年会论文-基于网络教学平台的物理思维教学探究

基于网络教学平台的物理思维教学探究刘瑞晨周金玲王梅马格军王铎摘要：在教学过程中，学生反映学习物理比较困难。通过对学生进行访谈以及对学习过程进行观察和分析，发现学生在初中阶段主要通过大量做题掌握物理知识，虽然能记住概念、公式，但不能深入理解，更不能灵活应用。其深层原因是思维过程的缺失。基于此问题，本文以网络平台为依托，展开思维教学探究。探究以斯滕伯格的三元智力理论为依据，根据中职学生的职业特点以及学生的思维特点，重点发展学生的实用性思维。本文提出三点思维教学策略：（一）创设情境，激发思维。（二）诠释物理过程，展开思维。（三）专题探究，呈现思维成果。通过课堂教学实践和观察，发现此三种策略对发展学生的实用性思维起到了积极的促进作用，学生也感觉学习物理不困难了。根据本文的思维教学策略，搭建的网络教学资源库，对思维教学起到了重要的支持作用。一、引言1.问题的提出教学过程中，学生反映学习物理比较困难，上课听不懂，作业看不懂。通过对学生的学习过程进行观察和分析，发现学生学习物理困难的原因主要有以下两个方面：第一，在初中的应试教育中，学生主要通过大量做题来学习物理知识，学生掌握知识的方式是模仿和训练。第二，学生学习物理概念的方法是背诵记忆，完全没有理解概念的内涵和意义。这样学习的结果，学生只知道“是什么”，不知道“为什么’，更不会迁移运用。学生不能理解物理概念和规律的深层原因是思维过程的缺失。因此，在物理教学中探索思维教学，激发和训练学生的思维，应作为物理教学的核心目标。2.研究的意义部颁“中等职业物理教学大纲”明确指出物理课程教学目标之一是：“培养和提高学生的观察能力、实验能力、思维能力、分析和解决问题的能力、自我发展和获取知识的能力”。在这些能力当中思维能力是核心，无论观察、实验、分析解决问题、获取知识，离开思维是无法实现的，因此培养学生的思维能力是物理教学的重要任务。通过教学培养学生的学习能力、思维能力。学习与思维不可能截然分开，二者是相互融合、相互促进的，学习促进思维的发展，思维提高学习的效率。教师的任务不仅仅是向学生传输知识，而是要使学生具备相应的学习能力，为学生的终身学习和发展奠定基础。本探究立足于建设网络教学资源平台，为教学提供必要的教学情境、物理过程，用于在物理教学中激发学生的思维、培养学生的思维能力，促进学生对物理概念、规律的理解和掌握，以实现对物理知识的迁移和运用。3.理论依据（1）思维的含义思维有广义和狭义两种含义。广义思维是人脑对客观事物的概括和间接的反映，它反映事物的本质和事物间规律性的联系，包括形象思维和逻辑思维。狭义思维是心理学意义上的思维，指逻辑思维。思维过程是人脑对信息的分析、抽象、综合、概括、对比，以内隐或外显的语言或动作表现出来。思维是认知活动的高级形式，只有通过思维才能认识事物的本质属性和内在规律，使认识由感性上升为理性，构成一定的理论体系。孔子的“学而不思则罔，思而不学则殆”说明了学习与思维的关系。（2）斯滕伯格的三元智力理论美国心理学家和教育学家斯滕伯格（RobertJ.Strnberg）,提出思维的三元理论，即思维可以分为三个层面：分析性思维、创造性思维和实用性思维。分析性思维包括：分析、判断、评价、比较、对比和检验等能力。创造性思维包括：创造、发现、生成、想象和假设等能力。实用性思维包括：实践、使用、运用和实现等能力。智力是分析的、创造的、实用的信息加工过程三者的平衡。