。按照皮亚杰的儿童思维发展阶段划分，高中生一般处于形式思维阶段。②然而，皮亚杰的研究对象大多取自西欧中产阶级家庭的儿童，并不具有广泛性。我国的史秋横研究发现在大学一、二年级的学生中，半数以上的学生还处于具体思维阶段，他们仍需要借助具体事物或直观形象进行抽象理论的学习。③我们认为，中学生中的少部分人的认知结构已经处于形式思维阶段，而整体则正处于具体思维向形式思维的过渡阶段，形式思维是他们的“最近发展区”。教学课件的设计要充分考虑这一因素，使学生在学习中通过不断的“同化―顺应―同化―顺应……”的心理操作过程，将“最近发展区”转化为学生现实的认知结构。第三，模拟实验的恰当定位。实验在物理学习中具有重要的意义，模拟实验在物理教学课件中的应用已很常见。我们要清醒地认识到，模拟实验不能替代真实的动手实验。模拟实验创设出的情景无论怎样逼真，其作用都是辅助实验现象的观察、分析、探索、辅助基本训练以及辅助实验的设计。它只能处在辅助的位置。因为科学实验是实践，实践是不可替代的。

2.2 开放性原则

第一，学习内容的模块化组织。多媒体制作工具良好的集成性、超文本特性，为我们进行学习内容的模块化组织提供了便利，配以清晰、友好的学习导航系统，师生都能轻松实现不同模块之间的跳转链接。这种超链接结构，能够突破传统的按部就班的线性式的教学方式，实现教学信息的灵活获取，或对教学结构、过程进行重新组合，以适合不同层次的学生和不同教学风格的教师任意使用或修改补充，有利于实施异步教学。第二，协同学习者的探究活动，帮助学习者实现意义建构。做到模拟情景与真实的生活情景有机结合，仿真实验与实际动手实验有机结合，需要数据分析时，留有输入、输出接口，使学习者能够从多次探究中进行归纳、总结，完成知识和方法的建构。第三，具有形成性评价的功能。以客观性试题形式呈现给学习者的练习，通过智能化反馈系统提供及时反馈，学习者能够及时破除误解，深化对所学知识的理解。

2.3 创新性原则

创新性原则体现在适应和促使学生实现学习方式的转变，课件设计更多地关注启发、引导学生发现新问题、提出新问题，并以超越教材和教师的新途径、新方法去分析、解决这些新问题或得出具有独特价值的新结论。一个有助于学生开展问题研究的课件，可以成为课堂核心知识学习与课外研究学习之间联系的纽带，能够带领学生面向生活、面向社会、超越教材与教师、或者是跨越学科界限去主动探究，以培养学生对知识的整体认识和综合解决问题的实际能力。④

贯彻创新性原则，还要重视对学生进行科学精神和人文精神的渗透，使求真、求实与求美、求善有机地结合，获取知识的同时获得情感、态度、价值观的体验。

3 课件设计理念在《库仑定律学习软件》中的应用

3.1 软件概况

软件使用的开发工具是flashcs3（10.02版本），脚本语言为ActionScript3.0，适用教材版本：人教社全日制普通高级中学教科书（必修加选修）物理第二册第十三章第一节。软件将课内核心知识学习与课外延伸阅读与探究有机结合，兼顾课堂教学与学生自学两用。

3.2 软件特点

3.2.1 精选学习资源进行模块化组织

模块1：学习目标。学习者开始学习时有一个比较清晰的目标导向。

模块2：做一做。学生动手做三个摩擦起电的小实验，并总结出带电物体的性质。然后引导学生探究感应起电、接触起电的方法。

模块3：摩擦起电实验。模块4：感应起电实验。模块5：接触起电实验。这三个模拟实验学习者都能分步控制。

模块6：电荷守恒定律。模块7：静电感应。模块8：库仑定律。这是教材的核心内容，学习者可以通过探究、讨论、归纳、总结的方法建构知识结构。

模块9与模块10：例题学习。这是两个应用库仑定律解决带电体平衡的问题。

模块11：密立根油滴实验。模块12：库仑和他的扭秤实验。介绍密立根、库仑的贡献与实验原理和方法。

模块13：选择题练习。是围绕学习目标设计的形成性练习。

模块13：知识小结。本节学习内容的知识结构。

模块14：疑难问题解答。

模块15：物理与生活――雷电常识。

这种模块式的资源组织方式，集问题发现、学习探究、应用指导、练习反馈、疑难解答、扩展学习于一体，形成容量大、开放性较好的综合形式的学习资源。为学生突破传统的线性学习方式，实现跨越式学习创造了条件。

