高中物理网络教学模式的探索与实践.pdf

学校编号 1 0 3 9 4 图书分类号 密级 福建师范大学 教育硕士学位论文 高中物理网络教学模式的探索与实践 P h y s i c sT e a c h i n gb a s e do nI n t e r n e ti nS e n i o rH i g hS c h o o l s 叶庆 论文提交日期 论文评阅人 论文答辩E j 期 答辩委员会主席 学位授予单位 学位授予日期 2 0 0 5 年8 月 担鏊蛭箍古望 生目旦 中文摘要 随着我国基础教育改革的深入发展 以网络为代表的信息技术与课程整合的研究已 成为当前教育领域的一个新的研究热点 信息技术 网络技术与物理教学整合的研究将 对我国物理教学的改革与发展产生积极的影响 本文从理论和实践层面上论述了信息技术与课程整合的必要性和迫切性 阐明了网 络教学和信息技术与课程整合的关系 认为在网络信息时代 网络教学是信息技术与课 程整合的一种主要形式 根据学习方式的分类与特点 网络技术的特质 并结合物理学 科的特点 本文提出在物理教学中开展网络教学的四种主要应用模式 即 1 辅助教 学模式 2 自主学习模式 3 合作探究模式和4 基于网络的研究性学习模式 本文由绪论 高中物理学科开展网络教学的原理及意义 高中物理网络教学模式的 构建 实验研究及结束语五个部分组成 重点在于构建高中物理网络教学模式 各模式 在教学过程中 结合具体的案例 得到了应用并取得了较好的效果 关键词 高中物理 网络教学信息技术与课程整合 A B S T R A C T W i t ht h ef u r t h e rd e v e l o p m e n to fo u rc o u n t r y Sb a s i ce d u c a t i o nr e f o r m t h er e s e a r c ha n d p r a c t i c e f o r t h e i n t e g r a t i o no fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dn e t w o r kt e c h n o l o g y w i t h c u r r i c u l u mh a v eb e c o m ea ni m p o r t a n ta n dn e wi s s u e T h ei n t e g r a t i o ns t u d yo fi n f o r m a t i o n a n dn e t w o r kt e c h n o l o g ya n dp h y s i c si n s t r u c t i o nw i l lp r o d u c ea ne f f e c t i v ei m p a c tt op h y s i c s t e a c h i n ga n dl e a r n i n gi nt r a n s f o r ma n dd e v e l o p m e n ti nC h i n a T h en e c e s s i t ya n dt h e i m p o r t a n c eo fi n t e g r a t i n g i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yi n t ot h e c u r r i c u l u mb a s e do nt h e o r ya n dp r a c t i c ew e r ep r e s e n t e di nt h i st h e s i s T h er e l a t i o n s h i p b e v e e ni n t e g r a t i n gi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yi n t ot h ec u r r i c u l u ma n dW e b b a s e di n s t r u c t i o n w a sg i v e n A so n eo ft h em a i nf o r m so ft h eI n t e g r a t i n gI Ti n t ot h eC u r r i c u l u ma ti n f o r m a t i o n a g e W e b b a s e di n s t r u c t i o ns h o u l db ec o n s i d e r e d A c c o r d i n gt o t h ec l a s s i f i c a t i o na n dt h e c h a r a c t e r i s t i co fl e a r n i n gw a y s n e t w o r kt e c h n o l o g y p h y s i c sc u r r i c u l u m a n dt h e i rr e l a t i o n s a m o n gt h e m t h e r ea r ef o u rp r i m a r yW e b b a s e