“互联网 ”混合式学习在物理实验中的应用.pdf

2023 年第8期信息技术与应用“互联网+”混合式学习在物理实验中的应用赵京波（柏乡县槐阳中学，河北邢台 055450）摘要：基于“互联网+”的混合式学习模式在中学物理实验教学中的应用不仅能充分发挥在线教育优势，实现优质网络教育资源共享，而且可以优化教师的教育教学方式，更加凸显学生主体地位，激发学生学习兴趣，提高学生学习能力，为学生的终身学习奠定基础。结合实践教学经验，介绍了基于“互联网+”的混合式学习模式在中学物理实验教学中的内涵、实施策略及其意义。关键词：互联网+；混合式学习；中学物理；实验教学；实施策略DOI：10.19935/ki.1004-2326.2023.08.035随着互联网信息技术的迅猛发展和移动终端的广泛普及，借助互联网优质教育资源开展的“线上”和“线下”混合式学习模式逐渐在教育领域得到了迅速的发展。基于“互联网+”的混合式学习模式在中学物理实验教学中的应用不仅能充分发挥在线教育优势，实现优质网络教育资源共享，而且可以优化教师的教育教学方式，能够更加凸显学生的主体地位，激发学生的学习兴趣，提高学生的学习能力，为学生的终身学习奠定基础。1基于“互联网+”的混合式学习的内涵北京师范大学教育技术学院教授、现代教育技术研究所所长何克抗教授认为，混合式学习就是要把传统学习方式的优势和网络学习的优势有机结合起来。也就是说，既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性1。笔者认为，基于“互联网+”的混合式学习是指以教师为引导者、以学生为学习主体、以问题为导向、以课程教材为主要学习载体、以互联网优质网络教育资源为辅助学习载体、以学校课堂为主要交流展示场所开展的一系列“线上学习”和“线下学习”相结合的学习活动。在这种学习活动中，教师是活动的设计者、组织者和引导者，学生则是学习活动的主体，是学习活动的发现者和探索者。在这种学习活动中，学生个体要充分地自主学习、主动学习，生生之间则既要充分地协同合作、讨论交流，又要相互竞争、展示自我。2实施策略在中学物理实验教学中，如何应用混合式学习才能使教学效果达到最优化呢？笔者结合自己的教学实践谈一下具体做法。2.1巧设问题，以问题为导向引导学生自学由于初中阶段的学生自主学习能力还较差，基于“互联网+”的混合式学习首先必须以问题为导向，这样才能使学生的自主学习更有目的性和针对性。因此，在开展混合式学习之前，教师要根据学生所学的课程内容并结合课程标准精心设置一系列的问题，借助这些问题充分地引导学生循序渐进地开展一系列的学习活动。如果所学的课程内容较多，教师可以先将学生分成若干学习小组，然后给不同的学习小组布置不同的学习任务。这样就可以使学生有充分的精力去完成某一部分课程内容的学习。例如，在学习人教版物理八年级上册“测量物质的密度”一课时，由于该节课程内容主要包括固体密度的测量和液体密度的测量两大部分，在布置学习任务时，笔者先将班级的8个学习小组分成2个大组，其中14学习小组完成探究固体密度的测量实验，58学习小组完成探究液体密度的测量实验。在探究固体密度的测量时，笔者设计了如下几个问题：测量固体密度的实验原理是什么？你设计的测量小石块密度的实验步骤是怎样的？实验中所 99SHIYAN JIAOXUE YU YIQI2023年第8期信息技术与应用用的实验器材有哪些？请根据实验中所测的物理量设计出记录实验数据的表格。如何用所测的物理量来表示小石块的密度？如何测量密度小于水的蜡块等固体物质的密度？在探究液体密度的测量时，笔者设计了这样几个问题：测量液体密度的实验原理是什么？你设计的测量盐水密度的实验步骤是怎样的？实验中所用的实验器材有哪些？请根据实验中所测的物理量设计出记录实验数据的表格。如何用所测的物理量来表示盐水的密度？课前，教师将这些问题布置给学生，让学生结合这些问题先自学课本上的内容，然后再借助网络课程资源进行深入学习。2.2依托精选资源，辅助学生在线学习一般情况下，学生仅仅通过自学教材内容很难全部解决教师所设置的所有问题，为了让学生更加深入地自主学习，教师可以从国家中小学智慧教育等网络平台上精选一些优质课程资源提供给学生。这些优质课程都是由各地优秀教师授课，教师教学技能娴熟，教学方法、教学手段多样。他们通过文字、图片、表格、音频、视频等多种方式将教学内容呈现给学生，通过创设物理情境激发学生学习兴趣，通过提问引发学生积极思考，通过实验演示引导学生不断探索，通过合理运用信息技术加深学生对知识的理解。借助这些优质课程资源，学生可以进一步加深对教材内容的理解，改进和完善自己所设计的实验方案和实验步骤等，学生的自主学习能力也逐步得到了提高。