【教育信息化背景下APP在初中物理教学中的应用现状及实践探究10000字（论文）】

教育信息化背景下APP在初中物理教学中的应用现状及实践探究目录TOC\o"1-3"\h\u1440引言 [5]。第1章APP应用于初中物理教学中的理论基础1.1相关概念的界定1.1.1APP的概念现代人们常说的APP一词来自英文词汇Application，它的释义是“应用程序”和“应用软件”，并且主要是指手机上的第三方应用程序和应用软件。1.1.2APP教学App教学是教师利用手机上的第三方应用软件对学生进行课程内容传授的一种现代新型教学方法。App教学的起源和实现得益于国家大力普及教育的政策以及现代信息科学技术的高速进步发展带来的互联网和智能手机的普及。App教学具有克服教学距离、教学时间与教学空间等问题跨越时空普及教育资源的优势，疫情期间全国学生在家上网课就是充分利用App教学的最好体现。1.1.3APP教学资源目前市面上最常见的APP教学软件有中国大学慕课、学习通、知到、钉钉、腾讯会议、学而思、爱课程等等。这些教学软件都是比较普适的教学软件，此外，随着App教学软件的发展，目前几乎从学前教育到大学都有分门别类的各个学科专门的教学软件，以物理为例，有洋葱物理App、物理实验室App、biubiu初中物理App、phyphox（手机物理工作坊）、赛学霸物理App等等。对于学生来说，这些物理教学App的出现可以有效帮助学生在课前自学预习、课后自学复习测试，在家里、在课下遇到难题不方便请教老师时，通过这些专业的App教学资源也能使问题及时得到解决。对于老师来说，学生能够有更多的渠道进行学习资源的获取，也能帮助老师减轻教学负担。另外，有一些其它并不是物理专业专门的教学App，比如说百度、搜狗、知乎、作业盒子等，但是可以作为辅助教学的工具用于减轻教学和学习的负担。1.2APP教学的理论基础1.2.1建构主义理论建构主义理论是将人作为学习的核心，而知识的建构是学生积极主动学习的过程。建构主义理论主张学习要强调学生的学习积极性和主体性及其建构性。首先有知识观，课本知识不是固定的，知识为教学提供一种解释或假设，随着社会的发展，所谓的解释也会进一步更新、真实。所以为了避免学生理解知识而去死记硬背、被动式地学习，教师不能教给学生预设性的知识，而是让学生通过自主建构，结合间接经验去获取知识，这样才能真正达到学习的目的；其次是学习观，学习观认为世界虽然是客观的，但是每个人对世界的理解又是不一样的，我们要通过自己以往的经验来对知识进行建构组合，从而获得自己的意义，建构自己对知识的理解；最后是教学观，由于每个人对同一事物的见解不一样，因此要求教学要促进学生之间的合作，令学生认识到与别人不一样的想法，由此合作学习也颇受建构主义者的重视。教师作为引导者，不能只是简单对学生进行灌输知识，更注重的是帮助学生建构知识，学会对知识进行处理和转换。在高速发展的信息时代背景下，在目前智能手机普及各类教学App充斥教育市场的情况下，教师的主体作用早已不只是传统的“传道授业解惑”，因为这些事情很多App都能做到，而且学生能够选择自己喜欢的App进行课程内容的学习，更有利于学生学习兴趣的提升，让学生找到独属于自己的有效的学习方法进行未来个人学习体系的建构。1.2.2多元智能理论霍华德.加德纳觉得每个人都是不一样的个体，不同的人会有不一样的智能组合，所以学生之间必定具有差异性，故而每个人的优势劣势也不一样，因此合作学习的展开可以有效利用每个人的长处进行互补，这也是合作学习要根据“组间同质，组内异质”的原则来分组的原因。作为教师要用赏识的眼光来看待不同的学生，在教学中采取多样化的教学方式来促进不同学生的发展潜能，使他们能够认识自己的擅长之处，从而促进更好的发展。教育的作用不仅是为社会培养有用之人，更重要的在于解放人的本身，在教学中要注意发挥学生的主体性作用，学生合作学习有利于这方面的发展，在讨论的过程中也有利于培养人际智能。