di n s t r u c t i o nm o d e l si np h y s i c st e a c h i n gi nh i g h s c h o o la s1 a s s i s t e dt e a c h i n gm o d e l 2 s e l f l e a r n i n gm o d e l 3 c o o p e r a t i o na n de x p l o r i n g m o d e l a n d4 W e b b a s e de x p l o r i n gm o d e l T h ee x p e r i m e n t a lm e t h o da n dt h er e s u l t sw e r e a l s op r e s e n t e d T h i st h e s i si n c l u d e sf i v ep a r t s i e I I n t r o d u c t i o n 2 t h ep r i n c i p l ea n di m p o r t a n c eo f W e b b a s e di n s t r u c t i o ni np h y s i c st e a c h i n gi ns e n i o rh i g hs c h o o l 3 t h ec o n s t r u c t i n gt h e p r i m a r ym o d e l so fW e b b a s e dt e a c h i n gi n t op h y s i c st e a c h i n g 4 t h ee x p e r i m e n t a ls t u d i e sa n d 5 t h ec o n c l u s i o n s T oc o n s t r u c tt h ep r i m a r ym o d e l so fW e b b a s e dt e a c h i n g i n t o p h y s i c s i n s t r u c t i o ni st h ek e y T h em o d e l sw e r ea p p l i e di nt h ep h y s i c si n s t r u c t i o na n dv e r i f i e dt ob e e 仃e c t i v e K e y w o r d s p h y s i c si ns e n i o rh i g hs c h o o l i n t e g r a t i n gI Ti n t o t h ec u r r i c u l u m W e b b a s e d i n s t r u c t i o n 中文文摘 在2 1 世纪 人类正迎来信息时代 社会的发展对人才提出了新的能力要求 在教 育教学中 为了创造生动的数字化学习环境 培养2 l 世纪的能力素养 学校必须将信 息技术与学科课程整合 随着信息技术及网络的发展和普及 如何发挥以网络为代表的 信息技术的优势实现与学科教学的有效整合成为当前我国教育领域的一个新的研究热 点问题 本文从物理学科教学出发 采用理论分析和实践相结合的研究方法 在一定的 理论指导下 构建网络教学在高中物理教学中的具体应用模式并在实践中进行应用探 索 本文的第一章为绪论 本章中介绍了国内外信息技术与课程整合及网络教学的发展及现状 提出信息技术 和网络技术的主要应用领域应从其它方面尽快转到学校教育的主阵地 各学科的课 堂教学上来 真正做到 大投入应有大产出 高投资应有高效益 切实提高信息技术 的应用水平 实现教育信息化 接着论述了信息技术与课程整合 网络教学的概念及它们之间的关系 信息技术与 学科课程的整合就是强调利用信息技术营造一种理想教学环境 以实现能支持自主探 索 多重交互 情境创设 合作学习 资源共享等多方面要求的新型学习方式 从而把 学生的主动性 积极性充分调动起来 使课堂的教学结构发生根本变革 改变传统 以 教师为中 D 的教学结构 建构新型的 主导 主体相结合 的教学结构 使学生的 创新精神与实践能力培养落到实处 网络教学不只包含纯粹的基于网络的教学活动 而 是基于现代信息技术 包括计算机技术 网络技术 所构建的数字化学习环境下 与现 代教育思想相融合 营造新的学习环境 充分体现了学习者的主体地位 以自主学习和 探究学习为主要学习方式的教学活动 在网络信息时代下 网络与教学的整合无疑是信息技术与课程整合的一个生长点 网络教学是信息技术与课程整合的一种主要形式 在第二章中 首先指出高中物理开展网络教学得到了建构主义理论的支持 建构主 义学习理论认为 情境 协作 会话 和 意义建构 是学习环境中的四大属性 而信息技术与网络技术的特性与功能最有利于四大属性的充分体现 信息技术 网络通 I l I 讯技术提供了实现建构主义学习环境的理想条件 同时建构主义理论为信息技术与课程 整合提供强有力的理论支持 接着从物理学科的教学特点出发 讨论了高中物理开展网络教学的优势及不足 由 于高中物理高级思维能力包括观察 实验 比较 猜想 分析 综合 抽象和概括能力 理科教学上多使用归纳 演绎和类比等方法进行推理 学习 加上高中物理学科的学习 