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1、专业好文档基于网络环境的高中物理教学模式的研究和实践李友兴（浙江师范大学附属中学，浙江 金华 321004） 摘要：如何建构网络环境下的高中物理教学模式是中学物理教师比较关心的重大课题。本文依据我校网络技术教学班一年多的教学实践和研究，对建构“以现代教育和教学理论为指导、以网络技术为工具”的创新型高中物理教学模式进行论述，以期探索出适应学生身心特征与时代特征的教学模式。关键词 网络技术 高中物理 教学模式 1、问题的提出当前以多媒体与网络技术为核心的现代教育技术的迅速兴起与蓬勃发展正猛烈地冲击着高中各学科尤其是高中物理的教学。“传统的教和学的模式正在酝酿重大的突破，教育面临着有史以来最为深刻的
2、变革。这场教育的大变革不仅仅是教育形式和学习方式的重大变化，更重要的是将对教育的思想、观念、模式、内容和方法产生深刻影响”。传统的“以教师为中心，靠老师讲、学生听”的教学模式，已不能适应网络时代的要求。这种传统的教学模式的最大缺点是：（1）作为认知主体的学生在教学过程中自始至终处于受灌输的被动地位，其主动性、积极性难以发挥，很不利于培养学生的创造性思维，即不利于创新能力的形成和创造性人才的成长。（2）学生缺乏主动探索、主动发现的学习环境，并且与社会上、国际上的信息资源几乎隔绝，学生对信息的筛选、鉴别、获取、加工和处理的能力难以培养，无法满足信息社会对人才素质的需求。网络技术的发展极大地拓展了教
3、育的时空界限，使教育资源共享的原则得以实现，学习选择的自由度大大提高，人们向往已久的个别化教学将成为可能。在基于Internet的教育网络基础上的现代教育技术与物理学科教学的整合，将会发展出一种有可能适应新世纪教育需求的全新教学模式。因此，要加强对计算机信息网络环境下的高中物理教学模式的科学研究，探索出适应学生身心特征与时代特征的教学模式。2、课题研究的理论依据多媒体与网络技术的迅速兴起，认知学习理论的最新发展：建构主义理论的日渐流行与传播，为我们高中物理教师探索新型教学模式提供了最佳外部环境。建构主义理论认为：教师是学生意义建构的帮助者、促进者，教学资源的提供者、设计者，教学过程的组织者、指
4、导者；学生是知识意义的主动建构者，是学习的主体；教材所提供的知识是学生主动建构意义的对象；媒体是创设学习情境、学生主动学习、协作探索、完成知识意义建构的认知工具。建构主义提倡在教师指导下的、以学生为中心的“自主学习”。建构主义学习理论认为：“自主学习”不是由教师直接告诉学生应如何去解决面临的问题，而是由教师向学生提供解决该问题的有关线索（例如需要搜集哪一类资料、从何处获取有关的信息资料以及现实中专家解决类似问题的探索过程），并要特别注意发展学生的“自主学习”能力。 多媒体与网络技术创设了一种信息时代中的学习和教学环境。网络技术具有超文本、大容量、多界面、交互性的特点，可以使学生灵活、快速地获取
5、物理信息，学生的学习有可能真正建立在教师指导下的以自己为中心的学习。网络下的环境可以提供真正意义上的情境（大容量、超媒体）、协作（交互性）、会话（师生对话、人机对话、生生对话、BBS论坛）和意义建构（知识网络），而且在同一时空可进行高、中、低多层次非线性的教学以实现真正意义上的面向全体学生。因此，网络技术的特点最适合建立建构主义学习理论的教学模式。 3、网络环境下的物理教学模式的构建3.1网络教学模式我校吸收了与建构主义学习理论及建构主义学习环境相适应的教学模式（以学生为中心，在整个教学过程中教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积
