（教育技术学专业论文）网络环境下初中物理主题教学模式研究.pdf

独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究 工作所取得的成果。据本文所知，除了特别加以标注和致谢的地方外，论 文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。对本人的研究做出重要 贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本声明的法律结果由本 人承担。 学位论文作者签名： 学位论文使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论文的规 定，即：东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的 复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北师范大学可以将 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或其它复制手段保存、汇编本学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 盈挚型 日 期：动山幺、【 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 指导教师签名： 日期： 电话： 邮编： 摘要 2 0 11 年新春伊始，国家新一轮教育体制改革试点的启动令人关注，新一轮教育改革 的核心命题是育人。现在教育在培养学生的创新精神和实践能力的同时，更应注重健康 心智的培养，做到生命、生存和生活三者教育的结合。 主题教学以问题解决和探究为核心，有助于学习者心智、创新精神和实践能力的培 养。主题学习过程中思维导图的作为思维的表征方式，反映了学习者的思维过程，利用 思维导图原理将学习内容体系化也是主题教学过程中至关重要的一步。设计符合主题教 学、学科教学、学生认识特点的主题教学网站，对于提高主题教学和学生学习有重要的 意义，同时也丰富了物理教学网站教学的理论。 本研究根据网络环境下主题教学模式研究和初中物理的教学的现状，指出基于网络 环境下的初中物理主题教学模式是在教学信息化不断深入的情况下，解决我国初中物理 实际教学所面临问题的有效途径，从理论基础、功能目标、实现条件、活动程序和评价 五个方面进行网络环境下初中物理主题教学模式的构建，并针对所构建的教学模式进行 案例研究，分析网络环境下的高中英语主题式教学模式的实践效果，对教学模式的构建 进行修正，实现网络环境下的主题教学与初中物理学科的深度整合。 本研究旨在丰富网络环境下初中物理教学理论与实践的研究内容，为初中物理的教 育教学研究和实践提供参考和帮助。 关键字：网络环境；初中物理；思维导图；专题网站；主题教学模式 a b s t r a c t a tt h eb e g i n n i n go f2 0 1 1 ，g r e a ti m p o r t a n c ew a sa t t a c h e dt ot h e l a u n c h i n go fn e w e q u i p m e n tu n i t so fn a t i o n a le d u c a t i o ns y s t e mr e f o r m t h ec o r ep r o p o s i t i o no ft h i sr e f o r mi st o e d u c a t ep e o p l e e d u c a t i o nf o c u s e so nc r e a t i v es p i r i ta n dp r a c t i c a la b i l i t y , m e a n w h i l e ，i ta l s o p a y sm o r ea t t e n t i o nt oc u l t i v a t eh e a l t h ym i n d s ，t oc o m b i n et h ee d u c a t i o no fl i f e 、s u r v i v a l a n dt e a l l i f e t h ec o r eo ft h e m a t i ci n s t r u c t i o ni sp r o b l e ms o l v i n ga n de x p l o r i n gl e a r n i n g ，w h i c hc a l l c u l t i v a t el e a r n e r sm i n d 、c r e a t i v es p i r i ta n d p r a c t i c a la b i l i t y i nt h