构建学科融合“三性”课堂 提升物理教师信息素养*

李 梅

(南京市秦淮区教师发展中心 江苏 南京 210000)

2019年《教育部关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0的意见》文件中提出,到2022年要基本实现“教师信息化教学能力”的显著提升，要“全面提升教师队伍的信息素养，推动信息技术与教育教学的应用融合和融合创新，实现信息技术在教育教学活动中的常态化应用.”教师信息素养的提升是实现教育现代化的重要内容，在信息化社会中更是受到了空前的重视[1].

信息素养是利用各种信息工具特别是多媒体和网络技术工具确定、查找、评估、组织和有效生产、使用、交流信息并解决问题的能力，是一种对信息化社会的适应能力，是信息化社会成员必须具备的基本素养[2].物理教师的信息素养在教学中具体表现为教师的信息化教学能力，在教学的设计、实施和评价等方面所具备的将信息技术的数据运算、媒体处理、信息传输等功能有机地结合到教学中的能力.通过信息技术与学科教学的融合实践，将各种孤立的信息技能有效地整合在一起以解决问题，在此过程中，教师的信息素养才能得以提升.

1 构建“参与性”课堂 提升信息化教学设计能力

建构主义学习理论认为，学习是学生在他人的帮助下，通过主动建构的方式获取知识的过程.对新知识的建构不仅建立在学生已有知识的基础上，而且需要学生积极主动地参与学习，建立新旧知识的联系.教师在信息化教学设计中，要充分利用信息技术手段，来支持学生动脑、动手参与学习，构建参与性课堂.

【案例1】苏科版初中物理教材第十三章“电路连接方式”复习

技术手段：虚拟仿真实验室

所属环境：混合学习环境

能力点：技术支持的发现与解决问题

在学生已经掌握串、并联电路基本特点的基础上，教师通过PPT展示两张非常规电路图(图1)，请学生判断(a)、(b)两图中灯泡的连接方式.教学中发现，不少学生根据电路图的形状做出了“图(a)是并联、图(b)是串联”的错误判断.发现问题后，教师运用虚拟仿真实验室平台，将用电器翻转、对导线拖拽，以实现电路的“整形”，同时，学生用iPad进行同步操作.

图1 非常规电路

初中生在认知过程中的思维往往离不开具体事物的支持，因此，在教学中要给学生一定的视觉动态体验，来丰富学生头脑中物理表象的存储，以促进准确而鲜明的物理表象的建立[3].

为解决案例1中出现的问题，传统教学中，教师通常会采用实物类比的方法，帮助学生建立空间想象.这虽然也满足了形象性的要求，但类比的方法还是间接的，教学的直观性不够，学生仍然只是旁观者.

案例1中，教师选择运用虚拟仿真实验室的虚拟现实技术，不仅将难以通过语言传递的现象形象化，而且为学生创设了身临其境的感官体验，增强了教学的直观性、形象性以及学生的参与性.学生在动手参与的过程中，能够直观地看到一个电路从“非常规”变为“常规”(图2)的动态变化过程，这有助于空间想象能力的提升.

图2 用虚拟实验室“整形”后的常规电路

教师在进行信息化教学设计时，要综合考虑学生特点、教学目标、教学内容与信息技术之间的有机整合，构建参与性课堂(图3).具体而言，应从学生的心理特点、认知特点和已有知识出发，依据教学目标和内容选择合适的信息技术手段，充分发挥虚拟现实、增强现实等信息技术在促进人与技术融合上的优势，推动人与技术的关系向具身关系发展[1]，即通过信息化教学设计，让技术拓展学生的在场体验，融入学生的身体经验，增加思维与感知的联系，促进学生从自觉地参与课堂，到热情地参与课堂，再到深度地参与课堂.教师在构建“具身式”参与性课堂的教学设计实践过程中，其信息化教学设计能力也将得以提升.

图3 参与性课堂

2 构建“主体性”课堂 提升信息化教学实施能力

联通主义学习理论认为，学习是连接专门节点和信息源的过程，联通的管道(知识传递的路径)比管道中的内容(知识内容本身)更加重要.教师在信息化教学实施过程中，应充分利用各种信息技术手段，尽可能地使学生通过多种途径获取知识内容，构建以学生为主体的课堂，使学生的探索学习、发现学习和创新学习成为可能.