内容很大一部分抽象而艰深 所以利用现代信息技术所具有的信息综合处理能力 高超 编辑能力 灵活交互性处理能力 让教师摆脱进行抽象解说的困扰 有利于激发学生的 高级思维 达到认知的目标 有利于学生学会自主学习 通过意义建构建立认知结构 有利学生主动探索解决问题途径 提高学习能力 有利于进行合作学习 深化对知识的 理解和掌握 最终为适应迅速发展变化的社会的继续教育或终身学习做准备 与传统教学比较 网络教学也存在不足之处 网络教学实践中 由于教师指导监控 能力相对弱化 学生掌握着较充分的学习主动权 极易造成学生在信息海洋中迷航 从 而偏离学习目标 导致学习效果不佳 另外在情感教育上也存在它的缺陷 应正确处理好发展与传承关系 发挥传统教学与网络教学各自的优势 在第三章中 在借鉴前人研究信息技术与课程整合的方法和研究成果基础上 根据 学习方式的分类与特点 考虑发挥网络技术的特质 结合物理学科的特点 构建了四种 高中物理网络教学模式 即 辅助讲授模式 自主学习模式 协作探究模式和基于网络 的研究性学习模式 并对这四种模式的特点 适用的范围 基本的流程及教学设计过程 中所涉及的要素特别是教师角色 学生角色及媒体的功能 作用的变化结合案例进行阐 述分析 辅助讲授模式 该模式借助信息技术优势辅助教师轻松完成向学生传授知识的任 务 使学生比较迅速地获取知识和技能 在传统的班级授课教学优势得到充分发挥的基 础上 适当地引用网络教学上的某些优势而构建的一种教学模式 该模式较适用于物理 概念及部分物理规律的教学 由创设情景引入新课 新课讲解 多媒体辅助教学 例题讲解 新知巩固 网上测试 学 3 评价 小结 课后网上答疑等几个环节组成 与传统教学相比 教师的角色没有发生多大的变化仍是教学过程的执行者 组织者 管 理者 学生仍处于被动接受的地位但相对传统教学下的学生 学生的主体地位有所加强 其选择性和灵活性加强 可通过网络进行人机交互完成知识检测 交流的方式较传统更 为多样 网络的加入在交流反馈环节上发挥了一定的作用 自主学习模式 该模式中利用现代信息技术 网络技术进行学习情境的创设 探究 情境的创设 及 及时强化 或 及时评价 的学习情景的创设 从而激发学生的学习 积极性 发挥学习的能动性及促进学生的自我认识和调控能力 最终促进学生的自主学 习 该模式一般把教学内容设计成网页形式并发布在校园网上 由设疑激趣 确定目标 创设情景 自主学习 及时反馈 评价学习 实际应用 教师总结环节组成 陔模式适用于部分的探究性学习的物理教学内容 这部分是指实际没有条件进行实验或 实验现象不明显 不利于学生探究时 能利用合适的互动课件来进行的探究性学习内容 相对于传统教学该模式在发挥教师主导作用的同时更为注重学生的主体地位 提高学生 的主动性和自觉性成为成功的关键因素 这一方面靠教师的引导 如教师通过操作指南 学习任务单让学生明确要完成的任务 让任务单成为指导学生学习的有力支架促使学生 学习 另一方面需要学生本身具有较高的学习主动性及自我监控能力 合作探究模式 对于抽象的新概念和复杂的物理规律 学生若采取个人自主学习 方式时就觉得内容相对复杂 以个人的力量完成学习任务有一定困难 此时比较适宜 采用合作探究模式 该模式由以下几个环节组成 引入新课 引导讨论 合作探究 成果交流 归纳演绎 应用训练 合作探究模式与自主学习模式相比 在培养学生的 自主学习 探究学习能力的同时 注重培养学生的合作能力和意识 它适用于探究任 务较复杂的情况 教师除了在学生自主学习过程中起到组织 监督 指导和服务的作 用外 为避免合作学习出现个别成员 承包 代替 使合作学习流于形式 还要 求教师在学生协作学习时进行有效指导 教师应考虑到方方面面如小组的划分 小组 的分工协作 协调 组织 合作问题的选题 对合作成果的评价等 因此对教师的要 求更高了 学生学习是自主学习上的合作 学生承担的探究任务应是整合性的任务 应相互配合 共同完成任务 真正提高学生的交流合作的技巧及能力 基于网络的研究性学习模式 该模式借鉴国外流行的W e b Q u e s t 模式 发挥互联网 上庞大的信息资源和网络的便捷交流方式的优势并将其整合到研究性学习中来 该模式 适用于起源于实际生活 难度较大 主题宽泛的内容 适合于学生在课堂外丌展研究性 学习 使得课堂探究性学习得到延伸 由情境体验阶段 课题准备阶段 研究实施阶段 总结反思阶段等几个阶段组成 学生的主体性在该模式得到最充分的发挥 对信息的检 索 整理能力 与人合作交往的能力 终身学习的能力得到提高 师生地位趋于平等 教师成为平等者中的首席 发挥指导 监督作用 并在关键之处加以巧妙引导 促使学 V 习向更高水平发展 网络成为信息浏览 寻求专题资源 寻求智慧资源 充分交流对话 的平台 一般要选择一个合适的研究性学习平台来丌展基于网络的研究性学习 第四章为实验研究 为了在教学实践中检验该整合模式的科学性和有效性 以求进 一步的改进和完善 选择实验学校 并根据具体的试验条件 进行了 高中物理网络教 学模式的实践与探索 的教学试验研究 对实验班和对照班实验数据进行分析 并得出 实验结果 验证所构建模式在教学中的实际应用效果 合理性与局限性 本文最后的部分为第五章总结与展望 在章中总结了作者在网络教学实践中的一些感悟 首先 不是所有情况都适合网络 教学 具体某一节开展网络教学所采用的模式也应根据具体情况进行灵活选择 