6、极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构）和目前已开发出的、比较成熟的教学方法（支架式教学法、抛锚式教学法、随机进入教学法），结合物理学科的特点及我校网络技术教学班一年多的教学实践，已构建出一种新型的高中物理网上教学模式。这种网络环境下的高中物理教学模式可表述为“创设情景提出课题自主探索网上协作课题小结网上测试课题延伸”七个环节。网络环境下的高中物理教学模式流程图如下（图一）所示：自助式学习程序式学习探究式学习研究性学习达标级综合级实 验自主探索提出课题课题小结创设情景课题延伸网上测试网上协作相关知识网站竞赛级评价级课件生生交互师生交互人机交互图一 网络环境下的高中物理
7、教学模式流程图 这种全新的网络教学设计模式既发挥了教师的指导作用，又充分体现学生的认知主体作用。其特点是：（1）真正实现了个别化教学。（2）有利于研究性学习的开展。 它保留“传递 接受”教学活动进程，同时吸收以学生为中心的教学设计思想。在“传递 接受”教学活动进程中，通过实验研究、多媒体网络技术辅助而进行的“人机”交互或“人人”交互，让学生自主探索、思考、发现，让每一位学生实时体验知识的发现和“创造”过程。学生的学习结果是学生自己发现或“创造”出来的，不同的学生根据自己的原有水平不同程度地“创造”出知识和能力，从而实现了个别化教学；此外，这种教学设计模式使学生主动地从课堂内的学习延伸到课堂之外
8、，通过访问相关知识网站获取所需资料，进行研究性学习，以培养学生的获取、加工、处理信息的能力。3.2网络教学结构教师程序式学习自助式学习虚拟实验室背景资料库交流与反馈网络课件库学生讨论平台网络资源库智能习题库探究式学习研究性学习案例库藏交流与反馈相关网站学生 图二 网络教学结构图说明一：人机交互中的三种学习方式（1）自助式学习，又叫浏览式学习。对于想泛泛了解网络资源库中的个别内容，或者只是作为课后的一种延伸，可选用此法学习。 （2）程序式学习是指学生按照老师预先设定的步骤和内容进行的学习。这种学习方式适合于基础知识较少，不能自主地选择适当的学习内容和策略的学生。（3）探究式学习是指将学习重心从过
9、分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，学生在科学探究活动中通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程，学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神。说明二：学生与学生之间的交流、教师与学生之间的交流可通过网络信息平台上的“交流与反馈”栏目进行。 3.3网络教学案例下面以高中物理第二册（必修）透镜为例，对此模式作一介绍。3.3.1 教学设计思想体现现代物理教学的学科特点，体现现代物理教学的教学观点，充分利用实验和多媒体网络工具，以“创设情景提出课题自主探索网上协作课题小结网上测试课题延伸”为一个统一的有机整体
10、。 3.3.2 教学过程设计 （1）创设情境：教师利用多媒体技术与网络技术，创设与透镜有关的学习情境（课件以有关透镜的性质与应用为主制作：照相机、幻灯机、放大镜、望远镜、近视眼镜等仪器）。上课开始时学生在教师指导下，通过网络进入教学资料库进行自助式学习。 （2）提出课题：由学生通过网络提出课堂上最想解决的问题，教师适时通过投影仪或网络提出本节课的中心问题：透镜成像有什么规律？ （3）自主探索：先由学生通过网络访问教师放置在网络资源库上的课件进行程序式学习，明确学习目标。学生带着问题独立地通过网络的必要帮助，随机进入教师设置的学习环境（即“透镜成像规律”积件库）中探索问题的解决方法。 教师把要发
