信息技術(shù)大學(xué)物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)

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［摘要］針對(duì)全面深化課程改革中提出的發(fā)展學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)，提出通過信息技術(shù)結(jié)合物理教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要方法之一。通過國(guó)內(nèi)外背景概述，探究信息技術(shù)結(jié)合大學(xué)物理教學(xué)方法對(duì)培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的意義，最后通過大學(xué)物理機(jī)械波概念的教學(xué)實(shí)例，實(shí)現(xiàn)了通過信息技術(shù)培養(yǎng)大學(xué)物理學(xué)科核心素養(yǎng)。希望能為物理教學(xué)提供新思路，為以后探究性、創(chuàng)新性教學(xué)的開展提供借鑒。

［關(guān)鍵詞］信息技術(shù)；物理核心素養(yǎng)；大學(xué)物理教學(xué)

21世紀(jì)以來，隨著信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)代化信息技術(shù)正深刻改變著教學(xué)方法。正如所言，信息技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該推動(dòng)教育變革和創(chuàng)新，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、個(gè)性化、終身化的教育體系。將信息技術(shù)引入物理教學(xué)課堂，優(yōu)化教學(xué)方法，豐富教學(xué)內(nèi)容，使信息技術(shù)成為培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的一大助力，推動(dòng)創(chuàng)新精神落地生根。核心素養(yǎng)是我國(guó)提出的新型人才培育目標(biāo)，在知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)批判精神、決策能力、解決問題能力等。在信息爆炸時(shí)代背景下，信息技術(shù)在大學(xué)物理課堂教學(xué)中應(yīng)用廣泛，如何通過信息技術(shù)結(jié)合物理教學(xué)提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)成為新時(shí)期背景下的一大課題。本文結(jié)合自身物理教學(xué)感悟，探討如何利用信息技術(shù)結(jié)合物理教學(xué)培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)。

一、背景概述

（一）信息技術(shù)在教學(xué)中的探索

國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家由于信息技術(shù)發(fā)展較快，較早地意識(shí)到信息技術(shù)在教學(xué)中的重要作用。事實(shí)證明，信息技術(shù)可以豐富課堂的教學(xué)方式。美國(guó)是最早將信息技術(shù)與教學(xué)相融合的國(guó)家，早在1989年，美國(guó)科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)首次提出將信息技術(shù)融入課程的思想。1997年，美國(guó)前總統(tǒng)克林頓提出，到2000年應(yīng)實(shí)現(xiàn)所有教師通過信息技術(shù)教學(xué)培訓(xùn)，所有學(xué)校都要實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與日常教學(xué)的整合[1]。1999年，英國(guó)政府意識(shí)到信息教育的重要性，信息與通訊技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)，要求開設(shè)“信息與通訊技術(shù)課程”（ICT課程）作為英國(guó)中小學(xué)生的必修課程之一[2]。我國(guó)在信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合這一方面起步較晚，但發(fā)展較快。2001年，教育部頒布《基礎(chǔ)教育課程改革綱要》，標(biāo)志著信息技術(shù)教育正式登上教育的平臺(tái)，明確指出應(yīng)該充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，大力推進(jìn)信息技術(shù)在各學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用。自此以后，各個(gè)學(xué)科都進(jìn)行著信息技術(shù)與不同學(xué)科融合的摸索，物理學(xué)科尤其受益匪淺。隨著“三通兩平臺(tái)”工作扎實(shí)推進(jìn)，信息技術(shù)已經(jīng)漸漸融入課堂，變抽象為具體，化無形為有形，讓物理教學(xué)更加生動(dòng)精彩。