1.2.3认知负荷理论根据认知负荷理论，人的记忆分为短时记忆和长时记忆，短时记忆的容量是有限的，获取的信息越多，处理的信息就越少；长时记忆的容量无限大，可以接受各种各样大大小小的信息都可以在存储。学习的终极目的就是把信息形成长时记忆。认知负荷分为三种，分别是内部的、外部的和关联认知负荷。其中内部认知负荷是由学生自身决定的，受学生以往的生活经验或知识经验与将来要学习的新知识之间联系，教师对这种复合很难产生影响；外部认知负荷是指它完全受教师的影响，所以，教学设计必须恰当，否则会很容易增加外部认知负荷；关联认知负荷也是直接由教师控制，教师必须要辅助学生建立已有知识和新知识间产生联系。因此，教师在教学过程中的作用就是提高认知的关联性、帮助学生形成知识的关联性，教师在APP课堂的教学设计中应充分了解学生的先验知识，实现真正有意义的教学REF_Ref71138838\r\h[14]。第2章APP在在初中物理教学中的应用现状2.1现状研究APP的使用对老师和学生来说是一个很大的变化，并且影响是巨大的。在本次调查中，使用了问卷调查表，问卷的设计参考了相关文献。《中学物理APP应用现状调查表（教师卷）》（见附录一）共设计了14题，其中11个单选题，3个多选题；《中学物理APP应用现状调查表（学生卷）》（见附录二）共设计了12题，其中7个单选题，5个多选题。本次调查主要是为了能够了解现阶段中学物理课堂教学APP的使用情况、了解APP现存在的问题、了解教师和学生使用APP教学达到的效果。调查的方式是去A中学发放问卷表，本次调查的对象为A中学的物理教师及八年级、九年级和高一年级的学生。总共发放了225份，其中《中学物理APP应用现状调查表（教师卷）》发了20份，返回了19份有效问卷；《中学物理APP应用现状调查表（学生卷）》发了205份，返回了200份有效问卷，并对师生的回答情况进行了统计和分析。表2-SEQ表3-\*ARABIC1中学物理APP应用现状调查（教师卷）设计意图表题号设计意图1教师的教龄2、3、4教师对APP的了解程度5、6、7教师应用APP的情况8、9APP应用的效果10、11应用APP时遇到的困难12、13、14APP是否适合物理课堂教学表2-SEQ表3-\*ARABIC2中学物理APP应用现状调查（学生卷）设计意图表题号设计意图1、2、3、4学生对APP的接触情况5、6、7APP能否帮助学生学习物理兴趣的情况8、9、10APP是否能提高学生学习效率的情况11、12学生使用APP时遇到的问题表2-SEQ表3-\*ARABIC3中学物理APP应用现状调查（教师卷）数据表题号ABCDE人数百分率人数百分率人数百分率人数百分率人数百分率1316%737%632%316%2737%1053%210%315%210%210%1474%400%421%1474%15%5630%632%15%15%528%6316%1158%421%15%700%1579%316%15%81053%632%316%00%91263%632%15%10632%1368%11947%1579%526%1474%121479%1263%1684%1368%842%131895%1368%1684%00%141263%526%210%00% 表2-SEQ表3-\*ARABIC4中学物理APP应用现状调查（学生卷）数据表题号ABCD人数百分率人数百分率人数百分率人数百分率100%3216%5628%11256%211556%9950%10955%5327%319196%94%414472%3216%8342%2111%519798%32%68945%7638%3316%21%712261%7136%52%21%813166%16281%18392%9849%916784%2512%74%10.5%1014271%4724%105%10.5%1111256%8643%11859%116%1210452%8342%16985%5729%教师的调查问卷主要从教师的教龄、教师对APP的了解程度、教师应用APP的情况、APP应用的效果、以及应用APP时遇到的困难和APP是否适合物理课堂教学等方面设计了多个问题进行了解。