其次在 物理学科开展网络教学应注意以下几个问题 1 应注重教师的培训 这培训不仅是技 术层面上的 更重要的是基于掌握现代教育和教育技术理论基础上的应用培训 2 注 重教学资源的建设 3 构建网络学习平台要注重物理学科的特点 4 要构建科学完善 的教学评价体系 促进网络教学的健康发展 最后还提出了今后网络教学的发展方向 如 研究方法 评价体系将不断适应信息 技术 网络技术的发展而发展 更加关注网络信息技术环境下如何发挥人的因素来促进 教育的发展 随着网络信息技术的发展 网络教学将朝着交互式 智能化 全球化方向 发展 V 第一章绪论 I I 引言 第一章绪论 2 1 世纪 人类正迎来信息时代 以网络技术为代表的现代信息技术迅猛发展又一次 给教育领域带来了新的希望 正强有力地冲击着包括政治 经济 文化 教育等在内的 人类社会的各个领域 它对社会生活方式与社会结构都产生了深远的影响 加快了人类 进入信息化社会的步伐 在信息时代的今天 传统的基本能力的要求已经不能满足未来 的需要 而且随着信息技术的发展变化 信息能力即信息的获取能力 评价能力 使用 能力 创造能力等已成为衡量一个人素质的一项重要指标 社会的发展对教育提出了新 的能力要求 在教育教学中 培养学生的信息素养 提高学生处理和运用信息的能力 已成为新世纪教育的重要内容和任务 美国教育技术C E O 论坛从1 9 9 7 年底开始每隔一 至两年举办 次会议 并发表一个年度报告 涉及当年全球教育技术领域的热点问题 美国教育技术C E O 论坛第3 度 2 0 0 0 报告明确指出 为了创造生动的数字化学习环 境 培养2 1 世纪的能力素养 学校必须将数字化内容与学科课程整合 这里所说的数 字化内容与学科课程相整合就是我国通常所说的信息技术与学科课程相整合 而信息技 术与课程的整合经历了单机演播和交互模式之后 随着信息通信的飞速发展以及网络时 代的到来 己开始进入了网络课程整合阶段 多媒体和网络技术在教育 教学领域应用 的种种优越性已日益为人们所认识 如何发挥其优势实现以网络为代表的信息技术与学 科教学的有效整合成为当前我国教育领域的一个新的研究热点问题 1 2 国内外信息技术与课程整合及网络教学的发展及现状 信息技术在教育领域的应用自2 0 世纪6 0 年代以来大致经历了三个发展阶段 注 I C A I c o m p u t e r a s s i s t e d i n s t r u c t i o n 计算机辅助教学 阶段 这一阶段大约是从2 0 世纪6 0 年代初至8 0 年代中后期 其主要特征是利用计算机 的快速运算 图形动画和仿真等功能辅助教师解决教学中的某些重点 难点 而且这些 C A I 课件大多数以演示为主 2 C A L c o m p u t e r a s s i s t e dl e a r n i n g 计算机辅助学习 阶段 这一阶段大约是从8 0 年代中后期至9 0 年代中后期 其主要特征是逐步从辅助教转 向辅助学 即强调如何利用计算机作为辅助学生学习的工具 第一帝绪论 3 I I T C I n t e g r a t i n g I Ti n t ot h ec u r r i c u l u m 信息技术与课程整合 阶段 这一阶段大约从9 0 年代中后期开始到现在 其主要特征是不仅将以计算机为核心 的信息技术用于辅助教或辅助学 而更强调要利用信息技术创建理想的学习环境 全新 的学习方式 从而彻底改变传统的教学结构和教学模式 自上个世纪6 0 年代计算机进 入教育领域以来 尽管信息技术教育的重要性几乎被全世界公认 在学校里相对的投入 也很大 但是计算机始终是游离于教学的核心以外 学校的主业 即各学科课程的教学 没有享受到计算机带来的好处 通过长期的实践与理论探索 信息技术与课程整合的概 念逐渐清晰起来 9 0 年代中期以后 以美国为代表的一些发达国家 开始在中小学教学中采用信息技 术与课程整合的方式来培养学生的信息素养 同时开展了信息技术与学科教学整合的实 验研究 美国是较早提出信息技术与课程整合的国家 政府不断加大信息技术基础设施的投 入 至2 0 0 2 年 公立学校联网率达9 2 全国各校联网率达8 7 并为教师提供课程 整合所需的资源 指导及技术培训 在 2 0 6 1 计划 中美国专门提出了信息技术与各学 科整合的思想 强调将自然科学 社会科学和信息技术三者结合起来 2 0 0 0 年美国政府 通过制定 国家教育技术标准 来推动信息技术与课程的整合 各州依据国家总趋势和 地方的具体情况 制定了适合本州的信息技术教育政策并采取相应的措施予以实施 在 美国的中小学里 以信息技术为主的现代教育技术的应用十分普遍 在日常的教学中 己成为教师教学和学生学习不可缺少的工具 在各种课程的教学过程中 使用信息技术 己经非常自然地融合其中 形成了一种将书本知识与社会信息相结合 教师传授与自我 探索相结合的教学观念和教学模式 总的看 美国信息技术与课程整合的研究已取得了 巨大的成果 推动了整个教育思想 教学模式突破原有旧体制的束缚 走向一条新的发 展之路 极大推动了美国的教育改革 也为其他国家的研究提供了可借鉴的经验 英国是最早提出信息技术与课程整合的国家 英国教育和就业部2 0 0 2 年的一项调 查表明 所采访的2 0 7 3 个学生中8 0 的家庭有电脑 6 