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1、信息技术与高中物理教学整合 作者： 日期：2 信息技术与高中物理教学整合信息技术与高中物理教学的整合探索 利用信息技术促进高水平思维 单位：北京第四十三中学 姓名：朱霞信息技术与高中物理教学的整合探索 利用信息技术促进高水平思维 摘要： 从口耳相传到现代教育媒体的产生，使得教育也步入了新时代。但无论如何都不能忽略信息技术与高中物理教学整合的目的，即促进学生的高水平的思维，有了活跃的思维才能把物理学得懂，学以致用。本文从理论及实践两个角度论述了信息技术怎样促进高水平思维，列举的课堂实践案例融合了建构主义学习理论，从而使信息技术真正落到实处而不是滥用。伴随着新课改的日益深入，对“利用信息技术促进学
2、生的高水平思维”这一现代教育技术研究课题将不断地进行探索下去。 关键词：现代教育媒体 多媒体教学 高水平思维 信息技术 建构性学习 一、 从口耳相传到现代教育媒体在文字未出现之前，人类进行交流最早是使用口耳相传的方式，利用口头语语言将信息由一个人传给另一个人，这种传播由于不能将信息有效记录下来，最终导致信息无法准确的传承和保留，从而致使很多远古历史之谜至今仍然无法解开。文字和书写工具的出现是人类历史上一次重大的信息技术革命，它使人们不仅能将信息以符号的形式记录下来，而且给教育带来了一个真正脱离教学双方的独立存在“媒体”，为教学内容的丰富、教学规模的扩充打下了基础。随着社会的进步和科技的发展，电
3、子化和数字化的现代媒体开始逐渐渗入各种教育和传播领域，现代媒体的社会使用使信息传播的更多、更快、更远，人类从此进入了信息化的时代，现代媒体在教育中的运用也带来了教育的又一次新的革命现代教育技术的产生。二、滥用多媒体出现的问题在高新技术密集时代借助高科技实行多媒体教学，不仅是一种教学趋势而且是一种新的教育理念。而时下运用多媒体进行教学俨然成了“时尚”，一旦有公开课、实验课、教研课、评比课等，非多媒体不能登“大雅之堂”。在这种“时尚”的影响下，有的教师缺乏现代教学思想和教学理论作指导，在教学过程中只是把教材的内容通过多媒体手段简单的再现出来，许多物理课堂演示实验也全部借助于课件、图片，多媒体仅仅起
4、到“投影”、“幻灯”的作用，缺乏鲜活性、灵活性及知识的完整性。以下是我在近几年教学工作中总结的几点电教使用容易出现的问题：1、 忽视教学基本功的训练许多中青年教师利用其电脑知识的优势，不重视教学基本功的训练。比如有些教师依赖利用从互联网上下载下来的课件，在课前不再注重教学内容的演练，导致课堂上出现较多的教学错误或口误。有些教师一整节课只见鼠标在大屏幕上飞舞，学生坐在下面被指得云里雾里不知所谓，然而在物理教学中突然的解题灵感和心得往往是教学艺术的动人之处，它往往无法预先制作进课件，也绝不能在课堂上被一笔带过，此时板书就是必不可少的，它即时重现力强，随写随看，内容还可以方便的增删。实验技能也是物理
5、教师的一项基本功，有些物理教师视电教手段为万能，完全摒弃了直观的课堂可操作实验，甚至一个学期不组织学生走进实验室进行实验。2、 喧宾夺主，掩盖教学内容片面追求课件漂亮的外观和动感的媒体表现形式是存在的另一个普遍问题。在课件中过多的使用不必要的音视频材料，对课件界面做过分的渲染这种将电教特点发挥到“极致”的作法过分强调了课件制作技巧和课件表面形式的浮华，其结果是形式掩盖了内容、喧宾夺主。经常会出现，学生上了一堂课好像是看了一部没有主体的娱乐片，有趣，但没有学到该学的东西。课件的制作也得讲究一切从实际出发，赵本山有句著名的广告词叫“不看广告看疗效”，我们在实际教学中也应该“不看花活看实效”，这样才