以下是调查结果。1.物理教师对APP的了解程度(1)您对APP的了解程度是？A中学物理教师中有37%了解APP，其中53%的老师对APP的了解程度一般，10%的老师不了解APP。(2)您接触APP已有多长时间？教师接触APP的时间3-5个月和5-12个月的人数各占10%，1-2个月的占5%，大多数接触的时间是1年以上。(3)您觉得APP的最佳时间为多长？大多数老师认为APP使用的最佳时长为8-10分钟，有21%的老师觉得最佳时长为4-7分钟，也有5%的老师认为最佳时长是15分钟左右。2、教师应用APP的情况(1)您使用APP进行教学的频率？通过图2-1可以看出，几乎一半以上的老师在物理课堂上经常使用APP教学，占到了总人数的58%，有32%的教师偶尔使用APP，但是也有5%的教师基本不用APP，甚至有5%的教师从来没有用过APP教学。图2-SEQ图3-\*ARABIC1教师使用APP教学频次(2)您在什么情情况下使用APP？根据图2-2可以发现，有30%教师在实验课的时候用APP教学，在引入课堂使用APP的有28%，在常规课堂和公开课堂上使用APP的人数人别占中人数的16%和21%，有5%的教师在习题课上使用APP。图2-SEQ图3-\*ARABIC2教师使用的APP类型3、应用APP教学的效率(1)您认为物理课堂上使用APP，学生的学习成绩是否有进步？通过图2-3，发现有58%的教师认为APP教学对学生学习效率的提升效果很明显，有32%的教师认为有进步一点，但是也有16%的教师认为APP教学对提升学生的学习效果没有帮助。绝大多数教师对APP在物理教学中的作用是持肯定态度，较为冷静客观的对待APP这一新生事物，有自己的思考和想法。图2-3APP教学对学生学习效率提升效果(2)您认为使用APP上课时学生课堂表现怎么样？通过图2-4，可以看出在应用APP进行教学时大部分教师认为学生表现很积极，占了总人数的63%，有32%的教师认为学生的表现一般，有5%的教师认为表现不怎么样。图2-4APP教学时上课表现5、APP是否适合物理课堂(1)您认为APP有哪些优势？（多选）从调查结果可以看出，认为可以提高学生的学习兴趣的教师和认为可以促进教各占总人数的79%和占63%，认为可以提高课堂效率的教师占84%，认为可以促进教研活动的展开教师占68%，认为可以提高学生自主学习的能力的教师占42%。通过这些数据发现，APP在物理课堂上有很多优势。(2)您认为APP的主要特点有？（多选）从APP特点的调查结果可以看出，大部分教师APP有趣、不受地点限制和不受时间限制，分别占总人数的95%、68%和84%，没有教师觉得APP没有特点。(3)您认为APP是否适合物理课堂教学？通过图2-5可以看出，有63%的教师认为APP教学非常适合物理课堂的，还有26%和10%的教师也认为APP教学适合和部分适合物理课堂。图2-5APP教学对物理课堂是否合适学生的调查问卷主要从学生对APP的接触情况、APP能否帮助学生学习物理兴趣的情况、APP是否提高学生学习效率以及学生使用APP时遇到的问题等方面设计了多个问题进行了解。以下部分是调查结果。1、生对APP的接触情况(1)您每周上网的次数？从调查结果可以看出，一半以上的学生每周上网的次数是4次及以上，占总人数的56%，其中2-3次和1次的人数分别占了总人数的28%和16%，并且没有不上网的学生，说明每个学生都有接触过网络。(2)您上网一般都做什么？（多选）学生在上网时普遍都是学习、看电视和玩游戏等，分别是总人数的56%、50%和55%。(3)您是否有使用物理学习辅助APP？从图2-6可以看出，几乎大部分学生都使用APP，占了总人数的96%，说明物理学习APP有被学生接受。