（二）國(guó)內(nèi)外物理核心素養(yǎng)研究現(xiàn)狀

早在1997年，經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織就提出核心素養(yǎng)概念，將培養(yǎng)核心素養(yǎng)視為基礎(chǔ)教育的DNA、人才培養(yǎng)的指針。多年來，歐盟、美國(guó)、日本等從未停止對(duì)教學(xué)中培養(yǎng)核心素養(yǎng)的研究，雖然不同國(guó)家提出的核心素養(yǎng)內(nèi)容有所不同，但也有其相通之處。2005年，歐盟明確指出終身學(xué)習(xí)的八大核心素養(yǎng)[3]，每一個(gè)核心素養(yǎng)包括知識(shí)、技能和態(tài)度三大維度，同時(shí)提出批判性思維、創(chuàng)造力等是貫穿八大素養(yǎng)中的共同能力。美國(guó)在2001年提出《21世紀(jì)素養(yǎng)框架》，明確生活與職業(yè)技能、學(xué)習(xí)與創(chuàng)新技能及信息、媒體與技術(shù)技能是新時(shí)期學(xué)生應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)的三項(xiàng)技能，其中又包括批判性思維、交流與合作等若干素質(zhì)要求[4]。2013年，日本國(guó)立教育政策研究所《培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)變化的素質(zhì)與能力的教育課程編制的基本原理》[5]提出立足本國(guó)、面向國(guó)際的核心素養(yǎng)框架，即21世紀(jì)能力，其中包括實(shí)踐力、思考力及基礎(chǔ)力的培養(yǎng)。2014年，教育部《關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》，提出學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系，后經(jīng)過研究確定六大學(xué)生核心素養(yǎng)，具體可細(xì)分為18個(gè)基本要點(diǎn)[6]。關(guān)于學(xué)科素養(yǎng)的研究，基于物理學(xué)科的特點(diǎn)，提出物理核心素養(yǎng)，由“物理觀念”“科學(xué)思維”“實(shí)驗(yàn)探究”及“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四大維度構(gòu)成，詳細(xì)地說明了新時(shí)期物理教學(xué)目標(biāo)。

二、信息技術(shù)融入大學(xué)物理教學(xué)，讓核心素養(yǎng)落地

（一）大學(xué)物理教學(xué)特點(diǎn)

大學(xué)物理一直以來是大學(xué)教學(xué)中的一塊“硬骨頭”，大學(xué)物理要求的較強(qiáng)邏輯思維能力、實(shí)踐操作能力和分析推理能力給物理教師的教學(xué)帶來了一定的挑戰(zhàn)。大學(xué)物理的教學(xué)目的在于訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力等，并教會(huì)他們觀察生活中的物理現(xiàn)象，通過現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)其背后所蘊(yùn)含的物理知識(shí)。雖然較其他學(xué)科而言顯得晦澀難懂，但卻是一門對(duì)學(xué)生意義重大的學(xué)科。信息技術(shù)在物理學(xué)中的應(yīng)用開拓了物理教學(xué)方法，給物理教學(xué)提供了新思路，另辟了一條新途徑。結(jié)合信息技術(shù)，更好地從“物理觀念”“科學(xué)思維”“實(shí)驗(yàn)探究”及“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)方面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和動(dòng)手實(shí)踐能力，為學(xué)生今后踏入社會(huì)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）信息技術(shù)在培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的意義