11、现的对象隐藏在教学情境中，由学生独自猜想、进行实验研究； 进入虚拟实验室借助动态光路图进一步分析、验证。找出物体位置变化、透镜位置变化后，像距的变化、像的性质、像的大小、物像之间的距离、像移动的方向、物像移动速度之间的关系。 各种情况下的成像规律有许多相同或相似之处，由学生独自（必要时可通过网上协作）找出异同点； 由学生分析、归纳透镜在各种情况下的成像规律，并独自（必要时可通过网上协作）总结出透镜成像规律，在脑子里形成清晰的“空间图象”。 在学生自主学习整个过程中，教师始终对学生的学习给予必要的引导和指导。 （4）网上协作：学生在通过人机协作进行自主探索的同时，可以通过网络进行各种形式的协作学
12、习（如学生与学生的协作、学生与老师的协作等）。还可通过网络将各自学习的结果进入网络交流，并对凸透镜的成像规律和凹透镜的成像规律进行对比、分析，总结出透镜成像总规律。 （5）课题小结：学完知识点后由学生完成本课小结，教师作适当补充，并与课件上的小结进行比较。（6）网上测试：课题小结后，教师指导学生进入测试网页智能习题库。由每个学生根据自己的实际情况与能力水平选择不同层次的测试题，独立在网上完成测试，测试结果由计算机网络反馈给师生。为了使低分数段的学生有成功感，高分数段的学生有激励作用，将测试题分为四个层次设计：第一层次为达标级，按教学大纲的基本要求设计；第二层次为综合级，在达标级基础上增加新旧知
13、识联系的综合层次的练习；第三层次为评价级，提供了与透镜成像规律有关的高考水平级的试题；第四层次为竞赛级，提供了与透镜成像规律相关的物理竞赛试题及其分析与解答。 （7）课题延伸：课后由学生根据自己的需要访问与透镜知识有关的网站，阅读课外知识，扩大知识面，作为课堂教学的延伸和补充。此外，对“测定透镜的焦距”展开课题研究，以培养学生获取、分析和处理信息的能力。 4、网络教学环境的营造 4.1 硬件环境 我校网络技术教学班教室配有一台代理服务器，配一条ISDN专线供该班学生上因特网用。一台教师机，配有多媒体教学控制系统，全班40名学生每人配一台多媒体电脑作为学生工作站，所有电脑均连接在学校的校园网上，
14、成为学生自主学习的工具。学校校园网为网络技术教学班提供服务的示意图如下（图三）所示：图三 学校校园网为网络技术教学班提供服务的示意图4.2 软件环境 软件环境的核心是校园网上的网络资源库。网络资源库内有：多媒体素材库、网络课件库、教学策略库、教学资料库、智能题库、虚拟实验室、教师个人专辑。 网络资源库的建立为网络技术教学班的教学提供了资源保证。教学软件均镜像在光盘镜像服务器上，学生在课外时间可自由地从网络资源库中打开自己需要的教学软件内容进行补充学习。此外，教师和学生还可从Web服务器上的教学资料库中获取教学资料，学生也可在教师的指导下，通过教室中的ISDN从因特网获取自己需要的学习资料，或者
15、在因特网得到其它重点中学老师的指点。在校园网中，网络课件库、教学策略库为教师的教学提供了极大的支持。教师在自己的工作站上可利用科利华备课系统自带的功能制作教案和教学演示系统，也可用各种多媒体制作工具制作课件，多媒体素材库方便地提供众多制作课件所需的各种素材。学校校园网的信息平台还为教师提供讨论教学模式、教学经验、课件制作经验等信息交流的场所，学生可通过访问网络资源库得到教师的教案和网络课件，进行有选择的预习、补习自己的功课，或对自己感兴趣的问题在信息平台上与教师或同学进行交流。 5、网络教学模式在实践中的检验 5.1教学模式代表了教学改革的方向 经过一年多的研究和实践，我校构建的“创设情景提出
16、课题自主探索网上协作课题小结网上测试课题延伸”七个环节的网络教学模式，取得了较好的教学效果。我校网络技术教学班教师利用上述教学模式多次承担省、市教学观摩课，受到教育专家的一致好评，教育专家们认为这种教学模式代表了教学改革的方向。5.2学生的自主学习能力明显提高经过一年多的研究和实践，网络技术教学班学生的自主学习能力有明显提高，主要体现在： （1）学生学习自觉性有明显提高，能自觉地利用网络工具访问网络资源库进行预习和复习、在信息平台上讨论问题； （2）学生能较好地从网络资源库、因特网获取所需的信息和资料； （3）学生能够很好地利用网络资源进行探究性学习、开展课题研究。 5.3学生的学科能力明显提