ep r o c e s so ft h e m a t i cl e a r n i n g , t h em i n dm a p ，a st h ea p p e a r a n c et o o lo fm i n d ，r e f l e c tt h el e a r n e r st h i n k i n gp r o c e s s u s i n gt h e m i n dm a pt os t r u c t u r et h el e a r n i n gc o n t e n t si st h ek e y s t e po ft h e m a t i ci n s t r u c t i o np r o c e s s t o d e s i g nt h ew e b s i t ew h i c hi ss t i c kt ot h et h e m a t i ci n s t r u c t i o n 、s u b j e c tt e a c h i n ga n ds t u d e n t s c o g n i t i v ef e a t u r e s i so fg r e a ts i g n i f i c a n c et oe n h a n c et h et h e m a t i ct e a c h i n ge f f e c t sa n d s t u d e n t s l e a r n i n g ，a n di ta l s oe n r i c h e st h et h e o r yo fp h y s i c st e a c h i n gw e b s i t e a c c o r d i n gt ot h es t u d yo ft h e m a t i ci n s t r u c t i o nu n d e rt h en e t w o r ka n dt h et e a c h i n g s i t u a t i o no fp h y s i c si nj u n i o rs c h o o l ，t h i st h e s i si n d i c a t e st h a tt h et h e m a t i ct e a c h i n gm o d eo f p h y s i c si nj u n i o rs c h o o lu n d e rt h en e t w o r ki st h em o s te f f e c t i v em e t h o dt os o l v et h et e a c h i n g p r o b l e m si nt h ee n v i r o n m e n to fe d u c t i o ni n f o r m m i o n i z m i o n t h i st h e s i sc o n s t r u c t st h ei u n i o r h i g hs c h o o lp h y s i c st h e m a t i ct e a c h i n gm o d eb yf i v ep a r t s ：t h e o r yf o u n d m i o n 、f u n c t i o na i m s 、 a c c o m p l i s h m e n tc o n d i t i o n s 、o p e r a t i o nf l o wa n de v a l u a t i o n b ys t u d y i n gt h ec a s e s ，t h i st h e s i s a n a l y z e st h ep r a c t i c a le f f e c t so ft h ej u n i o rs c h o o lt h e m a t i ct e a c h i n gm o d e i tc a nm o d i f yt h e c o n s t r u c t i o np r o c e s sa n dt oc o m b i n et h et h e m a t i ct e a c h i n gu n d e rn e t w o r ka n dt h e p h y s i c si na d e e p e rw a y t h i st h e s i sa i m st oe n d c ht h et h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a ls t u d yc o n t e n t so fj u n i o rs c h o o l p h y s i c st e a c h i n gu n d e rn e