8 的家庭电脑与网络连接 极 高的电脑网络普及率为英国充分利用网络进行I C T 信息与通讯技术 与课程整合奠定 了良好的基础 英国政府从基础教育入手 采取了有效措施 在信息技术与课程整合方 面走在了世界前列 注2 计算机I 陕网的尝试起始于上个世纪5 0 年代 到了8 0 年代中期以后才发展为以W e b 为核心的国际互联网 在近1 0 2 0 年期问 互联网和全球网的发展速度之快是有目共睹 的 网络也被迅速地应用于教育领域 国外在应用网络开展教学整合方面作了积极的探 索 提出了基于网络环境下的问题式学习模式 P B L 基于网络的研究性学习模式如 W e b Q u e s t 网络探究模式 S c a v e n g e r H u n t s 拾荒者模式 及英特尔未来教育模式等 但 第一章绪论 毕竟其发展的历史并不长 也存在不少的困惑和问题 首先 国内外教育界对信息网络 技术的教育应用 关注更多的是教育管理 第二课堂 远程教育和信息技术课本身 而 对在各学科课堂教学中的应用却未能给予足够的重视 现在已有愈来愈多的有识之士认 识到这样偏向的弊端 并开始呼吁将其应用的主要领域从其它方面尽快转到学校教育的 主阵地 各学科的课堂教学上来 其次 还没有真正一套科学系统的理论加以阐述 广大教师无章可循 只能按个人的理解去实践 探索 造成一定的盲目性 注3 我国政府根据世界各国教学改革的总趋势和我国发展的总体战略 及时提出教育信 息化的目标 并制定了具体的实施措施 教育部决定 从2 0 0 1 年开始用5 1 0 年的时间 在全国中小学基本普及信息技术教育 全面实施 校校通 工程 以信息化带动教育的 现代化 推进信息技术与其他学科教学的整合 在新一轮课程改革中明确了信息技术与 课程整合的目标与内容 2 0 0 1 年7 月 教育部颁发了 基础教育课程改革纲要 试行 纲要明确指出 大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用 促进信息技术与学科课程 的整合 逐步实现教学内容的呈现方式 学生的学习方式 教师的教学方式和师生互动 方式的变革 充分发挥信息技术的优势 为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境 和有力的学习工具 自此在我国中小学掀起了信息技术与课程整合的教学实践与研究的 高潮 信息技术与课程整合的研究和实践在我国已有几年的历史 在引入 介绍了国外 有关的研究成果基础上 我国学者根据本国特色对信息技术与课程整合的内涵 本质 实旅步骤进行阐述和指导 广大的教学和研究人员在利用网络进行学科整合方面作了实 践和探索 如 广东天河区教育局于1 9 9 8 年底全面启动了以构建网络环境下信息技术 与课程整合模式的研究 在现有的网络发展水平之上 提出相应的一些网络教学模式 讲授式教学模式 个别化教学模式 协作式教学模式 发现式教学模式 讨论式教学模 式 北京海淀区提出的基于局域网络的自学辅导模式 广东东莞提出的 自主 互动 创新 创新教学模式等 不可否认 现实应用上存在问题 比如 从我国基础教育教育信息化发展的现状来 看 校校通工程促使中小学校园网的数量 校园网的带宽 速率有了大幅提升 但应用 状况却着实令人担忧 在教育信息化水平较高的珠江三角洲地区的抽样调查的事实如 下 在已建立校园网的中小学中 8 0 以上的学校只用于开设信息技术必修课 没有其 它的教育教学应用 在其余2 0 已丌展信息技术必修课以外的应用的学校中 有一部分 是应用于教育行政管理如校长办公系统 电子图书馆 财务报表 学生成绩统计等 另 有一部分是用于辅助教学 基本上是多媒体课件加P o w e r P o i n t 的运用 真正能在各个学 科教学中 经常开展信息技术与课程整合实现教学改革 从而有效提升教学质量的学校 大约5 注4 中小学校园网建设需要较大投入 我们常说 大投入应有大产出 高投 资应有高效益 学校的产出是高素质人才 学校的效益应体现在各学科教学质量与教学 效率的大幅提升 但目前实际状况与这一目标有很大的距离 这是什么原因昵 原因是 多方面的 但对一线教师来说 有一个重要的原因就是广大教师缺少进行有效整合的具 第一牵绪论 体步骤和方法 这也是本文进行此课题研究的目的 1 3 信息技术与课程整合 网络教学的概念及其关系 1 3 1 信息技术与课程整合的内涵与本质 国内外对信息技术与课程整合有多种表述 国际教育技术协会在它于2 0 0 0 年为美 国修订的 国家教育技术标准 中 对什么是 信息技术与课程整合 是这样界定的 信息技术与课程整合是把技术作为一利 工具融进课程 以促进学生对某一知识范围或多 学科领域的学习 技术允许学生以前所未有的方法进行学习 只有当学生能够选择工具 帮助自己及时获得信息 分析综合信息并 F 确表达时 技术和课程的整合才是有效的 技术应该象其它所有可能获得的课堂教具一样成为课堂的内在组成部分 注5 陈至立部长在2 0 0 0 年报告中指出 信息技术与课程整合就是通过课程把信息技术 与学科教学有机结合起来 从根本上改变传统教与学的观念以及相应的学习目标 方法 以及评价手段 李克东教授认为信息技术与课程整合是指在课程教学过程中把信息技术 信息资 源 信息方法 人力资源和课程内容有机结合 共同完成课程教学任务的一种新型的教 学方式 