【案例2】苏科版初中物理教材第十一章“杠杆”复习

技术手段：互动软件、视频剪辑

所属环境：多媒体学习环境

能力点：技术支持的概念建构体验

在复习杠杆分类时，教师运用信息技术手段制作小游戏，包括“生活中的杠杆”的归类游戏(图4)和“哪些是省力杠杆”的分组对战游戏(图5).通过游戏方式来复习杠杆的分类，有利于激发学生的复习兴趣.

图4 “杠杆”归类游戏

图5 分组对战游戏

在游戏过程中发现，学生对于夹子的分类不是很清楚.对此，教师有一定的预设，课前通过小组合作方式进行视频拍摄，并运用视频剪辑技术制作微课，在视频上画出夹子在不同情况下的支点、力和力臂(图6和图7).

图6 夹子闭合时的情况

图7 夹子张开时的情况

案例2的教学实施过程中，教师整合运用互动软件和视频剪辑技术，不仅让学生亲身经历了从实际物体到杠杆模型的抽象建模过程，降低了思维台阶，有效突破了教学难点，同时依托技术环境，让学生与他人进行更广泛的接触，充分发挥了学生学习的主体性.

教师在进行信息化教学实施时，要综合考虑教学目标、内容与环境、教师、学生、信息技术与资源等各种教学要素之间的广泛联通(图8)，构建主体性课堂.具体而言，应依据教学目标和内容，充分发挥如人机交互、媒体资源等信息技术和资源在信息传播和加工上的优势，使知识传播的渠道不仅存在于师生之间、生生之间，还存在于人机之间，让知识从单向线性流通转变为网络化流通，建立起以学生为主体或核心的新的知识传播平衡，促进学生积极、主动地探索学习.教师在构建网络化主体性课堂的教学实施实践过程中，其信息化教学实施能力也将得以提升.

图8 主体性课堂

3 构建“交互性”课堂 提升信息化教学评价能力

行为主义学习理论认为，学习是“刺激-反应”的联结，教学中可通过及时反馈促进学生合适行为的发生.教师在信息化教学评价过程中，应通过技术支持的展示交流促使生生交往互动，通过技术支持的学业评价及时了解教学效果，为学生创设协商、会话的交互环境，以任务驱动引导学生讨论与评价，促进教学目标的有效达成.

【案例3】苏科版初中物理教材第六章“巧测”液体密度

技术手段：智能教学平台

所属环境：混合学习环境

能力点：技术支持的“展示·交流·评价”

学生在已经学习了密度概念以及密度知识应用的基础上，教师给出实验器材：一瓶红色液体、一个精准秤、两个相同的圆柱形容器、一瓶水、一把刻度尺、一个胶头滴管，并通过一段视频介绍精准秤的使用方法，然后提出问题：你将选择哪些器材？如何测量桌上这瓶红色液体的密度？学生分组讨论，设计方案，画出步骤简图，写出密度表达式，并用iPad拍照上传(图9).

图9 学生展示

“测量液体密度”是初中物理实验教学中的一个难点，在中考物理试题中也经常出现.多次学业质量监测结果显示，当学生面对改变了实验器材的方案设计时，迁移与应用能力显得不足，这也从一个侧面反映了传统课堂中评价的单一性以及课堂交互的缺失.

传统课堂中，由于时间的限制，对于探究方案的交流，学生之间的交互性不够，多数学生只能充当听众的角色.案例3中，教师运用信息技术手段支持学生进行实时展示，并分享过程性学习成果，既节约了方案分享的时间，又扩大了学生相互学习、交流的范围，将学生置于一个有社会意义的团体中，在师生交流、生生互评的过程中，进行经验分享、产生思维碰撞，促进自我反思与自我认知.

教师在进行信息化教学评价时，要综合考虑学生特点、教学目标、内容、方法、信息技术等多种教学要素之间的联系(图10)，选择合适的技术手段构建交互性课堂.具体而言，可选取合适的教学内容开展基于任务的合作学习，充分发挥人工智能等信息技术在促进学生自评、互评中的优势，实现教学评价的综合化、多元化.通过信息化教学评价的常态化实践，实现交互性课堂从形式化向高效性的转变，学生沉浸在如是课堂环境中，其质疑反思、批判创新能力也将得以发展.教师在构建高效的交互性课堂的教学评价实践过程中，其信息化教学评价能力也将得以提升.

图10 交互性课堂

4 结束语

以现代教育理念为指引，以信息技术的合理运用为支撑，以构建参与性、主体性、交互性课堂为契机，通过信息技术与物理学科教学的有机融合实践，促进教师在教学设计、教学实施到教学评价的全过程中信息化应用能力的提升，从而更进一步促进教师信息素养的提升.