图2-6学生是否使用物理学习APP2、APP能否帮助学生学习物理兴趣的情况(1)您觉得你们物理课上放的APP是否有趣？根据调查结果数据表，觉得APP有趣的学生人数到98%，说明学生是非常欢迎这种新型的教学模式。(2)在平时课堂上使用APP时，您是否出现注意力不集中的情况？从调查结果可以看出，将近一半,占总人数的45%的学生在使用APP视频时没有注意力分散的情况，有38%的学生极少次出现注意力分散，偶尔和经常出现注意力分散的学生分别为总人数的16%和1%。(3)课堂上使用APP时，是否能激发你主动学习的兴趣？从2-7看出，有61%和36%的学生认为APP能激发学习物理的兴趣是非常有帮助和有较大的的帮助。图2-7APP教学兴趣帮助3、APP是否能提高学生学习效率的情况(1)您觉得在物理课堂上播放APP视频，你主要收获了什么？（多选）从调查结果数据表可以发现，觉得学习成绩有进步的占总人数的66%；知识点理解的更透彻的有81%；觉得提高了学习兴趣的有92%；觉得拓宽了知识面的有49%。(2)您是否喜欢老师在课堂上使用APP来教学？从调查结果数据表可以看出，不太喜欢老师在课堂上使用APP的学生几乎没有，是总人数的0.5%，其中非常喜欢、喜欢和有一点喜欢各占84%、12%和4%，说明学生将近所有学生都期待老师在课上使用APP教学。4、学生使用APP时遇到的问题(1)您使用APP时主要遇到的困难是什么？（多选）通过调查结果数据表看出，在使用APP时有56%的学生没有硬件设备，43%的学生觉得在使用APP时遇到的主要困难是内容难，有59%的学生遇到的困难是网络差，6%的学生还不习惯使用APP来学习。通过以上调查，我们看到学生对APP教育非常感兴趣，APP的学习效果也很好，这也为教师的工作带来了便利，但APP的应用主要集中在实验课上尽管他们也期待APP，但几乎没有机会尝试。首先，以小班形式进行互动，并能够及时互动。可以看出，学生要求APP必须直观，实用，并且不希望妨碍学习的因素出现。第三，不愿使用APP学习较难的知识点的学生表明，学生对自己的信心不足，对教师的依赖性强。同时，大多数学生希望在课堂上使用APP，这实际上反映出，学生在下课后不了解使用互联网来独立学习，也不愿意增加下课后的课业负担。为了充分发挥APP在日常教学中的优势，我们还需要对APP进行更深入的研究和学习。2.2应用问题通过以上的调查问卷分析，APP在物理课堂教学中应用存在的问题可以归纳为以下几点：1、教师的现代化教育理念比较淡薄随着时代的发展，信息的来源变得越来越方便和多样化，人们的生活和学习方式也发生了巨大变化[8]。在教育教学方面也是一样的，因此教育者和受教育者应该跟上时代的步伐，并且要与现代的信息技术融合在一起。但是，通过调查发现，部分教师可能受传统文化和多年教学经验的影响仍然停留在传统的课堂教学方法上，跟不上时代的发展，应用APP的意愿不强。即使把APP应用在课堂教学中，也是直接在网上下载或者是通过其他渠道得到的，用于实验课堂和公开课，来演示实验或者教学手段丰富[9]。真正有意愿自主开发APP并让学生自主学习的教师并不多，甚至一部分教师有较强的抵触心理。甚至也有一小部分教师从未接触过APP，他们大多数是教龄比较高的老师，在传统教育的影响下，他们接受外界新鲜事物的能力相对较弱。因此，他们不能使用新的信息技术来改善和促进学生有意义的学习[10]。2、缺乏相关教育技术的培训对于偏远地区的来说APP仍然是新事物，因此师生对APP的理解不是很健全。面对这一新挑战，部分老师持观望态度，希望从其他人的实际应用中获得一些经验指导[11]。根据调查发现，每年会有两次培训制作APP的机会，但是每个学校只有一个名额，受众面积非常小。A中学大多数了解APP的教师都参加了“省培训计划”或“自治区教师的教学培训”，尽管这些老师已经将APP应用到教学中，但是它仍然只起到引入新课程和激发课堂气氛的作用，所以对提高教学效果没有多大帮助。