t w o r k ，t op r o v i d ec o n s u l t a t i o no fe d u c a t i o n a la n dt e a c h i n gs t u d y k e y w o r d s ：n e t w o r ke n v i r o n m e n t ，j u n i o rs c h o o lp h y s i c s ，m i n dm a p ，t h e m a t i c w e b s i t e 、t h e m a t i ct e a c h i n gm o d e l i 目录 摘要i a b s t r a c t i i 目勇之i 第一章引言1 一、问题的提出l ( 一) 国家教育教学改革和发展1 ( 二) 注重能力的培养1 ( 三) 课堂教学改革的需要1 ( 四) 现代信息技术的发展l 二、国内外研究综述d o oo 2 ( 一) 主题教学国外研究现状2 ( 二) 主题教学国内研究现状2 三、研究内容和研究方法3 ( 一) 研究内容3 ( 二) 研究方法4 四、研究意义一4 ( 一) 理论意义4 ( 二) 实践价值q o g 4 第二章理论基础5 一、主题教学模式5 ( 一) 理论基础5 ( 二) 功能目标6 ( 三) 实现条件6 ( 四) 活动程序6 ( 五) 效果评价7 二、网络环境下主题教学模式7 ( 一) 网络环境下主题教学模式的特点o 0 1 1 7 ( 二) 网络环境下主题教学模式操作步骤8 第三章网络环境下初中物理主题教学模式建构9 一、网络环境下初中物理主题教学的模式的界定9 ( 一) 初中物理主题及问题的界定9 ( 二) 网络环境下初中物理主题教学模型的建立1 1 二、网络环境下初中物理主题教学模式五要素1 3 i i i ( 一) 网络环境下初中物理主题教学的模式的理论基础1 3 ( 二) 网络环境下初中物理主题教学模式功能目标1 5 ( 三) 网络环境下初中物理主题教学模式实现条件1 6 ( 四) 网络环境下初中物理主题教学模式操作流程1 6 ( 五) 网络环境下初中物理主题教学模式效果评价1 6 第四章物理专题网站的设计与建立1 9 一、专题学习网站1 9 ( 一) 专题网站的理论研究1 9 ( 二) 专题网站的应用研究1 9 二、专题学习网站的设计和建立2 0 ( 一) 初中物理主题( 专题) 教学网站功能设计2 1 ( 二) 初中物理主题( 专题) 教学网站介绍2 2 第五章网络环境下初中物理主题教学模式研究以电学部分测功率电路中常见的 故障及原因为例2 6 一、主题确定2 6 二、主题教学目标2 6 三、主题教学资源2 6 四、活动实施的具体过程、方式2 6 ( 一) 问题引入2 6 + ( 二) 新课学习2 7 ( 三) 拓展练习2 8 ( 四) 整理器材2 8 ( 五) 成果展示2 8 ( 六) 迎接新挑战2 8 研究与展望2 9 参考文献3 0 致谢3 2 i v 东北师范大学硕士学位论文 第一章引言弟一早ji苗 一、问题的提出 ( 一) 国家教育教学改革和发展 2 1 世纪，是一个物质丰富、科技进步、世界联系越来越紧密的概念时代，时代要求 的不再是“知识工人”，而是创新型人才。国家中长期教育改革和发展规划纲要( 2 0 1 0 2 0 2 0 ) 中提到：国际金融危机进一步凸显了提高国民素质、培养创新人才的重要 性和紧迫性【1 1 。创新型人才是具有创新精神和创新能力的人才，创新型人才要有可贵的 创新品质、坚韧的创新意志、敏锐的创新观察、超前的创新思维、丰富的创新知识、科 学的创新实践的人。利用飞速发展的信息技术和教学模式的变革促进学习方式的改善， 以实现学生健康心智、创新精神和实践能力的培养学校的根本任务。网络环境下主题教 学模式以其资源丰富性、学科综合性、任务驱动性、活动探究性、智慧共享性的特点成 为广大教育工作者研究的热点。 ( - - ) 注重能力的培养 国家中长期教育改革和发展规划纲要( 2 0 1 0 2 0 2 0 ) 中指出：坚持能力为重。 优化知识结构，丰富社会实践，强化能力培养。着力提高学生的学习能力、实践能力、 创新能力，教育学生学会知识技能，学会动手动脑，学会生存生活，学会做事做人，促 进学生主动适应社会，开创美好未来【1 】。以往对知识的理解和表征多是一种线性的方 式呈现，其中包括的事实、信息等都是以不相关联的片段存在。主题教学模式以问题解 决为核心，在主题问题化的过程中，将思维过程具体化、隐i 生知识显性化，有助于优化 知识结构；主题教学模式的功能目标亦是学生“四会 的形成。怎样在主题教学中促进 学习者思维建模，是教育工作者研究的重点与热点。 ( 三) 课堂教学改革的需要 在2 0 0 1 年6 月颁布的基础教育课程改革纲要( 试行) 中提出“教师在教学过 程中应与学生积极互动、共同发展，要处理好传授知识与培养能力的关系，注重培养学 生的独立性和自主性，引导学生质疑、调查、探究，在实践中学习，促进学生在教师指 导下主动地、富有个性地学习i 2 1 。