注6 何克抗教授认为信息技术与学科课程的整合就是通过将信息技术有效地融合于各 学科的教学过程来营造一种理想的教学环境 以实现一种能充分体现学生主体地位的以 自主 探究 合作 为特征的新型学习方 式 注7 综上所述 作者认为信息技术与课程整合就是调强利用信息技术营造一种理想教学 环境 不仅仅把信息技术作为辅助教或辅助学的工具 以实现能支持自主探索 多重交 互 情境刨设 合作学习 资源共享等多方面要求的新型学习方式 从而把学生的主动 性 积极性充分调动起来 使课堂的教学结构发生根本变革 改变传统 以教师为中心 的教学结构 建构新型的 主导 主体相结合 的教学结构 使学生的创新精神与实 践能力培养落到实处 这正是我们现代教育所追求的目标 1 3 2 什么是网络教学 网络教学的定义众说纷纭 李艺认为网络教学就是在以计算机网络为代表的现代媒 介平台上所进行的教学 这个教学活动或多或少地与计算机网络发生联系 注8 柳栋在 网络教学的定义 中指出 广义地说 网络教学是指在过程中运用了网络 技术的教学活动 狭义地看 网络教学是指将网络技术作为构成新型学习生态环境的有 第一章绪论 机因素 充分体现学习者的主体地位 以探究学习作为主要学习方式的教学活动 注 9 肖从华在 也谈网络教学的定义 中认为 网络教学是一种在现代信息技术的基础 之上建立起来 在数字化学习环境下的教学活动 它以自主式学习和探究式学习为主要 特质 可与学校教育中主体的课堂教学可互为补充 相互整合的教学活动 注1 0 从上面对信息技术与课程整合的内涵和网络教学的定义的分析和理解 作者对网络 教学的理解是 网络教学不只包含纯粹的基于网络的教学活动 而是基于现代信息技术 包括计算机技术 网络技术 所构建的数字化学习环境下 与现代教育思想相融合 营造新的学习环境 充分体现了学习者的主体地位 是以自主学习和探究学习为主要学 习方式的教学活动 在网络信息时代下 网络教学是信息技术与课程整合的一种主要形 式 当它应用于传统的学校教学时 它可以与课堂教学互为补充 互为整合 根据我国基础教育的实际及发展趋势 以学校一班级为主渠道的教学形式在今后 楣当长的时间内仍将占主导地位 在中学还是以课堂教学为主要形式 因此本文讨论的 网络教学更主要的是指在课堂中所开展的网络教学的实践和探索 1 3 3 对信息技术与课程整合与网络教学的关系认识 随着计算机及其相关信息技术的发展 计算机已经从主机为中心的模式 个人机为 中心的模式发展到了网络机为中心的模式 网络给教学带来了更多的新东西 给教学带 来了新的契机 我们需要去研究网络这个非常强大的信息技术媒介的功能和作用 利用 信息技术与课程整合的理念来开展网络教学的实践和探索 网络作为一种信息技术手段 在整合中应该有更大的空间 网络与教学的整合无疑是信息技术与课程整合的一个生长 点 它是信息技术与学科课程整合发展的一种主要形式 1 4 课题来源及研究的思路 信息技术与学科教学的整合是教育信息化发展的必然趋势 物理学科有与信息技术 学科相近的特点 物理教学和研究人员对信息技术 网络技术在物理教学中的应用探索 热情很高 进行了许多网络教学方面的理论研究和教学实践 如华东师范大学朱车宏雄 提出的基于现代信息技术与现代网络技术的网络化课堂教学模式 创设学习情景 自 主搜寻信息 协作指导探索 自主意义建构 合作运用创新 浙江师范大学附属 中学提出的基于网络环境的高中物理教学模式 创设情境 提出课题 自主探索 一网上协作 课题小结 网上测试 课题延伸等等 但不可否认在理论阐述和实 践应用方面还不够系统和完善 教师具体操作方面还有欠缺 因此 如何针对物理学科 的特点 立足于课堂来发挥网络优势开展教学实践和探索推进信息技术与物理学科教学 第一带结论 机园素 充分体现学习者的主体地位 以探究学习作为主要学习方式的教学活动 注 9 肖从华在 也谈网络教学的定义 中认为 网络教学是一种在现代信息技术的基础 之上建立起来 在数字化学习环境下的教学活动 它以自主式学习和探究式学习为主要 特质t 可与学校教育中主体的课堂教学可互为补充 相互整合的教学活动 注l o 从上面对信息技术与课程整合的内涵和网络教学的定义的分析和理解 作者对网络 教学的理解是 网络教学不只包含纯粹的基于网络的教学活动 而是基于现代信息技术 包括计算机技术 网络技术 所构建的数字化学习环境下 与现代教育思想相融合 营造新的学习环境 充分体现了学习者的主体地位 是以自主学习和探究学习为主要学 习方式的教学活动 在网络信息时代下 网络教学是信息技术与课程整合的一种主要形 式 当它应用于传统的学校教学时 它可以与课堂教学互为补充 互为整合 根据我国基础教育的实际及发展趋势 以学校一班级为主渠道的教学形式在今后 相当长的时间内仍将占主导地位 在中学还是以课堂教学为主要形式 因此本文讨论的 网络教学更主要的是指在课堂中所开展的网络教学的实践和探索 1 3 3 对信息技术与课程整合与网络教学的关系认识 随着计算机及其相关信息技术的发展 计算机已经从主机为中心的模式 个人机为 中心的模式发展到了网络机为中心的模式 网络给教学带来了更多的新东珏 给教学带 来了新的契机 我们需要去研究网络这个非常强大的信息技术媒介的功能和作用 利用 信息技术与课程整合的理念来开展网络教学的实践和探索 网络作为一种信息技术手段 在整合中应该有更大的空间 