3.2.2 导航清晰、适应个别化需要

软件左侧具有清晰的学习导航系统，如图1。各控制按钮与具体学习内容相链接。软件运行过程中，该导航系统始终显示在这个固定区域，点击其中的导航按钮进入对应的学习模块，方便教师和学生在使用该软件时能够根据实际需要进行自主的模块选择，有利于因材施教与异步学习，体现“以人为本，以学生发展为中心”的理念。例如，疑难问题解答模块并不要求所有学生学习，可供学有余力的学生自主选择。

3.2.3 基于过程启发与问题探究学习模式，促进认知发展

新课学习采用“观察实验（实做）―发现问题―信息加工（或实验探索）―获得结论―应用拓展”的学习模式。学习过程中，软件将起到思维向导和探究工具的作用，引导学生进行有意义的学习，实现知识建构。

学习开始，在软件引导下，学生动手做三个小实验，如图2。其中第三个配有模拟动画，但学生要先自己实做，之后可用动画模拟，然后总结带电物体具有的性质，进而发现问题：有其他方法使物体带电吗？电荷间的相互作用遵循何种规律？

接下来通过感应起电和接触起电实验、思考讨论得到电荷守恒定律和静电感应的概念；通过探究电荷间的相互作用力随电荷电量变化的规律、电荷间的相互作用力随电荷间距离变化的规律得出库仑定律。

如实验设施完善，两个探究性实验尽可能做到分组实验探究与模拟实验相结合，通过交流、共享成果获得结论，如实际实验有困难，可以利用软件提供的可以分步控制的模拟实验进行，如图3。模拟实验也方便了学生在课下的自主学习。

这一学习模式与高中生整体认知水平相适应，学生在观察实验、思考探究、合作交流的过程中，通过不断地“同化与顺应”，将认知水平的“最近发展区”转变为现实的认知结构。这个转变的过程也是学生进行创新思维的过程，这种创新思维虽然不具有创造社会价值和经济价值的意义，但对学生个体而言，却具有重要的个人价值。

3.2.4 即时自我评价，促进学生自我调节

学习过程中的评价是以促进学生的发展为目的，并不强调评价的甑别与选拔功能。在此我们采用自我评价为主的形成性评价方式，以选择题练习形式进行。该模块设计了7个小题，用于对所学概念和规律进行形成性训练。笔者在此没有采用做完后评分的设计，而是采用了每做完一个题就进行智能化正误判断的设计，出现错误可重做后提交，实在做不出时，可以参考答案与提示，如图4。前一种设计方法更多起到甄别的作用，对学习暂时有困难的学生容易产生学习失败的体验。后一种设计方法的优点体现在能够通过即时评价，即时破除学生头脑中产生的误解，促进学生进行自我调节，实现认知结构的重构，即实现思维的“顺应”。

3.2.5 科学与人文结合，渗透“STS”教育

“求真、求实”的科学精神与“求美、求善”的人文精神的结合，对塑造学生的人格有着积极的影响。

本节教材是学生高中阶段电学学习的第一课，笔者将“库仑定律”做成动态变形文字加水波效果，用闪电动画作为片头的背景动画（点击左上方“库仑定律学习资源”便可切入），既能创设一个引人入胜的情景，激发学生的兴趣，又隐喻着电学知识同样来源于人类对自然的认识的道理。密立根油滴实验原理模块、库仑和他的扭秤实验模块（导入了库仑扭秤实验的视频）的学习不仅拓展了知识，了解了相关的物理学史，也体验到了科学家严谨的治学态度、探究未知世界的正确的方法。物理与生活――雷电常识模块，图 5中，介绍了“雷电现象”、“富兰克林风筝捉雷电”、“雷电的作用”等。学生在阅读与思考中能够获得的情感体验：物理知识从生活中来，物理知识带来的技术又造福于社会的辩证关系；任何事物都有正反两个方面，尊重客观规律，取其利、避其害，才能推动社会的进步；透过现象看本质是物理学研究的基本思想；在攀登科学的高峰中需要献身精神。

教师引导学生自主学习的过程中，还可选择性地给学生推荐优秀的物理学习网站，鼓励兴趣浓厚的学生大胆创新思维，例如进行“怎样将闪电释放的巨大能量利用起来”的讨论等等。

注释

① 普通高中物理课程标准.

② 皮亚杰著.发生认识论.王宪，译.商务印书馆，1987：45.

③ 史秋横.试析大学生认知发展水平与大学教学的关系.辽宁高等教育，1994.3.

④ 周中云.创新性学习课件若干原则的探讨，中国电化教育，2006.3.

参考文献

[1] 何克抗.关于建构主义的教育思想与哲学基础――对建构主义的反思[J].基础教育参考，2004.10.