將信息技術(shù)與物理教學(xué)相結(jié)合，不僅僅是將多媒體技術(shù)作為教學(xué)輔助的工具，而更應(yīng)該是通過信息技術(shù)這一平臺(tái)，突破傳統(tǒng)教學(xué)中的難點(diǎn)，突出重點(diǎn)，拓展教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)高效課堂，信息技術(shù)是培養(yǎng)大學(xué)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要載體。接下來，從物理核心素養(yǎng)中提出的培養(yǎng)學(xué)生“物理觀念”“科學(xué)思維”“實(shí)驗(yàn)探究”及“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四方面具體闡述信息技術(shù)融入大學(xué)物理教學(xué)對(duì)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要意義。在物理觀念的培養(yǎng)上，核心概念是物理知識(shí)領(lǐng)域的中心，教師希望能通過生動(dòng)形象的物理教學(xué)將這些概念性知識(shí)傳達(dá)給學(xué)生，使學(xué)生能夠掌握物理學(xué)的基本觀念及思想，并能運(yùn)用物理知識(shí)解釋自然現(xiàn)象和生活問題。但這些在傳統(tǒng)教學(xué)中時(shí)常出現(xiàn)講解過于抽象導(dǎo)致學(xué)生無法深刻理解的情況，但通過多媒體教學(xué)可以充分展示傳統(tǒng)教學(xué)中無法展示的現(xiàn)象和規(guī)律，豐富物理課堂的同時(shí)也加深了學(xué)生的理解?？茖W(xué)思維是指從物理的角度詮釋客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，在傳統(tǒng)教學(xué)中，紙質(zhì)化的教學(xué)、抽象化的講解，使學(xué)生的理解停留于表面，重結(jié)果而忽視過程。而信息技術(shù)在物理教學(xué)中的應(yīng)用使這一方面有所突破，使得紙質(zhì)化的文字變得生動(dòng)形象。科學(xué)探究是學(xué)習(xí)物理科學(xué)的主要研究方法，有助于培養(yǎng)學(xué)生綜合科學(xué)能力及科學(xué)素養(yǎng)。倡導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式教學(xué)，摒棄喂養(yǎng)式教學(xué)，科學(xué)探究精神是培養(yǎng)創(chuàng)新精神的基礎(chǔ)。應(yīng)用信息技術(shù)結(jié)合物理教學(xué)，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的探究精神，利用多媒體技術(shù)演示在現(xiàn)實(shí)條件下難以完成的實(shí)驗(yàn)，揭示物理規(guī)律，幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)過程，信息技術(shù)可以提供虛擬探究環(huán)境，給學(xué)生模擬一個(gè)真實(shí)且安全的探究環(huán)境。培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是物理教學(xué)的目標(biāo)，物理教學(xué)培養(yǎng)的是學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，是敢于大膽質(zhì)疑、小心求證的科學(xué)態(tài)度，更是了解科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)環(huán)境后產(chǎn)生的社會(huì)責(zé)任感，用正確的科學(xué)觀和價(jià)值觀服務(wù)社會(huì)。通過信息技術(shù)融入物理教學(xué)，給學(xué)生提供一個(gè)開放式、多元化的學(xué)習(xí)環(huán)境，有利于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力，鍛煉批判性和創(chuàng)造性思維，將學(xué)生塑造成具有質(zhì)疑能力、探究能力、較好的科學(xué)素養(yǎng)及創(chuàng)新精神符合新時(shí)代要求的新型人才。

三、基于信息技術(shù)培養(yǎng)核心素養(yǎng)物理教學(xué)實(shí)例探究

本文以機(jī)械振動(dòng)中機(jī)械波教學(xué)為例，展示如何將信息技術(shù)融入物理教學(xué)中，促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解，激活學(xué)生的思維活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。機(jī)械波概念教學(xué)設(shè)計(jì)：1.教學(xué)要求物理觀念：掌握機(jī)械波的形成過程；知道機(jī)械波的特點(diǎn)和種類；知道機(jī)械波的概念?？茖W(xué)探究：從日常生活中的典型案例展示切入，通過觀察分析，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)觀察和思考能力，敢于表達(dá)自己的觀點(diǎn)以及信息收集處理能力。2.教學(xué)重點(diǎn)：機(jī)械波的概念。3.教學(xué)難點(diǎn)：機(jī)械波形成的原因。4.教學(xué)方法：案例分析法，任務(wù)驅(qū)動(dòng)法等。5.教學(xué)內(nèi)容與進(jìn)程（見下表）。

四、總結(jié)

一個(gè)優(yōu)秀的教師在于激活學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探索知識(shí)的能力，同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛力。信息時(shí)代的到來、信息技術(shù)的快速發(fā)展，給傳統(tǒng)教學(xué)迎來了新的生機(jī)，信息技術(shù)連接學(xué)生的感性世界與理性世界。通過多媒體教學(xué)，拓寬學(xué)生的視野寬度，提升學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新意識(shí)、解決問題能力。核心素養(yǎng)是新時(shí)代背景下對(duì)人才的新要求，也是教師培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)。作為物理教師，只有將培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)作為教學(xué)宗旨，通過信息技術(shù)融入物理課堂的教學(xué)手段，才能培養(yǎng)出實(shí)事求是、有責(zé)任、有擔(dān)當(dāng)?shù)膭?chuàng)新型人才。

作者:林娟穎 林慶河 單位:福建船政交通職業(yè)學(xué)院 福建連江黃如論中學(xué)