网络与教学的整合无疑是信息技术与课程整合的一个生长 点 它是信息技术与学科课程整合发展的一种主要形式 1 4 课题来源及研究的思路 信息技术与学科教学的整台是教育信息化发展的必然趋势 物理学科有与信息技术 学科相近的特点 物理教学和研究人员对信息技术 网络技术在物理教学中的应用探索 热情很高 进行了许多网络教学方面的理论研究和教学实践 如华东师范大学朱车宏雄 提出的基于现代信息技术与现代网络技术的网络化课堂教学模式 创设学习情景 自 主搜寻信息 协作指导探索 自主意义建构 合作运用刨新 浙江师范大学附属 中学提出的基于网络环境的高中物理教学模式 创设情境 提出课题 自主探索一 一网上协作 课题小结 网上测试 课题延伸等等 但不可否认在理论阐述和实 践应用方面还不够系统和完善 教师具体操作方面还有欠缺 因此 如何针对物理学科 的特点 立足于课堂来发挥网络优势开展教学实践和探索推进信息技术与物理学科教学 的特点 立足于课堂来发挥网络优势开展教学实践和探索推进信息技术与物理学科教学 第一章绪论 的整合 分析和构建网络在物理教学中的应用模式 提出具体可操作的模式并在教学实 践中应用仍具有重要的意义 在本课题研究中 作者所要探讨的问题就是 如何基于教学理论 运用教学设计 实现信息技术 网络技术与高中物理学科的整合 研究采用理论分析和实践相结合的研 究方法 在一定的理论指导下 构建网络教学在高中物理课堂教学中的应用模式 并寻 找高中物理教材中知识与能力的切入点 选择相应的整合模式进行教学实践 最后分析 和解释实验数据 最终得出在高中物理课堂开展网络教学的各种结论 从而对物理r 丌展 网络教学实现信息技术与物理学科教学的有效整合提供一定的指导作用和有益的启示 6 第二章豳中物理学科开展嘲络教学的理论幕础及意义 第二章 高中物理学科开展网络教学的理论基础及意义 2 1 理论基础 2 1 1 建构主义学习理论 建构主义 c o n s t r u c t i v i s m 最早是由瑞士的皮亚杰提出的 他认为 儿童是在与周围 环境相互作用的过程中 逐步建构起关于外部世界的知识 从而使自身认知结构得到发 展 建构主义学习理论认为 知识不是通过教师传授得到 而是学习者在一定的情境即 社会文化背景下 借助学习过程中其他人 包括教师和学习伙伴 的帮助 利用必要的学 习资料 通过意义建构的方式而获得 由于学习是在一定的情境即社会文化背景下 借 助其他人的帮助即通过人际间的协作活动而实现的意义建构过程 因此建构主义学习理 论认为 情境 协作 会话 和 意义建构 是学习环境中的四大属性 而信息技 术与网络技术的特性与功能最有利于四大属性的充分体现 例如 1 建构主义学习理论强调创设真实情境 把创设情境看作是 意义建构 的必要 前提 并作为教学设计的最重要内容之一 而信息技术正好是创设真实情境的最有效工 具 如果再与仿真技术相结合 则更能产生身临其境的逼真效果 2 协商与会话是协作学习的主要形式 而用多媒体计算机能够更好地支持协商与 会话的实现 与此同时基于I n t e m e t 的网络环境 为超越时空和地域的协作学习创造了 良好的条件 而协作学习对于促进学习群体达到对当前所学知识深刻而全面的理解 即 真正完成意义建构 是一个不可缺少的重要环节 3 建构主义学习理论认为 意义建构是学习的目的 它要靠学生自觉 主动去完 成 教师和外界环境的作用都是为了帮助和促进学生的意义建构 信息技术由于能提供 界面友好 形象直观的交互式学习环境 有利于学生的主动探索 主动发现 能提供图 文声并茂的多重感官综合刺激 有利于学生更多更好地获取关于客观事物规律与内在联 系的知识 还能按超文本方式组织与管理各种教学信息和学科知识 有利于发展联想思 维和建立新旧概念之间的联系 因而对学生认知结构的形成与发展 即对学生关于当 前所学知识的意义建构是非常有利的 也是其它媒体或其他教学环境无法比拟的 可见 多媒体技术 网络通讯技术提供了实现建构主义学习环境的理想条件 同时 建构主义理论为信息技术与课程整合提供强有力的理论支持 2 1 2 基于建构主义的教学设计理论 第二章高中物理学科开展网络教学的理论基础及意义 加涅对教学设计是这样定义的 教学设计是一个系统化规划教学系统的过程 教学 系统本身是对资源和程序作出有利于学习的安排 任何组织机构 如果其目的旨在开发 人的才能均可以被包括在教学系统中 注1 1 我们对教学设计的理解是 运用系统方法 分析教学问题和确定教学目标 建立解决教学问题的策略方案 试行解决方案 评价试 行结果和对方案进行修改的过程 它是连接学习理论和教育实践的 桥梁科学 系统论的整体原理表明 任何系统只有通过相互关系形成整体结构才能发挥整体功 能 从系统角度看 教学过程作为一个完整的系统 是由教学资源 媒体 教师 学生 等四大要素构成 这四个要素不是简单地 孤立地拼凑在一起而是彼此相互联系 相互 作用和影响 任何一种因素的变化 必然影响到其它要素的变化 这要求我们应用教学 设计的有关理论 遵循教学的基本规律 从学科特点出发 发挥信息技术的优越性 优 化组合和协调改变教学系统的各个要素 进行自然 有序的整合 才能达到教学最优化 的目的 网络教学中教师 学生 教材 媒体四个要素的内涵 功能 作用及其之间 的关系如图一 图一网络教学四要素关系图 学生一拥有大量的经过教师选择 设计并控制的学习资源 是活动的主体 是信息加 