斯滕伯格研究了高智力人群在三种思维模式上的表现，如表1：表1喜好不同思维模式的学生特征分析性能力高的学生创造性能力高的学生实用性能力高的学生成绩好喜爱学校被老师喜欢适应学校听从指挥能看出观念上的错误天生的批判者偏爱接受指令成绩中等或偏差在学校感觉受到限制经常是老师眼里的大麻烦对学校适应不良不喜欢接受指令和规则喜欢想出自己的观点天生的好点子者喜欢我行我素成绩中等或偏差对学校感到厌倦教师眼中的思维紊乱的学生对学校适应不良想知道任务和指导的用处喜欢将理论在实践中应用天生的有常识的人喜欢在实际工作中寻找自我从表1可以看出，分析性思维能力高的学生在学校表现更好，这也说明学校对学生的评价侧重分析能力。而创造性思维和实用性思维能力高的学生，在学校往往成绩中等或不良，而在以后的社会工作中会有出色的表现。斯滕伯格的三元思维理论为教学提供很多启示：教师要关注每一种学习行为对发展智力的三个方面的作用，使所有学生都能得到智力的全面发展。教师不仅要强调智力的学术性方面，也要强调实践性方面，还要考虑学生的文化背景的影响。教师要帮助学生认识、利用并发挥自己的智力优势，让学生知道自己擅长智力的什么方面，从而更充分的利用它们。斯滕伯格提出三种促进思维的教学策略：第一，以讲课为基础的照本宣科策略。第二，以事实为基础的问答策略。第三，以思维为基础的对话策略。其中以思维为基础的对话策略最有利于发展学生的高级思维技能。（3）信息技术与课程的整合“信息技术与课程的整合是指在学科教学过程中把信息技术、信息资源和课程有机结合，建构有效的教学方式，促进教学的最优化”。信息技术与教学的整合，其教学功能主要表现在以下几个方面：第一，资源的获取、加工和利用。第二，知识的创建、展示和演示。第三，情境创设和实验模拟。第四，交流、通讯与协作。第五，练习、测试、评估。信息技术不仅支持授导型教学模式，也支持探究型教学模式。在授导型教学模式中，可以是教师主导，媒体辅导，也可以是媒体主导，教师辅导。在探究型教学模式中，比较成熟而且被广泛使用的是“MiniQuest设计方式”，MiniQuest有三个基本部分构成：情境、任务、成果，也可以加上过程、资源、评估等部分。对学生探究成绩的评定需要制定评价量规，并且在学生开始探究任务之前呈现给学生。二、基于网络教学平台的物理思维教学策略图1起跑依据斯滕伯格的三元思维理论，中职学生的学业成绩普遍不高，这意味着学生的分析性思维在三种思维方式中不占有优势。中职学生的职业方向是以实际操作为重点，培养学生的实用性思维更符合职业发展趋势。因此，物理思维教学从实际生活中引入素材，并将物理知识应用于生活实际，激发、引导学生的思维，促进对物理知识的理解和运用。图1起跑创设情境，激发思维。思维始于问题或情境，物理学又是一门研究自然界最基本的运动形式和规律的科学。因此在教学中给学生提供知识的情境，激发学生的思维，有助于学生理解物理概念和规律。例如：在讲解牛顿第二定律之前，用图片(图1)为学生呈现奥运会百米竞赛的起跑，运动员使用起跑器，让学生分析起跑器的作用，为学习牛顿第二定律提供知识情境。下面是课堂教学实录：师：请同学们看图，这是什么情景？生：（齐答）起跑。师：运动员起跑时借助了什么器械？生：（齐答）起跑器。师：有用过的么？生：（部分答）用过。师：起跑器起什么作用？生：起跑快。师：有同学没用过起跑器，咱们放一段视频，观察起跑器怎样使起跑变快的。然后教师播放起跑器使用的视频，学生全神贯注的观看。师：看过了视频，说说看：起跑器是怎样使起跑变快的？生：起跑器上的弹簧给人一个弹力。师：这个弹力使运动员在最短时间内速度达到最大，是这样吗？生：是的。师：在最短时间内速度达到最大，说明运动员的加速度怎样呢？生：加速度最大。师：什么因素使运动员起跑的加速度达到最大呢？生：起跑器的弹力。师：好。这说明了加速度与受力有关系。