在教育教学实践中，注重学习者的自主学习、探究学 习和合作学习，主题教学特别强调学习者的探究学习，从“知识课堂 走向“生命课堂”。 ( 四) 现代信息技术的发展 以网络技术和多媒体技术为核心的信息技术对教育的发展具有革命性的影响，其中 网络技术的飞速发展对教学模式和学习方式的变革提供了物质基础。加强网络教学资源 东北师范大学硕士学位论文 库建设、开发网络学习课程、创新网络教学模式已经列入了国家中长期教育改革和发展 规划纲要【1 l ，近些年及今后1 0 年中，网络教学将得到跨越式的发展。信息技术可以作为 探究、交流、建构、表达的媒体，其潜能在于如何应用，而不是技术功能本身，如何运 用技术促进教育教学改革和学习者学习方式的转变将成为研究重点。 物理科学是自然科学的重要分支，对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起 了重要的推动作用，对人类的思维发展也产生了重要影响。物理课程不仅应该注重科学 知识的传授和技能的训练，注重将物理科学的新成就及其对人类文明的影响等纳入课 程，而且还应重视对学生终身学习愿望、科学探究能力、创新意识及科学精神的培养 3 1 。 基于以上原因，我将论文定位于网络环境下初中物理主题教学模式研究，旨在研究怎样 运用教学模式促进学的能力培养，通过网络环境下初中物理主题教学模式和主题( 专题) 教学网站的研究，更好的沟通教学实践，希望能提供给教师一定的参考。 二、国内外研究现状 “教学模式 这一术语，出现在2 0 世纪7 0 年代中期美国乔以斯和韦尔关于教学模 式理论的论述中，并于8 0 年代中期后引入我国。教学模式是指在一定的教育思想、教 学理论和学习理论指导下，在一定环境中教育学活动各要素之间的稳定关系和活动的结 构形式。教学模式是教学理论与教育实践之间的桥梁，是教学理论的具体化，又直接面 向和指导教学实践。 ( 一) 主题教学国外研究现状 主题教学这个概念最早源于西方的课程整合运动，可将主题教学概念的理解追溯至 上世纪5 0 年代。对于主题教学概念提法上也有不同，与其相近的还有“单元教学 、“主 题学习 、“主题学习单元”、“专题教学法 “学科间教学方式”等多种提法，但从其所 给出的定义及研究的具体内容来看，与主题式教学所表达的意思是相同或相近的4 。 h a n n a 等学者于2 0 世纪5 0 年代首先提出了“单元教学”的概念，他们认为，“单元 教学是指围绕着某一个具有社会意义的课题而展开的有目的的学习经验，其中，单元被 认为是一个整体，它贯穿各学科且以儿童个体的社会需求为基点5 。主题学习是一种以 学生为中心的教学模式，强调广泛的主题探究，而不是局限于某一学科6 。后期出现的 主题教学法、学科间教学方式等类似概念，虽不同学者对其概念界定不同，总结起来主 题教学活动具有的共同特征为：以学习者为中心，教学内容的综合性，强调学习者对学 习内容的有意义建构。主题作为组织课程教学的基本线索，将不同活动环节整合在一起， 对复杂的事物、现象或问题进行有意义的、统摄的、高度概括。 ( 二) 主题教学国内研究现状 对主题教学进行研究的教育工作者进行进一步理解，其中祝智庭、钟志贤教授将主 题教学界定为“主题教学模式是信息化教学模式的一种，是指在一定的专题、问题情景 2 东北师范大学硕士学位论文 下，以学生主动建构为活动主线，旨在促进学生多元智能发展的教学活动模式。 顾小 清教授对主题教学模式的理论基础、活动程序进行了深入研究，总结出主题教学模式的 稳定的活动程序7 1 ：选取主题及核心概念；确定主题所涉及的专题( 问题) ；针对( 专 题) 问题设计学习任务活动；组织学习资源；形成活动时间表；决定评价方式；设计主 题单元资源。王天蓉等学者则将主题教学模式概括为三个主要部分，即主题问题化、图 式可视化、信息化支撑。国内关于主题教学的目标都是促进学习者高阶思维的形成，通 过自主学习、合作学习和探究学习的过程使学习者对学习内容进行有意义的建构。 在新课程标准的指导下，借助于网络、计算机等信息化教学工具，一线教师开展的 主题教学设计的实践出现了应用繁盛之势，各地特别是信息化建设发达地区，网络环境 下的主题教学开展得轰轰烈烈，笔者对0 7 、0 8 、0 9 、1 0 年全国中小学信息技术与课程 整合大赛电学部分课程进行分析，纵观四年的大赛资源，0 7 年主题教学有3 节，0 8 年 主题教学有1 0 节，0 9 年主题教学1 1 节，1 0 年主题教学有2 节，有的教师利用网站实 现，有的教师利用f l a s h 或博客完成主题教学资源的集成。 