工和情感体验的主体 是知识意义的主动建构者 而不是外界刺激的被动接受者 知识 的灌输对象 教师一教学过程的组织者 指导者 知识意义建构的帮助者 促进者 而不是主动施 教的知识灌输者 教学内容一教材不是惟一的教学内容 通过教师指导 自主学习与协作交流 可以从 多种学习对象 如同学 教师及社会上的有关专家 和教学资源 图书资料及网上资源 上获取知识 所提供的知识是学生主动意义建构的对象而不是教师向学生灌输的内容 媒体一 主要指多媒体计算机 网络教室 校园网和因特网为核心的信息技术所构成的 8 第二章高中物理学科开展刚络教学的理论基础及意义 网络教学系统 既可以是辅助教师教的演示工具 也可以是促进学生自主学习的认知工 具 情感激励工具 2 2 高中物理学科特点 要实现物理科学教学与信息技术的有效整合 切不可脱离物理学科本身的学科特 点 物理知识是人类认识物质运动规律和物质结构的具体成果 是物理学习的直接对象 包括物理现象 物理概念和物理规律三个要素 物理现象即实验基础以及自然界中与物理有关的实际现象 只有了解大量的物理现 象 才能理解理论的事实依据和适用范围 并借助范例顺利地应用理论去解释新的现象 高中物理的学习与初中相比 已逐渐减少了从自然界获取直接物理现象的比例 而如何 通过控制实验条件排除干拢因素 怎样从纷繁芜杂的实验现象中抽象 归纳出自然规律 则成为主要要求 物理概念是一类物理现象的共同特征和本质属性在人脑中概括和抽象的反映 它具 有高度的抽象性 精细性 用不同的物理概念能把表面看来相似或相近而物理本质不同 的属性区分开来 如 物理学能准确区分热运动 内能 温度 热量等概念 而生活中 往往笼统地称为 热 初中学生掌握物理概念主要采用的形式是先从观察实验中获 得感性认识 然后再从已经感知的大量同类事物的不同例证中抽象出它们的关键特征 把感性认知上升为理性认知 而高中阶段的学生掌握物理概念一般较多采用的形式是先 用文字或符号直接给出概念的定义 然后利用原有的知识经验对新概念进行消化和理 解 物理规律表现为若干物理概念之间的内在联系 反映了物理现象和过程在一定条件 下发展 变化的必然趋势 初中物理规律的学习多从观察实验中总结物理规律 而高中 物理规律的学习需要较强的数学演绎的能力和文字理解表述的能力 一般采用演绎推理 法从已有知识中推导得出物理规律 或是从假说中得出规律 再用实验对照的方法加以 证实 文字阅读能力差和数学不好的学生往往在学习物理时会觉得困难 理科的高级思维能力与文科有很大的不同 它包括观察 实验 比较 猜想 分析 综合 抽织和概括能力 教学上往往使用归纳 演绎和类比等方法进行推理 学习 加 上高中物理学科的学习内容很大一部分抽象而艰深 在教学中提倡应用多媒体网络技术 把抽象的 难以常见的现象具体地展示在学生的面前 帮助学生了解现象的实质 这样 教师可以摆脱进行抽象解说的困扰 重点点拨现象的关键细节 有利于激发学生的高级 思维 达到认知的目标 现代信息技术纳入物理教学系统 使得物理情景的构建更为容 易 学生积极的意义建构成为可能 更易发挥学生在学习中的主动作用 在建构主义理 9 第二章高中物理学科开展蚓络教学的理论箍础及意义 论的指导下 构建 以学生为中心 物理教学是从根本上扭转物理教学现状的捷径 2 3 在物理学科开展网络教学的认识 2 3 1 在物理学科开展网络教学的优势 物理课堂中开展网络教学 由于信息技术和网络技术的介入可以提供更为理想的教 学环境 主要表现在下面几个方面 1 利用现代信息技术所具有的对图 文 声 动画 视频等多种媒体信息的综合 处理能力 通过将多媒体信息有机地融为一体 实现有声 可视 形象生动的表达效果 进而为物理创设具有 疑 趣 难 等特征的 有助于学生发现问题 提出问题的 良好学习情境 2 利用现代信息技术所具有的对视频 动画等多种媒体信息的高超编辑能力 通 过将微观过程实现宏观模拟 把宏观场景进行缩微处理 将瞬变过程转为定格分析 进 而能为物理教育创设具有变抽象为具体 变动态为静态 化枯燥为生动等特征 有助于 学生学会自主学习 通过意义建构建立认知结构并主动探索解决问题途径的探究情景 3 利用现代信息技术所具有的对教育信息的交互性处理能力 通过对教育信息的 及时收集与反馈 能为调整教学节奏和进程 实现物理教学过程的因材施教提供技术 保障 4 利用现代信息技术与计算机机网络技术的有机给合 通过对网上多媒体信息资 源的共享 进一步丰富教学资源 能使物理教学过程从局限在课堂中的封闭性走向开放 性 从而突破书本是知识主要来源的限制 用各种相关资源丰富封闭的孤立的课堂教学 极大扩充教学知识量 使学生不再只是学习课本中的内容 而是能开阔思维 更能撞击 出思想的火花 5 网络教学使物理教学更具开放性 使合作学习成为可能 信息技术既可以构建 个别化学习环境 也可以营造协作式学习氛围 网络能使教学过程从局限在课堂中的封 闭性走向开放性 不同地区的学生可以围绕同一课题组成小组进行网上合作学习 网络 还为学习者提供对相同问题的多种不同的观点的比较 分析和思考的条件 在集思广益 的基础上 深化对知识的理解和掌握 在网络教学中 可实现入一机交互 人一机一人 交互 学生与教师发生交流 也可以与计算机 其他学生发生交流 学生通过网络中的 人机交互 有效地获得图 文 声 像并茂的教育信息 通过与教师进行直接对话 获 得教师的指导 通过与其