6、能使多媒体教学健康的发展。3、 教师充当“解说员”，教学双方缺乏互动与交流很多教师使用电教媒体教学时，经常埋头操作电教设备，演示课件，口中念念有词，如同解说员，无暇顾及学生的反馈，学生只闻教师其声，不见教师其人。教学过程由于没有师生间的互动交流而变得枯燥乏味。三、 信息技术整合于高中物理教学的理论探索 步入新课改 ，我们拥有最先进的信息技术，我们不断深化建构主义的学习理论，但不可否认学校中的物理教学至今还没有因为使用技术而产生根本变革，一个最主要的原因是信息技术未能整合于物理教学之中。整合势在必行，且要注重实效。下面我就结合高中物理教学特点和自身的一些实践经验粗略谈谈如何利用信息技术的潜力，设
7、计有效的学习环境，支持和促进学习者的思维尤其是高水平思维活动的。（一） 高水平思维活动物理教学的活力源于活跃的思维。许多学生抱怨物理太难理解，许多教师埋怨学生思维不够活跃。其实这是同一个问题，也是由于传统教学而必然体现的一个问题。如果你认为学生听了，记下了教师所讲的概念、规律和方法策略，便可以自然而然的理解这些内容了，那么你错了。例如，学生学习牛顿三定律以后能默写相应的概念公式，能运用公式演算简单书本例题，或能用这个定律揭示生活中的现象，亦或解决以前没有遇到过的问题。但是这些思维活动所体现的主动性和创新性是有一定差异的，因而表现出了不同的水平，从较低水平的思维到高水平的思维。我们可以参考布卢姆
8、提出的教学目标分类学来分析思维活动的水平。布卢姆把认知领域的学习目标分为从低到高六个层次： 知道：指对所学材料的记忆，包括对具体事实、方法、过程、概念和原理的回忆。 领会：指把握所学材料的意义。可以借助三种形式来表明对内容的领会，一是转换，即用自己的话或用不同于原先表达方式的方式来表达自己的理解；二是理解，即对信息加以说明或概括；三是推断，即对事物之间的逻辑关系进行推理。领会超越了单纯的记忆，代表了最低水平的理解。 应用：指将所学材料应用于新的情境之中，包括对概念、规则、方法、规律和理论的迁移应用。解决例如：如何使用你已学过的惯性定律解释这个实验现象等问题。应用反映了较高水平的理解。 分析，指
9、将整体材料分解成各个构成成分、并理解其组织结构，包括对要素的分析、关系的分析和组织原理的分析。分析代表了比应用更高的认知水平，因为它既要理解材料的内容，又要理解其结构。 综合：指将所学的零碎知识整合为知识系统。包括三个水平：用语言表达自己的意见时表现出的综合（如对章节知识系统的总结）；处理事物时表现的综合（如设计一个实验报告）；推演抽象关系时表现出的综合（如概括出概念间的抽象关系）。综合所强调的是创造能力，需要产生新的模式或结构。 评价：指对所学材料进行价值判断的能力，包括按材料的内在标准（如课文内在组织的逻辑性）或外在标准（如文章对目标的适用性）进行评价。解决例如：为什么这种方法更好？你如何
10、评价普朗克对量子理论的贡献等问题。评价是最高水平的认知学习结果，因为它要求超越原先的学习内容，并需要给予明确标准做出价值判断。以上六个层次的认知学习目标包含了不同水平的思维活动，从简单的知识记忆一直到最高级的批判性评价。由此我们可以大致把知道、领会和应用三个层次所涉及到的思维活动称为较低水平的思维，而把分析、综合和评价三个层次所涉及的思维活动称为高水平思维。一些研究者对高水平思维的特征进行了概括分析。贝克（Baker,1990）认为，高水平思维可以简单的描述为“不仅仅需要进行信息提取的智力活动”，莱维和史密斯（Lewis&Smith,1993）,给出了一个更为详细的定义：“高水平思维是指人将新