表卜10 7 、0 8 、0 9 、1 0 年初中物理主题教学课节数分析 参赛课节 主题教学节数主题教学所占 年份 网站形式f l a s h 形式博客百分比( ) 数 0 7 年3 73008 1 0 8 年 3 173o3 2 3 0 9 年 3 18213 5 5 1 0 年 3 02006 7 总结起来，国内外对于网络环境下的主题教学模式的理论和实践研究，有如下特点： 1 理论研究层面：主要集中在模式构建的基础理论方面，深入到学科教学内部与具 体教学领域相联系的研究比较少见。 2 实践应用层面：主要集中在结合具体主题的应用环境和资源( 资源库、专题网站、 教学学习平台) 的设计与开发、验证是否有效的个案研究等方面。 3 实践方法层面：主要集中在很多一线的教师针对具体主题的教学案例经验、规律、 模式的总结，如“自学、研讨、训练、创新 四段教学模式、三段六环节项目导学模式、 网络环境下协作教学策略等，对操作过程中出现的问题进行分析、提出解决方案的研究 相对而言比较零散。 三、研究内容和方法 ( 一) 研究内容 1 初中物理学科本体研究 2 教学模式研究 3 初中物理主题教学专题网站设计与建设 4 网络环境下初中物理主题教学模式个案应用 3 东北师范大学硕士学位论文 ( 二) 研究方法 文献研究法：基础理论部分以文献研究法为主。 调查研究法：分析、总结信息技术与课程整合大赛中主题教学的实践现状及问题， 了解教学实践中真实的实际需要，为后期网站建立及设计提供基础。 个案研究法：最后以案例进行网络环境下初中物理主题教学模式的应用研究。 四、研究意义 ( 一) 理论意义：一 通过研究网络环境下主题教学的理论基础、实现条件、评价方法等，丰富主题教学 模式与教学环境相结合的理论，沟通教学实践。 ( 二) 实践价值： 1 通过思维导图原理建构初中物理多元化的知识体系，并有效延展到物理学习教学 中。 2 通过理论与实践研究，分析、总结网络环境下专题教学网站的建立的方法、实施 过程，丰富物理专题网站的设计和建设理论，为教学实践提供可操作的应用方法。 4 东北师范大学硕士学位论文 第二章理论基础 网络技术的将会改变教学模式、教学内容、教学手段、教学方法，最终导致整个教 育思想、教学理论甚至教学体制的根本变革。利用网络技术，突破学科界限和教材束缚 使内容贴近生活，培养具有健康心智、创新精神和实践能力的创新型人才，是现在教育 工作者越来越关注的问题。经过研究发现主题教学以活动为教学设计核心、教学目标是 培养学习者的健康心智、创新精神和实践能力，教学内容围绕主题进行组织，学习资源 组织不局限于教科书等优势，加之网络技术为其提供强大的支撑，在众多教学方法中脱 颖而出。总结网络环境下主题教学模式，将其与物理学科教学相结合，从而形成适合物 理学科教学的网络环境下的主题教学模式，对于教学一线的教师有着重要意义。 一、主题教学模式 教学模式是教学理论与教育实践之问的桥梁，是教学理论的具体化，又直接面向和 指导教学实践。信息化教学模式是教学模式在信息化时代条件下的新发展，是基于技术 的教学模式或数字化信息化学习模式。信息化教学模式，是指技术支持的教学活动结 构和教学方式8 j 。 主题教学模式是信息化教学模式的一种，是指在一定的专题、问题情景下，以学生 主动建构为活动主线，旨在促进学生多元智能发展的教学活动模式( 祝智庭、钟志 贤2 0 0 3 ) 。 ( 一) 理论基础 主题教学模式是以建构主义的知识观、学习观、教学观作为理论基础的。 建构主义知识观认为知识总是内在于主体，尽管命题和概念性的知识借助语言符号 将其表现为外在形式，并得到了认同，但学习者对这种知识有着不同的理解和把握，因 为每一个学习者的认识理解与他已有的经验背景和特定学习情境等因素有关。 建构主义学习观认为学习的实质是学习者主动建构自己知识的过程，这个过程也是 认知结构发生改变的过程。影响学习的因素包括先前经验、真实情境、协作与对话、情 感、错误和失败的意义、评价等因素的作用。但建构主义特别强调学习环境，特别是真 实的情境对意义建构的重要作用，并强调建构符合学生学习特点的学习环境的重要性。 建构主义教学观强调把“理解的认知过程”和有用的“意义建构”作为教学的中心 目标，同时将社会化、文化适应、专业化知识也纳入教学目标中。建构主义十分重视组 织好教学活动，教学活动要为学习者创设一个丰富的、多元的、有足够的自我建构知识 的学习环境，以便学习者能够灵活地把已有知识迁移到新问题中去，并且产生多元的理 解视角，使学习者建构知识、积累生活经验，培养自主精神和首创精神。教师应按照学 生的观念世界、经验世界和认知结构来组织教学活动，促进学生的相互对话并与学生对 东j l u i l i 范大学硕士学位论文 话。在教师的促进下，由学生自己去建构自己的知识以保证学生亲身体验独立建构过程。 建构主义教学活动的显著特征是教学中设法使学生对错误和矛盾进行讨论，对假设进行 批判，并对真理提出疑问。 ( 二) 功能目标 主题教学的功能目标是实现教学内容、学习方式、教师角色、课程结构的转变；提 高学习者问题解决、探究、创新等能力，促使学习者的学科素养和信息素养同时提升7 j 。 最终使学习者学会认知、学会做事、学会共同生活、学会生存，实现终生教育。