值得注意的是，由于初中学生的持续注意力一般为 1520 min，教师选择的网络视频课程不宜太长，避免学生产生厌烦心理，一般以十几分钟为宜。例如在学习人教版物理八年级上册“测量物质的密度”这一课时，笔者从国家中小学智慧教育平台的课程教学中选取了由北京市第三十一中学史琪老师执教的“测量物质的密度”这一课程资源，并运用剪辑软件将这一课程分割成“测量固体的密度”和“测量液体的密度”两个视频片段，然后通过班级微信群分发给不同的学习小组，让他们进行深入自主学习。通过认真学习视频课程，学生不仅可以解决教师设置的几个问题，而且还能观看到教师的实验操作过程，为学生利用虚拟实验器材自主进行实验探究打下了基础。2.3借助物理虚拟实验平台，助力学生实验探究物理实验是落实物理课程育人要求的重要载体，对培养学生核心素养具有独特价值。在教学过程中，教师应重视对学生科学探究能力的培养，同时关注实验探究对培养学生物理观念、科学思维、科学态度与责任的重要意义。为切实发挥实验育人功能，促进学生核心素养的养成，教师要尽可能多地给学生创造动手实验的机会，给学生提供自主探究的时间和空间2。为此，在学生借助网络课程资源自主学习教材内容，自行设计出实验方案和实验步骤的基础上，笔者又及时给学 生 提 供 了 NOBOOK 物 理 虚 拟 实 验 平 台。利 用NOBOOK物理虚拟实验平台，学生可以根据设计的实验方案自行选择实验所需的器材进行实验探究。通过学生自主实验探究，不仅可以激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性，还可以提升学生的实验操作技能和探究能力，逐步培养学生解决问题的能力和创新思维能力。例如，在学习人教版物理八年级上册“测量物质的密度”这一课时，在学生借助网络课程资源自行设计出实验方案和实验步骤的基础上，笔者又通过班级微信群给学生发送了测量固体密度（图1）和测量液体密度（图 2）的 NOBOOK物理虚拟实验。这样，学生就可以在手机或电脑上完成测量固体（或液体）密度的实验探究，并且实验时间和地点学生可以任意选择，实验过程还可以反复进行，极大地方便了学生的实验探究。30.0 mL图1测量固体的密度0 mL80.0 mL图2测量液体的密度 1002023 年第8期信息技术与应用2.4小组讨论，生生合作学习在学生借助网络课程深入自主学习和利用物理虚拟实验平台自主探究之后，在课堂上，教师就要组织学生以学习小组为单位针对教师所设置的问题展开讨论和交流。通过讨论和交流，生生之间相互说出对问题的见解或看法，同时进一步完善自己的实验方案和实验步骤等。这样不但提升了学生的语言表达和交流能力，而且增强了学生的团结协作意识，培养了学生的合作学习能力。2.5分组展示，生生竞争学习在学生小组合作交流之后，教师要组织不同的学习小组之间开展展示交流活动，每组代表分享小组制定的实验方案和实验步骤等，并利用物理虚拟实验平台进行实验过程演示，也可以让学生利用实体实验器材展示实验过程，同时教师用手机将学生的操作过程及实验现象实时投屏到电子白板上，让全体学生进行观察。通过展示交流，既可以增强展示学生的成就感，进一步提高学生的实验操作能力，同时也便于全体学生发现实验过程的不足之处。在此基础上，教师可以进一步引导学生对实验过程进行总结和评价，促进学生交流、评估、反思能力的提升。例如，在学习人教版物理八年级上册“测量物质的密度”这一课时，在学生展示了固体小石块密度的测量过程之后，笔者又提出了以下几个问题让学生讨论交流：在测量小石块的密度时，能否先用量筒测出小石块的体积，再用天平测量小石块的质量？如果不能，请说明原因。如果待测物块的体积较大，无法放入量筒中，你有办法测出它的密度吗？如果待测物块具有吸水性，如何较准确地测量出它的体积呢？通过对这些问题的进一步反思、讨论和交流，学生对各种固体密度的测量原理、方法就会有更加准确、系统的认知，同时也培养了学生问题解决能力和创新精神。2.6当堂检测，反馈矫正为了检查学生的课堂学习效果和对知识的掌握程度，教师还要对学生及时地进行当堂检测。这不仅可以进一步提升学生应用物理知识解决实际问题的能力，同时也便于教师兼顾不同层次、不同类型的学生，因材施教，及时进行课后指导，关注学生的个性化发展。3基于“互联网+”的混合式学习的意义3.1发挥在线学习的优势义务教育物理课程标准（2022年版）中提出：教师应注重利用网络资源，丰富教学内容和形式，向学生推荐有教育意义的优质网站，鼓励学生充分利用网上教育资源开展自主学习2。基于“互联网+”的混合式学习，正是学生在问题导向下课前先借助网络优质课程资源进行深入自主学习和自主探究，然后再在课堂上进行小组合作学习与展示交流的一种学习模式。