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用信息技术支撑初中物理智慧教育的案例设计

2015-11-03杨聆允钟永江

中国信息技术教育 2015年19期
关键词:眼睛物理智慧

杨聆允 钟永江

当前,我们正处于信息技术飞速发展的全球化时代。在当今这种全球化和网络化的时代背景下,信息技术支持教学不仅是一种教育理念,而且是一种全新且必须的教育实践探索。随着第四次教育革命的深入推进,信息技术对教育教学的影响越来越大,对各学科的教学内容、教学形式、教学方法、教学模式都有着重要影响。智慧教育有别于传统教育,是用智慧的方式培养有智慧的人的一种新型教育理念和方法。初中物理是初中基础课程之一,在智慧教育理念的指导下,利用信息技术手段提高初中物理的教学效率是物理课堂改革的目标和必然结果。

智慧教育

“智慧教育”是近几年来教育界热议的一个话题。时任中央教科所副所长田慧生教授认为:“智慧不能像知识一样直接传授,但它需要在获取知识、经验的过程中由于教育的细心呵护而得到开启、丰富和发展。”智慧教育是教育的一种过程、一种境界。在智慧教育中,教师应该是充满教育智慧的,课堂应该是智慧的课堂,管理应该是智慧的管理。智慧教育的真谛是以教师的智慧激发学生的智慧潜能,不只关注学生的知识、技能、分数,更关注学生的未知世界,学生生命的智慧。智慧教育是一种最直接的、帮助人们建立完整体系的教育方式,其教育宗旨在于引导学生发现自己的智慧、协助学生发展自己的智慧、指导学生应用自己的智慧、培养学生创造自己的智慧。其最重要的价值在于帮助学生建构一种前所未有的具有自我组织、自我进化、自我完善、自我构建、自我发展,具有独特个性的完整的集成智慧体系。

智慧教育要求在整个教学过程中,所有参与的主体都是智慧的。教师要拥有智慧教育理念,从学生角度出发,作为引导者、帮助者促进学生智慧的发展。学生在智慧教师的指导下,在智慧学习环境中勇于探索、大胆创新,极大地促进个人智慧发展。智慧教育是有生命的、真正关怀人的发展的教育。智慧教育不再是枯燥乏味的传授,而是让整个教育有了生机、有了活力,学生在智慧教育中可以彰显个性、协作探究、发明创造。智慧教育并没有忽略知识教学,而是将知识转化、升华,将其转化为能力,进而升华为智慧。

近年来,随着信息技术的快速发展,教师正在越来越多地利用各种信息技术手段辅助教育教学。利用信息技术创设情境引导学生自主探究、让学生在信息技术手段支持下参与学习过程、利用信息技术进行学习分析评价等教学方式正符合智慧教育的理念。因此,信息技术必然对智慧教育有重要的支撑作用。

初中物理智慧教育

初中物理学科注重学生的科学思维、动手能力和逻辑思维,比如怎样用学到的知识解释生活中的问题,怎样用科学的逻辑发现生活中的奥秘。在智慧教育理念的指导下,我们希望学生通过对初中物理学科的学习,提升自身的逻辑思维能力、探究推理能力、协作能力以及解决生活中实际问题的能力。

目前,在基础教育课程改革的要求下,初中物理学科的课程教学方法、课程目标、内容标准等均发生了深刻的变化。课程教学方法正在由传统的灌输式课堂教学转变为科学培养;课程内容由原来的单一性、确定性逐步转变为任务性、情境性和开放性;学生的学习方式由被动地接受学习转变为主动地探究合作学习。然而,在实践层面,中学物理课堂教学仍是侧重于“教”,对知识探究和学生自身的学习体验关注较少;在理论层面,传统课堂教学方法主要从经验出发,定量研究较少。

要想在智慧教育中培养学生的物理思维能力,让学生有智慧,就要改变传统的教育理念,重视学生的主体地位,使学生真正成为学习的主人,提倡个性化学习,鼓励学生自主探究、积极探索,充分调动学生学习的积极性与主动性,让学生通过探究实践去感受知识,掌握知识。首先,在智慧教育理念的指导下,需要利用信息技术创设情境,以提出问题或布置任务等来激发学生兴趣,让其主动探究;其次,教师需要引导学生积极主动地参与教学过程,不只是单向地“教”,更需要激发学生自己提出想要研究的问题,寻找和掌握分析问题、解决问题的方法,主动探究或者寻求他人的合作;再次,教师应要求学生主动对过程进行反思、总结,并对学生的探究过程进行点评。在学习中学会主动发展,这正是新时代人才需要具备的能力,也正是智慧教育的特点。

信息技术支撑下的初中物理智慧学习

物理学科是初中教育中主要的基础学科之一,物理学是研究物质结构、物质相互作用和运用规律的自然科学。但是物理课堂教学有一个“先天的缺陷”:物理课程研究的对象是整个自然世界的客观规律,而我们教师、学生的大部分时间都被束缚在教室内,无法实时与自然界密切接触。在遇到一些物理情境时,教师的讲授则表现得无能为力。相比之下,信息技术的表现能力几乎不受这些限制,它在物理教学中的表现力主要有动画模拟、实景重现、应用软件三种方式。此外,信息技术还有一个丰富的资源——互联网。在中学物理课研究或描绘的物理场景中,有相当一部分不仅不方便在课堂上进行实验展现,而且学生在生活中也很少有机会见到。而针对这样的情况采用智慧教育的形式,效果则相当好。因为随着技术的进步,信息技术的表现能力几乎是无限的,有限的只是物理教师对信息技术的掌握程度。除了丰富的表现力,我们还可以利用丰富的互联网资源为物理课教学服务。信息技术使物理课的教学效率、课堂质量产生了一次巨大的飞跃。