造成各种问题的主要原因是教师对APP的知识和对APP的技术了解太少，结果使物理教育不能与教育技术的信息化很好地融合在一起[12]。3、教学负担重通过问卷调查，一个不容忽视的问题是，对于大多数物理教师而言，教师的教学任务非常繁重，教师课后的时间非常紧张，每位教师大概担任两个或两个以上班级的教学工作。中学生每天要学习的课程很多，大概八九门，而且每门课教师都会布置课后作业。学生每天在课后需要花大量的时间来完成这些课后任务，因此很难有时间使用APP来学习REF_Ref71146399\r\h[13]。第3章APP在初中物理教学中应用的实践研究3.1APP应用于初中物理教学的原则1、AAPP一般讲的内容都是教学中的重点、难点、实验等，对某一个知识点进行分析，这样有利于提高教学效果。因此，要遵循“重点”原则[14]。2、应用APP最重要的就是为学生服务，是让学生掌握APP所讲的内容，所以衡量APP的最直接的办法就是学生的学习效率。因此，教师在利用APP进行教学之前，第一要充分了解学生的诉求、认知程度和学习需求REF_Ref71146445\r\h[15]，同时在课堂上，要体现学生的主体地位，激发学生的学习兴趣，调动学生主动学习的动机REF_Ref71146463\r\h[16]。因此，要遵循“以学生为本”的原则。3.2APP在初中物理教学中的应用类型中学生主要在课堂教学中构建对新知识的学习和知识体系，所以课堂教学是学生学习中最重要的一个环节。传统的教学模式有很多不足之处。常常会导致不仅教师讲课累、学生听课累、而且教学效果也很一般REF_Ref71138716\r\h[17]。但如果我们把APP应用到物理课堂教学中，传统课堂的不足之处就可以弥补过来，把一些不仅费时还费力的教学内容可以通过APP的方式呈现，教师身上的担子轻松很多；APP的形式多样和内容丰富的优势还可以起到调动学生积极性、活跃课堂气氛，使课堂的教学效率更好。APP应用与课堂教学的类型，根据教学内容的不同，可以分为五种类型：引入型、概念型、实验型、习题型。3.2.1引入型APP案例在讲授新课之前，为了使学生快速进入课堂学习状态创设物理情境，要联系学生的熟知的生活经验。一般在课堂教学中，教师通常会因为时间因素或其他因素导致课前的引入过于简单，这对于学生的思路进入课堂学习是不利的。在课堂教学中应用引入型APP，一是可以减少教师在课前引入环节的工作量，二是可以吸引学生的注意力。采用引入型APP的教学模式，用生活中的例子引发学生思考，贴近学生生活，激发和培养学生的学习兴趣，使学生通过学习掌握物理的基本知识和技能，并将其应用到现实生活中，为以后的学习打下基础。在教学中教师要鼓励学生积极地去观察、讨论、猜想、探究，由感性认识上升到理性认识，从生活中归纳且认识杠杆。具体流程是：首先利用APP播放关于课程方面的视频提出问题，激发学生求知的欲望，通过学生熟悉的生例子，引导学生观察、分析杠杆的本质特征，让学生认识生活中的杠杆；最后提出问题对本节所学内容的巩固，加深对知识的理解，更重要的是让学生能够应用所学的知识解决生活中的问题。例如《杠杆》课程，以学生原有的知识结构为基础，通过体验和经历，探究平抛运动的特点、规律以及处理方法。平抛运动的概念比较抽象，如果在课堂教学中通过教师灌输式的方法，学生是没有办法完全理解的。因此，通过平抛运动的视频资料增加学生对平抛运动这部分内容的直观认识，方便学生的掌握。因此在新课引入部分，通过学生喜闻乐见的APP游戏，引起学生探究的欲望和热情，从而引入平抛运动概念的学习。再由几个图片介绍平抛运动的特点，让学生对平抛运动有一个更完整的认识。将课前的游戏生成例题，让学生用所学的知识解决例题，达到学以致用的目的，课前课后呼应，让学生深刻感受到学习新知识的重要性，然后学生上台模拟投弹。最后，对学生进行训练，熟练运用知识解决问题，通过学生总结，加深学生对本节知识点的理解。