9 ( 三) 实现条件 要使教学模式发挥效力、达到一定功能目标需要对各种条件进行优化组合。主题教 学模式的实现需要物质资源，如媒体、器材；人力资源，如教师、教辅人员、家长及社 会力量支持；信息环境资源，如互联网、虚拟实验室；更需要学习者具有相应的信息 技术应用能力，加教师的智慧，如采用的策略和方法，是综合各种条件进行统整的过程。 ( 四) 活动程序 主题教学单元设计流程7 1 ：选取主题及核心概念；确定主题所涉及的专题( 问题) ； 针对( 专题) 问题设计学习任务活动；组织学习资源；形成活动时间表；决定评价方式； 设计主题单元资源。 从教师设计活动、教学过程、学生学习活动三个层面分析，主题教学模式的活动程 序如图2 1 所示： 教师设计活动教学过程学生学习活动 确定主题l 1 分配问题庇务l 上 计划过程 i l 提供资源 上 适当引导l l l 评价成果【 l 反思总结 1 学习主题 。 上 学习问题彳壬务i 上 1 过程实施 学习资源 学习成果 j 学习评价 学习反馈 图2 1 主题单元设计流程 | 分析主题 l 明确问题任务 1 过程设计 j利用资源 1 建构知识 一 交流共享 ， 修正知识 东北师范大学硕士学位论文 ( 五) 效果评价 现代教学评价理念重视评价功能，提倡综合性评价与过程性评价，既有正式的评价 也有非正式的评价，倡导评价内容的丰富性与评价方式的多样性。主题学习评价的最终 目标体现为：对于主题涉及的概念、规则的掌握程度；主题学习单元对提高学生的学科 知识效果7 j 。基于资源的主题学习在评价内容上，其中最主要的方面体现在问题意识、 反思能力、探究能力等三个维度i s l 。 探究能力 问题意识 图2 2 主题学习效果整体评价 问题意识：主题教学是以问题解决为基础进行的一系列教与学活动，问题的确定对 于活动的开展、学生的探究是极其重要的，也是开展主题教学关键性的一步。学生能否 发现问题，取决于学生的问题意识强不强。学生问题意识的强弱，主要从学生的观察力、 认知兴趣和求知欲望以及丰富的知识经验等三方面评价8 。 探究能力：探究活动是主题学习的核心。探究活动有助于培养学习者的问题解决、 自主学习、协作学习、创新思维、人际交往等能力，也是在评价时重点关注的。 反思能力：反思是一个反省、自我评估的过程，是学习者终身学习能力的体现，这 一目标通过学生的自我评价能得以实现。学习者对前一阶段的学习结果进行反思，明确 所获得的知识，了解自己的不足，制定以前学习的补救措施并明确下一步的学习目标， 使自己成为能够进行独立学习。 二、网络环境下主题教学模式 网络环境下主题教学模式就是利用现代信息技术，突出计算机网络技术功能和特 点，以网络作为资源、环境、工具，对一个主题进行教学和探究的方法论体系。 ( 一) 网络环境下主题教学模式的特点 1 打破了时间、空间限制，使学习更灵活 网络技术可以使学习者在需要的时候、不同的地点进行学习，为终身教育和终身学 习提供了空间及土壤。学习者可以通过固定的教学资源和教学资源进行学习，还可以通 过链接等形式扩展到互联网与所学内同相关的资源进行学习。 2 交互过程中教师和学生的参与性增强 7 东北师范大学硕士学位论文 由于网络环境下学习者学习不受时空的限制，为了达到学习目标，学习者可以进行 人机交互，也可以通过软件工具、交流工具进行协作学习；教师从传统教学中的知识的 传授者转变为学习者学习组织者、指导者、伙伴而发挥作用，这一过程也是教师和学习 者共同参与、智慧共享的过程。 3 学习者的掌握学习主动性 网络环境下学习者不再是知识的接受者，而是自身认知结构的建构者，学习者的主 动性得到真正的发挥，学习者可以自我控制学习内容和学习进度、进行自我评价，有助 于培养学习者学习的主观能动性、学习兴趣和创造性思维等，丰富的网络资源能满足学 习者增长的学习需求，有利于扩展思维形成，所以网络环境下学习者个别化的网上学习 活动改变了传统教学的教学组织形式和教学模式。 4 评价主体多元化、评价方式综合化 网络环境下主题教学评价主体涉及到教育机构、教师、家长和学生7 j ，教师和学习 者有不同的视角去考虑问题，所以需要教师和学习者从不同角度、全方位、多视角的去 合理、综合评价学习者的学习过程。 ( 二) 网络环境下主题教学模式操作步骤 总结网络环境下主题教学模式，我们可以得到网络环境下主题教学主要分为三大部 分，即主题问题化、知识结构化、教学信息化。 1 主题问题化 在确定主题教学的主题后，要将主题进行问题分解，有效的问题设计有助于学习者 创新思维能力的发展。通过引起问题意识和培养问题解决能力，有助于学习者将呆滞的 知识转化为活性的知识，并能更为有效地培养学习者思维技能的全面发展。 2 知识结构化 图式影响人们对所呈现信息的理解，它可以提供有助于理解的背景知识。图式的解 决有助于问题解决、知识建构、学习迁移和减轻负荷1 0 1 ，而思维导图作为一种可视化 的认知工具，可以使隐性的知识显性化。同时在共享和交流中，促进图式的获得、归纳、 修正与建构。 