11、信息和记忆中储存的信息相互联系起来并（/或）对其进行重新组织，以达到一定的目的，或在一个复杂情境中找到可能的答案的过程”。传统物理教学的一个突出缺陷是过于强调对知识的记忆、领会和基本应用，而忽视了更高级的认识目标。换言之，高水平思维的欠缺是导致传统物理教学被动机械的症结。在教育技术领域，只有为数很少的教育资源是为高水平思维活动而开发的，因此激发和促进学生的高水平思维是新型教学模式和教育技术的一个重要使命。（二） 信息技术作为认知工具 传统的教育技术研究是与传统教学模式一致的，教育技术研究中的主导观点是把技术看作是承载和传播信息的媒体，看作是教授学生的工具。在教育传播过程中，制作者（包括教学设计
12、者、学科专家、媒体制作者、媒体管理者等）首先以教学设计的系统方法为基础，对学生的学习进行因果分析，而后以视觉或符号的方式对各种信息或智力技能进行编码，体现在各种技术产品中。在教学过程中，学生感知到媒体中的编码内容，与技术进行一些交互，即输入信息，进而引发技术系统的判断和反馈，而这些判断和反馈信息都是预先封装好的。技术作为信息的载体，向学习者呈现那些要求他们学习的信息，完成“教”的任务。例如：为了让学生学习自由落体运动，有的教师的制作了类似的flash课件，学生只需要输入下落的时间，然后点击开始就可以获得下落高度，瞬时速度的大小。右侧的动画也会相应的进行演示。然而为了利用技术促进学生的高水平思维
13、，我们需要重新审视信息技术在学习中的作用。在这个方面，著名教育技术专家乔纳森（D.H.Jonassen）提出了信息技术作为认知工具的观点。乔纳森认为，我们不应该简单把计算机等信息技术用作传递知识的教学媒体，而是应该作为认知工具。在传统的教学技术中，教学媒体的设计者借助各种信息技术工具（如文字处理、图像处理、数据处理工具等）对希望学生掌握的知识进行编码、组织和表征，包装在教学媒体之中，而这种教学媒体在结果上往往会限制而不是促进学生的认知加工活动。研究表明，教学媒体设计过程的最大受益者是设计者而非学习者。因此，我们应该进行角色转换，让学生成为设计者，利用各种信息技术工具（而不只是教师预先制作好的课
14、件）作为认知工具，进行知识建构活动。信息技术不再只是用来传递预先设计好的知识的媒体。学生可以用信息技术分析他们周围的世界，获取信息，解释、组织自己的知识，并通过有效的方式将自己的知识表达出来。所谓认知工具，就是用以激发和促进学生的认知加工活动的工具，它可以支持、引导和扩展学生的思维过程，促进学生的知识建构。典型的可以作为认知工具的计算机软件包括数据库、电子表格、网络软件、多媒体/超媒体（超媒体是超文本和多媒体在信息浏览环境下的结合，包含文字、图形、图像，动画、声音和电视片断，这些媒体之间用超级链接组织）制作工具、计算机会议系统、协作知识建构环境、微型世界学习环境（微型世界Microworld是
15、利用计算机构造一种可供学习者自由探索的学习环境，大多数微型世界是借助计算机化建模技术构造的）等。这些工具可以作为学生的认知伙伴，引发、支持和促进他们的高水平思维活动。而且，学生也只有通过自己的高水平思维活动才能有效的利用这些工具，因为在这些工具中没有（或很少有）现成的知识。（三） 以信息技术促进高水平思维一旦信息技术作为认知工具进入到学习活动中，认知工具便与学生建立了一种认知伙伴关系，双方各自分担了一定的认知任务。比如我们在教学中曾尝试学生利用温度传感器及其支持软件来研究自行车车胎在打气和放气时的温度变化问题。学生将温度传感器连接到计算机上，启动DateStudio软件，就可以“让”传感器和计算机来采集温度变化数据，