3.2.2概念型APP案例中学物理主要由概念和规律组成，学生对于基础概念的掌握在学习中起重要的作用。概念就像知识的点，规律是线，只有将点和点、线和线联起来，才能形成一个完整的物理知识的面。例如《运动的描述》课程，学生对运动的描述完全没有了解，需要从最基础开始入手，于是应用APP视频来引起学生的注意，创设生活情境让感知运动的物体有快有慢有。这方面学生的生活体验体验丰富，让学生自己感知。具体流程是：首先播放汽车在学生步行时旁边通过的视频，让学生观察比较物体的快慢；其次播放小明在学校运动会110m跨栏比赛视频，让学生说出是根据什么来判断刘翔的比其他运动快的，引出描述运动快慢的方法；再次展示速度的概念、公式、单位和物理意义；最后通过例题加深对速度的理解。学生们已经有一些运动形式的基础，应该要知道在掌握不同运动规律的同时，也应该要知道不同运动形式的力学条件，才能建立运动和力学的联系。这节课首先从学生周围的生活中的例子介绍振动的概念，首先给学生鲜明的感官认识。然后按从简单到复杂，一般到特殊，从运动学的角度认识弹簧振子。弹簧振子是一种理想化的模型，学生能够理解。因理想化模型在前面学习质点时，就已学习过，知道如何建立理想化模型。另外数学课中已学过正弦函数的知识，所以认定弹簧振子的图象是正弦曲线学生很容易接受。这样的过程逻辑性强，很符合学生的认知规律。3.2.3实验型APP案例物理是一门以实验为基础的学科，物理的很多概念与规律的习得是都来自实验。因此，学生自己要动手做实验，那么教师要做演示实验。若果在实验之前能够使用一个实验的介绍视频，理解实验原理，明确实验目的，搞清楚实验的注意事项，那么接下来的实验就会顺手很多。例如《探究小车速度随时间变化的规律》课程，本节课的实验是探究型的实验，要利用打点计时器来探究小车在力不变的情况下的运动规律。学生已经掌握了位移、加速度的概念和打点计时器的使用方法、纸带的选取和利用纸带计算瞬时速度的方法；本节课程要学习的是数据的处理方法，图像的描绘。探究实验过程有利于培养学生的物理学科素养。于是，通过APP的演示视频来使用实验过程，介绍实验原理，实验目的，实验过程中要注意的事项，APP可以让学生看的更清楚，也可以放慢速度来更清楚地看过程和操作；然后学生自己动手操作；最后把得出来的实验数据填在表里，用图像描绘。3.2.4习题型APP案例学生通过做练习是掌握物理知识的最基本的手段，这属于强化学习。教师平时在课堂上讲解的练习题，有部分感觉学生困难会在当时没有完全掌握给接下来的学习造成了很大的困难。为了让学生学习不受时间和地点限制，可以利用APP，避免教师重复工作。例如加速度对于学生来说，很抽象。在之前学习中，多数情况下，学生只涉及到运动多少路程、位移、运动有多快等，很少碰到速度变化有快慢之分的现象，所以在学生的头脑中是不可能自发的形成加速度的概念。加速度是联系动力学和运动学的纽带。因此，APP上拥有充分的素材，如视频，表格、数据，搜集与速度变化快慢有关的现象。首先利用火车和小汽车的视频，判断哪个速度变快的快，引起学习学生加速度的欲望；然后根据一个图片要求算出速度变化量，区别速度和速度的变化量；最后用自行车下坡、公交车出站、舰艇出航、火车出站的初末速度要求计算速度的变化量和平均1秒内的增量，为了让学生了解它们之间的关系与区别。采用练习题的方式帮助学生理解速度、速度变化量和速度变化率的区别和意义；调动学生主动参与教学过程，培养学生的思维能力。第4章结论本文从APP技术应用于物理概念教学的现状及学生在物理概念学习中存在的问题及使用APP学习的效果出发，研究如何充分利用APP的优点，提高中学的物理概念教学的效果，对教育一线工作者的概念教学能够有所帮助。首先，提高教师对APP教学的认识。教师是教学过程中最重要的角色，也是应用APP的执行者。如果要想推广APP教学，第一个要做的就是提高教师对APP的认识，要让教师指导APP应用于课堂的优势有哪些，