3 教学信息化 网络为教育的发展提供了强大的作用，将信息资源集中于网站，为主题教学提供资 源、情境、工具、支持等，是网络环境下主题教学的学习效果的关键。 东北师范大学硕士学位论文 第三章网络环境下初中物理主题教学模式建构 一、网络环境下初中物理主题教学模式 ( 一) 初中物理主题及问题界定 初中物理课本中指出：物理学是- - 1 7 十分有趣的科学。它研究声、光、热、电、力 等形形色色的物理现象1 1 j 。初中物理主题可以按声、光、热、电、力等部分来确定。 在确定主题后，对每个主题下的问题进行分类和确定至关重要，依据初中物理的学科特 点、初中生认知特点、初中物理教学分类对主题教学下的问题进行体系化的分析。 1 初中物理学科特点 ( 1 ) 初中物理课程性质、内容、目标 物理学是研究物质结构、物质的相互作用和运动规律的一门自然科学吼 物理学由理论和实验两部分组成。义务教育阶段的物理课程要求：让学生学习初步 的物理知识与技能，经历基本的科学探究过程，受到科学态度和科学精神的熏陶；它是 以提高全体学生的科学素质、促进学生的全面发展为主要目标的自然科学基础课程【3 】。 从初中物理课程标准中，我们可以总结出：初中物理以理论和实验为基础，知识和 能力目标为物理的知识和技能，过程和方法目标为体验科学探究过程、掌握科学探究方 法，情感、态度和价值观目标为科学态度和科学精神培养，最终提高学生的科学素质、 促进学生的全面发展。 ( 2 ) 初中物理学习过程和方法 物理学家们在进行物理学研究时，通常情况先是通过观察与实验认识研究对象的主 要特征；接着凭借理想思维( 主要是定性描述) 提出假说；然后设法建立理想模型，运 用数学对假说近些进行定量描述；最后用实验对定量描述的内容加以检验和修正，使假 说成为科学结论，从而完成建立物理理论的第一个“循环”。随着研究的深入，可能会 出现一些理论解释不了的新问题，需要采用更先进的观察手段、数学手段或其他手段进 入下一个层次的循环，以达到认识的深入和理论的更趋合理和完善。初中物理就是让学 生重新经历以上过程，在过程中实现物理学习。 中学物理乃至大学物理教学内容，常常采用再现物理学家的研究过程和方法，使学 生理解物理概念和规律是如何建立起来的，从中接受科学方法的教育。物理教学内容中 的科学方法主要分为三大类：实践方法、思维方法和数学方法。1 2 1 。 物理教学内容中的科学方法三大分类： 9 东北师范大学硕士学位论文 表3 1 物理教学科学方法 思维方法 实践方法数学方法 逻辑思维创新思维 比较( 控制变量 直接观察( 定性、 法、比值定义法、 等效代替法)实验中的误差分析 定量) 分类想象、直觉和顿悟 类比 假设 分析( 矛盾分析教学中的代数方法( 比 实验( 验证、探究)法、元抽象法)例、函数、极值与极限) 综合( 系统法、对 称法、移植法) 抽象 模拟 概括 发散思维( 逆向思 归纳( 完全归纳、 维、发散思维)教学中的几何方法( 图 不完全归纳、因果 示、矢量作图、图像) 实地调查联系归纳) 演绎( 简单判断、 复合判断) 2 初中学生认知特点 儿童青少年思维结构的发展阶段的划分，一般地要经历三个阶段。1 3 。： ( 1 ) 直观动作思维 ( 2 ) 具体形象思维 ( 3 ) 抽象逻辑思维，其中又包括形式逻辑思维和辩证逻辑思维 形式逻辑思维 辩证逻辑思维 根据皮亚杰儿童思维发展阶段理论，初中生( 1 3 1 4 岁) 的抽象思维还是经验型的， 可初步理解辩证逻辑思维，但还是以形式逻辑思维为主。所以初中阶段物理教学培养的 是学生从动作思维、形象思维向较高的辩证思维的过度。抓住学生思维能力了形成的关 键时期的初中阶段，在高中阶段学生的抑制能力、计划能力、分离能力、科学推理能力、 概念转变能力都有显著提高。 3 初中物理教学分类 物理教学的基本形式通常包括：物理概念教学、物理规律教学、物理实验教学、物 理习题教学和物理复习教学等1 4 1 。 物理有五种基本课型：新授课、复习课、实验课、习题课和讲评课。1 2 1 。 怎样能将初中物理的内容、过程、目标和理念，学生的认知发展特点，适合各种课 程教学主题教学，增强互动和智慧共享等多方面的要求集中于一体，首先要从学习者的 认知特点、思维方法和物理内容的学习三个方面确定基本物理四类问题教学，也就是专 题网站中结构化知识展示，如表所示： 1 0 东北师范大学硕士学位论文 表3 - 2 物理四类问题教学确定 思维阶段方法涉及物理内容学习物理教学分类 记忆性知识、概念、规律、 动作思维动作、操作物理实验教学 实验 形象思维 表象、联想、想象概念、判断、推理物理概念教学 形式逻辑思维字词语言、数学语言规律、公式、定理、法则物理规律教学 辩证逻辑思维二维思维、流动思维全面、发展看问题物理典型问题教学 可见，初中物理主题教学主要为上述四类问题教学进行，其中物理实验课教学，是 指通过“做”，对学生进行实验技能训练，培养其实验能力，让其理解掌握实验的原理 方法等。