案例设计

《眼睛和眼镜》教学设计

本案例是吉林省长春市第103中学刘志强老师在智慧教育理念的指导下设计完成的,并已经应用于实际教学中。

1.教学内容分析

本节课是人教版初中物理八年级上册第三章《透镜及其应用》第四节的内容。眼睛是人体的重要器官,把眼睛作为一种像照相机那样的光学仪器,深入浅出地向学生介绍眼睛的成像原理、眼疾的原因及矫正方法,使其主动养成科学用眼的习惯,使学生获得一些实际知识,了解大自然的美妙与和谐。

眼睛是凸透镜成像规律内容的拓展,眼镜是日常生活中常用的光学仪器。学生通过对这些内容的学习,能感觉到物理知识与日常生活实际的联系是非常紧密的,感受到“物理是有用的”,从而激发学习物理的兴趣。

2.教学对象分析

八年级的学生年龄在14~15岁,好奇心强,具有较强的求知欲望,勇于探究自然现象及日常生活中的物理学原理。他们已经学习了凸透镜的成像规律及其在生活中的应用,对于建立眼睛的物理模型有一定的基础。这节课的主要任务是认识眼睛的结构、成像原理,了解近视眼和远视眼的特点、成因及矫正方法。因为学生在生理课及日常生活中对这些知识都有一些接触,所以接受起来较简单,难点在于让学生能从物理的角度了解近视眼的成因及矫正。

3.教学目标制定

知识与技能目标:了解眼睛的构造;知道眼睛是怎样看清近处物体和远处物体的;学习近视眼和远视眼的特点、成因及矫正方法。

过程与方法目标:通过实验对比培养学生初步的科学探究能力,增强其创新意识和实践能力;通过信息技术与学科整合实现有效课堂。

情感态度与价值观目标:关注透镜在生活中的应用;通过矫正视力的学习,进行眼睛保健教育;拥有将科学技术应用于日常生活的意识。

4.教学重难点

重点:正常眼睛是怎样看清近处物体和远处物体的。

难点:近视眼、远视眼成因及矫正的探究过程。

5.教学过程

课前:

学生复习之前学过的平面镜、凸透镜、凹透镜的成像原理;自主探究家里照相机的使用方法,尤其是变换镜头焦距时的成像规律;自主上网查找眼球的基本结构和成像原理;有条件的学生可找到近视眼镜与远视眼镜,探究镜片形状结构。

课上:

①引课。教师利用计算机技术回顾展示照相机照相调节过程。学生通过观察回顾进行总结。

设计意图:利用计算机技术使复杂问题简单化、直观化。

②眼球的基本结构以及成像的原理。教师利用计算机展示眼睛结构的图片,提出问题:眼睛是怎样看见物体的?并介绍眼睛的晶状体与角膜共同作用相当于一个凸透镜、视网膜相当于光屏这一知识。学生结合眼球的构造图观察思考后回答。

设计意图:通过观察以及思维的延伸,学生初步了解眼睛看见物体的原理。

③正常眼睛的调节作用。教师通过小实验引导学生猜想、分析正常眼睛如何调节才能看清近处或远处的物体。学生利用自制水透镜进行分组实验,探究眼睛是如何将远近不同的物体都能成像在视网膜上的,小组合作实验探究。

设计意图:通过分组实验,学生能初步体会到眼睛的调节过程,此时再利用信息技术进一步演示晶状体薄厚变化对光的折射影响,就能达到锦上添花的作用,更能体现信息技术在学科教学中的作用。

④近视眼和远视眼的成因及矫正。教师提供多媒体环境,让学生分组模拟探究近视眼和远视眼,以及进行矫正实验。学生分小组讨论、设计并进行实验,组内总结归纳,探究结果。

设计意图:利用探究实验培养学生创新意识和发散思维能力,利用信息技术进一步展现近视眼和远视眼的成因及矫正的过程和原理,使本节课的难点得以顺利突破。

智慧反思

眼睛是人体最重要的器官之一,是一个相当复杂的天然光学仪器。它是我们看到外界美丽景象的窗口,是我们心灵的窗户。笔者在这节课中深入浅出地向学生介绍眼睛的成像原理,近视眼、远视眼的成因及矫治方法,同时在教学中引导学生注意用眼卫生和保护视力,体现了新课标的以人为本,以及从生活走向物理、再从物理走向生活的教育理念。

笔者在设计这节课时,努力把握学生主体,以学生现有的知识水平创设情境、设计问题、制作课件引导,力求使学生通过自己的努力达到学会知识的目的。首先,笔者通过课件演示照相机的原理,激发学生兴趣,引起学生对自己视力的关注,调动学生了解自己眼睛的积极性,从而很快进入正题,这种引课的效果既有利于活跃学生的思维,也方便知识的过渡。其次,关于人眼对远处物体、近处物体都能看清是由于晶状体的厚薄在发生变化的这个问题,笔者不是在讲台上给出口径相同的两个凸透镜,要学生找出它们的薄厚、焦距、折光能力等有什么不同,而是利用课件,换用不同焦距的凸透镜使光屏上出现清晰的像,从而引导学生思考人眼对远、近物体都能看清的原因是晶状体在调节。

另外,关于近视眼和远视眼的矫治,笔者一方面引导学生分析光路图,利用他们所学过的知识寻找解决的办法;另一方面,用课件模拟以上两种眼病的矫治,能使学生印象更深刻。本节课设计中的最大特点是尽可能将一些内容利用信息技术呈现出来,使学生既有理性的思维,又有感性的认识。

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