图片让学生即刻进入了思维的情境，视频让学生清楚了起跑器的使用过程，为学生进一步的思维提供了依据，有助推作用。通过师生对话，引导学生进行思考，学生很轻松的理解了加速度与力的关系，以及这一关系的实际应用，为学生下一步理解牛顿第二定律做了充足的准备。图片、视频、或者所创设的物理情境，为学生打开了思维之门，引领学生进行思维的探索，远比抽象的文字或语言更能激发学生的思维。2.诠释物理过程，展开思维。图2图3中职学生的分析性思维较弱，如果仅使用抽象的逻辑分析和推理的方法讲解物理过程和物理规律，学生理解起来相当困难。但是如果使用动画或者视频，将物理过程展现出来，图2图3例如：机械波是学生学习的一个难点。学生对波的认识仅限于水波、声波，而且对水波的认识还存在错觉：认为水波是水向四周的扩散流动。使用动画可以将波产生过程的细节展示出来，让学生边观看动画边思考，清楚、准确的看到并理解波的产生和传播特点，纠正错觉。如flash动画:珠子的横波（图2）、弹簧的纵波（图3）。教学过程如下：第一步：首先播放珠子的横波，让学生观察并思考下面的问题：①珠子波是怎样产生的？②珠子波产生的条件是什么？③珠子振动的方向与波的传播方向有什么关系？④波的形状有什么特点？重复播放，直到学生能解决所有问题。下面是学生的回答：①第一个珠子先振起来，然后第二个、第三个、第四个、第五……个依次跟着振起来，最后所有的珠子都振起来就形成了珠子波。（教师总结：振动在介质中传播，产生波。）②先要有第一个珠子的振动，还要有很多珠子，才能产生珠子的波。（教师总结：第一个珠子的振动叫振源，很多珠子叫介质。所以波的产生要有振源和介质。）③珠子振动是上下动，波是从左向右传播。（教师总结：质点振动的方向与波传播的方向垂直，这样的波称为横波。）④形状有上去的，有下去的。（教师总结：上去的叫波峰，下去的叫波谷。所以，横波的特点是介质有波峰和波谷。）第二步：播放弹簧的纵波动画，观察并回答以上四个问题。学生的回答如下：①②与珠子的横波一样。③弹簧的振动方向与波传播的方向不垂直，都是水平的。（教师总结：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上，这样的波称为纵波。）④形状上有密集的、有稀疏的。（教师总结：纵波的特点是介质有疏部和密部。）第三步：重播珠子的横波和弹簧的纵波，让学生观察前面的珠子或前面的弹簧圈，随着波的传播跑到后面去了吗？学生观察后回答：没有。（教师总结：介质不会随波迁移，只在各自的平衡位置附近振动。）教师追问：水会随着水波迁移走吗？学生回答：应该不会吧。（教师总结：介质不会随波迁移，水波也一样。水波有些复杂，有兴趣的同学可以查些资料，看看水波跟你原来认为的是否一样。）从以上的教学过程可以看到：动画展现的过程是学生思维的基础，通过观察、思维以及师生之间的交流，学生理解物理概念、掌握物理规律的本质就不再是一件难事了。如果说情境的展现为学生打开了思维的大门，那么物理过程的展现让学生踏上了思维的旅程。动画为物理过程的展现起到了强大的支持作用。3.专题探究，呈现思维成果探究的过程就是思维的过程。从围绕问题进行材料的收集，阅读材料进行分析、判断、综合、归纳，到最终解决问题，都需要学生认真去思考；同伴之间的合作交流、探讨，是思维的碰撞和反思的过程。问题探究是有效培养学生思维习惯和思维能力的的教学模式。例如：对“你身边的噪声污染”的探究，见表1内容。表1探究问题身边的噪声污染问题情境随着工业的发展，环境污染也随着产生，噪声污染就是环境污染的一种，已经成为对人类的一大危害。噪声污染与水污染、大气污染、固体废弃物污染被看成是世界范围内四个主要问题。探究任务什么是噪声2.