物理概念教学是指通过形象( 表象) ，借助表象、联想和想象，形成概念、判 断和推理的过程。物理规律教学是指凭借概念，按照形式逻辑的规律，通过字词语言和 数学语言形成规律、公式、定理、法则的过程。典型问题教学是指二维思维、流动思维， 发展变化的情况下去认识客观现实问题的过程。对于教学中的习题课也好还是讲评课， 其作用是凭借问题的条件和条件前提关系的变化，加深学生对于知识的理解。至于复习 课，主题教学的探究过程是知识条理化、结构化的过程，其作用等同于复习课的作用。 网络环境下初中物理主题教学模式就是利用现代信息技术，尤其是计算机网络技术 功能，对物理学科进行本体研究并将物理教学内容结构化，以网络作为资源、环境、建 构、工具，对一个主题进行教学和探究的方法论体系。 ( - - ) 网络环境下初中物理主题教学模型的建立 基于网络环境的初中物理主题教学，以主题开发为前提，以活动探究为核心，以信 息技术为支持，从多个角度对教学过程进行整体评价，其模型如下图所示： 图3 - 1 网络环境下初中物理主题教学模型 基于网络环境下的初中物理主题教学，充分注重学生的主体地位的基础上，进行物 1 1 东北师范大学硕士学位论文 理的实验、概念、规律、典型问题教学，促进学习者健康心智、创新精神和实践能力的 培养。网络环境在整个教学过程中提供资源、情境、工具和支持。 图3 4 物理规律教学 1 2 东北师范大学硕士学位论文 二、网络环境下初中物理主题教学模式五要素 ( 一) 网络环境下初中物理主题教学的模式的理论基础 1 初中物理课程标准 初中物理课程标准中关于初中物理的课程理念中指出：物理课程应改变过分强调知 识传承的倾向，让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的探究精神、 实践能力以及创新意识。改革以书本为主、实验为辅的教学模式，提倡多样化的教学方 式，鼓励将信息技术渗透于物理教学之中3 。 初中物理强调的探究能力与主题教学的旨趣( 问题解决和探究能力的培养) 存在统 一性，物理教学中的所强调的探究本身就是主题教学的探究过程的浓缩，其基本步骤和 主题教学的操作流程一致，物理课标中强调的实践能力及创新意识与主题教学模式的功 能目标是也是一致的。 2 思维导图原理 人类是天然的理论创建者，从早期开始，人类就创建简单的、直觉的理论，以便用 来对他们所生活的这个外部世界进行解释。随着经验的积累以及不断的反思，人类对自 己所创建的理论进行重新组织，将逐渐复杂的概念添加进去。随着理论的成熟，理论的 威力逐渐显现，进而理论也逐渐成系统。 认知心理学家就把这种大的知识单元称之为“图式”。图式也被称为知识图式或心 理图式，是指一组相关事件、知识或行动所构成的稳定的心理结构或模型1 5 。，这种心 理结构的形成主要依靠学习者后天习得，并随着学习者的学习水平发展而发展。图式既 包括陈述性知识也有程序性知识，并因学习者不同而不同。 学习在掌握客观的事实性、概念性知识的同时，还要在应用这些知识的时候获得策 略性知识从而提高能力。知识的学习既包括静态的、客观的事实，也包括动态的、内在 的感悟，后者对学生批判性思维的形成、终身学习能力提高更具意义和价值。个人所储 备的知识，一般是以“图式”的形式保存在人脑中，它是一个复杂的网络结构。若要顺 畅地提取知识、概括问题、分析问题、解决问题，就要使图式结构优化，图式之间用更 多有信息加以密切联系。 2 0 世纪年代末期，加利福尼亚的罗杰斯伯里教授公布了他对大脑皮质的研究，研 究发现人的左脑负责词汇、逻辑、数字、顺序、线性感、分析和列单，右脑负责节奏、 空间意识、形态整体概念、想象、白日梦、色彩及维度1 6 1 。思维导图核心思想就是把 形象思维与抽象思维很好地结合起来，让左右脑同时运作，从而实现全脑的开发。 思维导图是英国学者东尼博赞在1 9 世纪7 0 年代初期创立的，它以放射性思考 为基础，放射性思考被认为是人类大脑最自然的思考方式。思维导图是简单、高效、放 射性、形象化的思维工具，能够全面调动左脑的逻辑、顺序、条例、文字、数字以及 右脑的图像、想象、颜色、空间、整体思维。思维导图放射性思考的方法，使大脑潜能 得到最充分的开发，进一步激发人类的创意、想象和思考的潜能。思维导图的关键就是： 关键词、连线、图像和色彩。思维导图可以用于做笔记、企业培训、制订计划、项目管 1 3 东北师范大学硕士学位论文 理、内容复习、组织讨论等多方面。 思维在纸上用图画和线条形成发散性的结构。可以将联想、创意与智慧通过层次分 类管理将信息系统化，提高大脑组织、提取与应用知识的效率。由于思维导图具有收放 自如的特点，在思维的发散与聚合、逻辑与形象之间，有利于展现灵活的思维技巧和发 挥个人智力潜能。思维导图非常注重全脑的思维和学习，和大脑本身的思维方式是统一 的，只有利用大脑自身的语言来思考问题、协助记忆、增加创造力和想象力，才能使学 习变得有灵感、轻松和有趣。 表3 3 认