这种学习模式的应用可以充分发挥在线学习的优势，实现优质网络教育资源共享，可以使每一个学生都能接受到最优质的教育，实现不同地区的学生同上一堂课。因此，这种学习模式对于教育教学资源相对匮乏的乡村学校和偏远地区学校的学生来说是一种很好的学习方式。3.2凸显学生的主体地位基于“互联网+”的混合式学习是以教师为引导者，以学生为学习主体，以问题为导向，让学生在问题情境中自主探索和发现知识，掌握技能，发展创新思维，让学生为解决问题而展开生生之间的交流与合作，促使学生主动运用知识进行展示交流。这种学习模式改变了以往以教师讲授，学生被动接受为主的“灌输式”“填鸭式”教学方式，真正突出了学生的主体地位，充分调动了学生的学习积极性和能动性，使学生的学习效果有了极大的提升。3.3提升学生实验探究能力在混合式学习过程中，无论是在课前、课中还是课后，学生都可以利用教师所提供的物理虚拟实验平台进行自主探究。物理虚拟实验具有操作简单、实验现象明显、免受外界环境干扰、实验仪器损坏后可修复、实验可反复操作等特点。学生在设计好实验方案和实验步骤后，可随时随地利用虚拟实验平台进行自主探究。通过实验探究，可以逐渐提高学生的观察能力、动手操作能力、分析处理信息的能力和创新思维能力，培养学生严谨认真、实事求是的科学态度和乐于思考的科学精神，促进学生核心素养的养成。3.4为终身学习奠定基础这种基于“互联网+”的混合式学习方式的长期应 101SHIYAN JIAOXUE YU YIQI2023年第8期信息技术与应用用，无疑会使学生的自主学习能力和合作学习能力逐渐提升，为学生的终身发展奠定基础。基于“互联网+”的混合式学习模式是新课标倡导的学习方式，也是一种高效课堂教学模式。它在中学物理教学中的应用必将给物理课堂教学带来极大的变革。广大教师要不断学习先进的教育理念，与时俱进，积极探索实践适合新时代要求的教育教学模式和教学方法，加快新时代人才培养。参考文献1 周海容.混合式学习的研究现状 J.青年与社会，2019（2）：67-68.2 中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2022年版）S.北京：北京师范大学出版社，2022.增强现实技术在初中生物学教学中的应用侯强（黄骅市教师发展中心电教仪器站，河北沧州 061100）摘要：近年来，教育领域逐渐兴起了一种新技术：增强现实技术（AR技术）。通过分析初中阶段生物学学科特点及初中生思维的特点，探讨了增强现实技术在生物学课堂上的三则应用实例：基因在亲子代间的传递、输送血液的泵、病毒。将增强现实技术引入初中生物学教学中，有效突破课堂教学的重难点，加强教学与现实生活的紧密联系，提高课外活动的质量，从而培养学生的动手能力、创新能力和团结协作能力。关键词：增强现实技术；初中；生物学教学DOI：10.19935/ki.1004-2326.2023.08.036近年来，教育领域逐渐兴起了一种新技术增强现实技术，即AR技术。AR技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛应用了多媒体、三维建模、实时跟踪、智能交互、传感等多种技术手段，能将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息实现模拟仿真，从而实现对真实世界的“增强”。大量教学实践证明，将新技术融入初中生物学课堂会极大地改变教学的模式，有效提升教学的效率并激发学生的学习兴趣。但我们也要看到，目前所采用的很多新技术都是由教育生产企业开发的，很多属于闭门造车，即新技术的开发者与教师缺乏交流，且教师几乎没有直接参与技术开发，这直接导致新技术融入初中生物学课堂的进程十分缓慢，无法满足新课标的要求。为此，笔者以AR技术在初中生物学教学中的应用为例，说明新技术在初中生物学课堂中的作用与价值，同时呼吁更多的生物学教师关注新技术，以期将新技术融入课堂。1初中阶段生物学学科特点1.1科学性生物学是自然科学中的一门基础学科，是研究生命现象和生命活动规律的科学，其研究对象是具有高度复杂性、多样性和统一性的生物界。根据新课标，义务教育生物学课程注重探究和实践，以丰富的生物学知识为载体，通过多种教学活动展现人们认识自然现象和规律的思维方式及探究过程，反映自然科学的本质。学习生物学课程，有利于学生养成科学思维的习惯，形成积极的科学态度，学会学习，提升科学素养，对学生的健康生活、终身发展具有重要意义。1.2逻辑性小学科学课中含有一些生物学知识，主要包括植物学、动物学、人和人的生活、工具（放大镜和显微镜）的应用4个部分1。可以说，在生物学这门学科独立出来之前，小学科学起到了科普和兴趣激发的作用，同时为学生步入初中后对生物学的系统学习打下了基础。102