17、高经过一年多的研究和实践，网络技术教学班学生的学科能力明显提高，主要体现在： （1）网络技术教学班学生的物理成绩与普通班学生比较有更大幅度的提高，他们对学习物理的兴趣明显增加。 （2）网络技术教学班学生的知识面明显比普通班学生宽；解决信息题的能力明显比普通班学生强，有较好的信息素养；综合能力测试成绩明显比普通班学生高，有较强的综合能力。 6、网络教学中的问题和思考 6.1教育观念的开放性 从我校网络技术教学班一年多的教学实践来看，网络环境下的课堂教学带有松散性、不确定性、难控制性。因为网络环境下的教学资源有以下几个特点：（1）信息资源是永远开放的；（2）传播媒介是多向交流的；（3）传递系统是多
18、媒体的；（4）知识是跨越时空限制的。这就决定了网络环境下的教学过程是：（1）具有开放性；（2）学习过程的交互性；（3）学习内容选择的自主性和个性化；（4）内容形式的多媒体化。在这种教学模式下，教师的角色是教学信息资源的设计者、学生学习的促进者，对课堂教学中可能会出现的情况要有一定的预见性，教师必须对教学信息资源进行精心设计、策划，这对教师也是巨大的挑战。因此，教师必须要有“开放的教育观念”。否则，无法适应在网络环境下进行教学。那么，如何转变广大教师的教育观念呢？6.2教学空间的开放性从我校网络技术教学班一年多的教学实践来看，网络环境下的教学过程具有开放性，学生的学习过程应具有交互性，学生对学习
19、内容的选择具有自主性和个性化。这就要求网络教学的教学环境必须是开放的，要营造适合于网络教学的信息教学环境，即硬件环境和软件环境。在这方面我校虽然先走了一步，积累了一定的经验，但不同学科的教师对硬件环境和软件环境的建设要求相差甚远。那么，如何真正实现教学空间的开放呢？6.3教学时间的开放性现行课堂教学时间只有45分钟，虽然教师精心设计了教学过程，对每个环节的教学时间作了精密的安排，但是由于学生在自主探索过程中有不确定性因素，要使学生在一堂课内完成“创设情景提出课题自主探索网上协作课题小结网上测试”的教学过程，时间是非常紧迫的，这就要求网络环境下的教学具有“开放的教学时间”。那么，如何解决网络环境
20、下的教学时间与现行课堂教学时间的矛盾呢？ 6.4教学评价的开放性如何评价一堂网络教学课，什么样的网络教学课是好课？显然，评价网络教学课不能用传统的、封闭的教学评价标准来衡量，这就要求网络环境下的教学需要“开放的教学评价”，那么以什么样的标准来衡量呢？或者说，有没有关于网络教学的评价标准呢？以上这些问题急需教育工作者进一步探讨和研究。 7、结论 经过一年多的研究和实践表明，网络环境下的高中物理七环节（创设情景提出课题自主探索网上协作课题小结网上测试课题延伸）教学模式：真正达到了因材施教、发展个性的目的，学生是按照自己的认知水平来学习和提高的，学习是学生主动参与完成的，这种学习使学生真正获得了智慧
21、而不仅仅是知识。总之，网络技术与物理学科教学的整合对教学思想、教学理念、教学模式甚至对教学体制都将会产生深远的影响。作者简介 李友兴，男，中学一级教师，浙江师范大学附属中学教科研处研究员。参考文献：1 张建伟，陈琦.从认知主义到建构主义.北京师范大学学报，1996（4）：752 何克抗.建构主义革新传统教学的理论基础，中小学信息技术教育师制培训教材. 北京师范大学出版社，1998.145163 3 RM加涅，LJ布里格斯，WW韦杰著，皮连生等译.教学设计原理.上海：华东师范大学出版社，1999.36 4 章剑卫等. 信息技术与课程整合的研究与实践.中国电化教育，2001（8）：36 5 陈越.