确定噪声的标准是什么？3.什么是噪声污染？4.噪声对人体存在哪些危害？5.你身边存在那些噪声污染？6.这些噪声对你产生了哪些不良影响？7.如何控制你身边的噪声？8．噪声是对人有害而无利的吗？成果展示以word、ppt或者网页的形式呈现。材料链接噪声污染根据中职学生的实用性思维特点，从身边的生活中寻找探究的基本问题，让学生对问题感兴趣，引起学生的探究愿望。探究任务以结构化问题的形式呈现，由浅入深，符合学生的思维能力特点。探究内容有知识性，有解决问题的方案，让学生既了解了相关知识，又学会了解决问题。材料链接为学生提供了必要的材料信息、搜集材料的途径和方法。学生阅读材料，分析信息，归纳总结，用自己的语言对问题解决进行陈述，整个过程锻炼了学生的思维，能够有效的提升学生的思维能力。下面是学生的探究成果。从学生的探究成果不难看出：学生非常用心的搜集资料、阅读资料、分析资料，图文并茂的完成了探究任务，展示了其认真的思维成果。三、网络教学平台的资源建设本文是基于网络教学平台的思维教学探究，根据思维教学的策略，将教学中的课件、图片、动画、视频、学生探究课题及资料等，经过整理放在网络教学平台上，便于教师和学使用。下面是网络教学平台搭建框架，如图4。电子版物理教材电子教案电子版物理教材电子教案课堂教学课件物理实验及演示物理百科学生作品集锦情境导入图片过程演示、分析迁移应用教学材料 教学材料动画视频动画视频 问题设置答疑讨论问题设置答疑讨论专题探究课程作业专题探究课程作业试题试卷试题库试题试卷试题库图4图4网络教学平台中汇集了大量的课件、图片、视频、动画，为教学中创设思维情景、展开思维过程，提供了丰富的资源；物理百科、学生作品集锦，为思维教学提供了丰富的信息材料；答疑讨论、专题探究为学生和教师搭建了交流平台。总而言之，网络教学平台承载的丰富资源，为物理的思维教学奠定了基础。参考文献1.[美]RobertJ.Strnberg,LouiseSpear-Swerling,TeachingforThinking,中国轻工业出版社，2008年。2.祝智庭，《教育技术培训教程》，北京师范大学出版社2007年。3.贺梦冬，初中物理教学中思维能力的培养，湖南师范大学硕士学位论文，20044.李洪伯，在物理课堂教学中培养创造性思维能力的研究，河北师范大学硕士学位论文，20085.杨蓉青，创设教学情景促进思维发展，宁德师专学报2005年2月6.谢序宽，初中学生物理思维形成的策略研究，教学研究138期7.姜海燕姜德刚，从本质主义到生成性思维:现代教学设计的路径探寻，教育学术月刊2008.48.郭红春，关于初中物理教学中物理思维培养的思考，时代教育，NO.69.王淑花吴尚义，国外思维能力培养研究综述，职业与教育，20100-6第18期10.吴华军，在物理解题教学中培养学生的创造性思维，物理教学探讨，2007年第12期(上半月)11.纪德奎，有效教学的重要途径———思维教学，齐齐哈尔大学学报2005年3月12.高立晟，信息技术环境对形成学生物理思维的影响，中国医学教育技术2010年10月13.芦丽萍，信息技术环境下的物理问题解决教学策略研究，天津师范大学学报2009年lO月14.黄云鹏，从思维划分谈教师对思维教学策略选择对学生学习方式改变的影响，高校教育研究2009年第2期15.陈红军，对物理教学中创造性思维教学涵义的探讨，河北师范大学学报2008年6月16.顾正山，高巾物理课堂教学培养批判性思维的研究，南京师范大学教育硕士专业学位论文2005年17.姜为俊顾国祥，唤醒学生的思维问题教学，理科爱好者2009年10月18.牟琴等，基于计算思维的网络自主学习模式的研究，网络教育与远程