22、 信息技术与研究性课程整合的实践.人民教育，2001（8）：54 6 上海第60中学.建设研究型课程学习支持网的探索.上海教育，2001（7）：28 7崔晓燕等.网络课件的设计. 中国远程教育，2001（7）：46 8李子运等.信息技术与课堂教学的整合.中国远程教育，2001（5）：61Editors note: Judson Jones is a meteorologist, journalist and photographer. He has freelanced with CNN for four years, covering severe weather from tornadoe
23、s to typhoons. Follow him on Twitter: jnjonesjr (CNN) - I will always wonder what it was like to huddle around a shortwave radio and through the crackling static from space hear the faint beeps of the worlds first satellite - Sputnik. I also missed watching Neil Armstrong step foot on the moon and t
24、he first space shuttle take off for the stars. Those events were way before my time.As a kid, I was fascinated with what goes on in the sky, and when NASA pulled the plug on the shuttle program I was heartbroken. Yet the privatized space race has renewed my childhood dreams to reach for the stars.As
25、 a meteorologist, Ive still seen many important weather and space events, but right now, if you were sitting next to me, youd hear my foot tapping rapidly under my desk. Im anxious for the next one: a space capsule hanging from a crane in the New Mexico desert.Its like the set for a George Lucas mov
26、ie floating to the edge of space.You and I will have the chance to watch a man take a leap into an unimaginable free fall from the edge of space - live.The (lack of) air up there Watch man jump from 96,000 feet Tuesday, I sat at work glued to the live stream of the Red Bull Stratos Mission. I watche
27、d the balloons positioned at different altitudes in the sky to test the winds, knowing that if they would just line up in a vertical straight line we would be go for launch.I feel this mission was created for me because I am also a journalist and a photographer, but above all I live for taking a lea
28、p of faith - the feeling of pushing the envelope into uncharted territory.The guy who is going to do this, Felix Baumgartner, must have that same feeling, at a level I will never reach. However, it did not stop me from feeling his pain when a gust of swirling wind kicked up and twisted the partially
29、 filled balloon that would take him to the upper end of our atmosphere. As soon as the 40-acre balloon, with skin no thicker than a dry cleaning bag, scraped the ground I knew it was over.How claustrophobia almost grounded supersonic skydiverWith each twist, you could see the wrinkles of disappointm
30、ent on the face of the current record holder and capcom (capsule communications), Col. Joe Kittinger. He hung his head low in mission control as he told Baumgartner the disappointing news: Mission aborted.The supersonic descent could happen as early as Sunday.The weather plays an important role in t
31、his mission. Starting at the ground, conditions have to be very calm - winds less than 2 mph, with no precipitation or humidity and limited cloud cover. The balloon, with capsule attached, will move through the lower level of the atmosphere (the troposphere) where our day-to-day weather lives. It wi
32、ll climb higher than the tip of Mount Everest (5.5 miles/8.85 kilometers), drifting even higher than the cruising altitude of commercial airliners (5.6 miles/9.17 kilometers) and into the stratosphere. As he crosses the boundary layer (called the tropopause), he can expect a lot of turbulence.The ba
33、lloon will slowly drift to the edge of space at 120,000 feet (22.7 miles/36.53 kilometers). Here, Fearless Felix will unclip. He will roll back the door.Then, I would assume, he will slowly step out onto something resembling an Olympic diving platform.Below, the Earth becomes the concrete bottom of
34、a swimming pool that he wants to land on, but not too hard. Still, hell be traveling fast, so despite the distance, it will not be like diving into the deep end of a pool. It will be like he is diving into the shallow end.Skydiver preps for the big jumpWhen he jumps, he is expected to reach the spee
35、d of sound - 690 mph (1,110 kph) - in less than 40 seconds. Like hitting the top of the water, he will begin to slow as he approaches the more dense air closer to Earth. But this will not be enough to stop him completely.If he goes too fast or spins out of control, he has a stabilization parachute t
36、hat can be deployed to slow him down. His team hopes its not needed. Instead, he plans to deploy his 270-square-foot (25-square-meter) main chute at an altitude of around 5,000 feet (1,524 meters).In order to deploy this chute successfully, he will have to slow to 172 mph (277 kph). He will have a r
37、eserve parachute that will open automatically if he loses consciousness at mach speeds.Even if everything goes as planned, it wont. Baumgartner still will free fall at a speed that would cause you and me to pass out, and no parachute is guaranteed to work higher than 25,000 feet (7,620 meters).It mi
38、ght not be the moon, but Kittinger free fell from 102,800 feet in 1960 - at the dawn of an infamous space race that captured the hearts of many. Baumgartner will attempt to break that record, a feat that boggles the mind. This is one of those monumental moments I will always remember, because there is no way Id miss this.13