導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇物理研究性學習材料，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

    地理科學的學科研究對象和研究任務(wù)決定了地理科學的學科特點，地理學科不僅知識性很強，而且地理知識與社會、人文聯(lián)系特別的緊密，即地理學科具有很強的實踐性，地理學科的實踐性突出體現(xiàn)在學生必須通過親身實踐才能正確的認識人類賴以生存和發(fā)展的地理環(huán)境及其人地關(guān)系。同時地理知識具有廣泛性、綜合性和區(qū)域性特征，這就要求地理教學結(jié)構(gòu)與形式向靈活性和多樣性發(fā)展，教學方法向有利于培養(yǎng)學生實踐能力與有利于培養(yǎng)學生智力的方向變化，所以調(diào)動全體學生的積極性，人人參與動手實踐是地理教學的需要，是達到教學目標的重要手段。地理科學的學科特點決定了地理教學需要一種能使學生跟社會實踐相結(jié)合的全新的教學方式——研究性學習。通過對地理學科特點和研究性學習的分析，我們看到地理教學中所需要的正是研究性學習所能夠提供的效果。很多地理知識只有在實踐中才能更好的把握和學習。地理學的很多知識就是社會客觀現(xiàn)實，是客觀存在的具體的事物，如果能在實踐中進行學習，效果會更佳，研究性學習就是這樣的一種學習過程和方法。那么地理學科綜合能力的培養(yǎng)與研究性學習有何關(guān)系呢？

    一、地理研究性學習是地理學科綜合能力的運用

    1．搜集整理地理信息的能力。在地理研究性學習中，學生要獨立自主地去研究課題，幾乎沒有或很少有現(xiàn)成的資料，學生會根據(jù)需要接觸各種信啟、資料，從中去查詢自己所需數(shù)據(jù)、事實和實例等。各類信息有著各自不同的特點面對眾多的信息，如何篩選整理取決于學生搜集、整理地理信息的能力。

    2．語言表達能力。語言是人類所特有的用來表達意思、交流思想的工具。語言表達能力是地理思維能力發(fā)展水平的重要標志。在研究性學習中，學生要經(jīng)常向別人表達自己的觀點和想法：探討或征詢與研究性課題有關(guān)的問題。如何恰到好處地表達清楚自己的思想、語言表達能力就尤為重要。

    3．讀圖和圖文轉(zhuǎn)換能力。地圖是地理知識的載體，具有直觀、簡潔的特點，是地理學科的第二語言和重要工具。在地理研究性學習中，學生要用到各種地圖，如何將圖中的知識和各種信息提取、深入挖掘和靈活運用，完全由學生的讀圖能力決定。在讀懂圖的基礎(chǔ)上還需要具有將圖中的圖形符號轉(zhuǎn)變?yōu)槲淖直硎龅哪芰?，也就是圖文轉(zhuǎn)換能力。如對柱狀圖、地形圖、農(nóng)業(yè)分布圖、礦產(chǎn)資源分布圖等的讀取圖文轉(zhuǎn)換。

    4．地理空間想象能力。當今世界，經(jīng)濟高速發(fā)展，區(qū)域交往與聯(lián)系日益密切。有關(guān)區(qū)位的問題已引起世人的關(guān)注，此類課題也是地理研究性學習中經(jīng)常涉及的問題。如工業(yè)區(qū)位的選擇、農(nóng)業(yè)的區(qū)位因素、商品產(chǎn)地與運輸和銷售市場之間的區(qū)域聯(lián)系等，所有這些都具有鮮明的空間特征。開展這些課題的研究，學生必需具有一定的空間想象力。

    5．理論聯(lián)系實際的能力。學習地理知識的目的重在應(yīng)用，研究性學習就是一改以往“讀死書、死讀書”的誤區(qū)，突出地理知識的實用性。在研究性學習中，需要學生學以致用，具有理論聯(lián)系實際的能力。如應(yīng)用農(nóng)業(yè)區(qū)位理論，調(diào)查研究當?shù)匕l(fā)展某種種植業(yè)的區(qū)位因素；應(yīng)用城市區(qū)位理論，實地考察、分析形成的區(qū)位因素等。

    6．團結(jié)協(xié)作的能力。學生實踐活動多是以小組或集體的形式進行，人際交往面大大增加，團結(jié)協(xié)作的機會也遠大于平時。即使是個人活動也離不開與他人的交流、互相幫助。共同合作，從這一點來看，研究成果應(yīng)說是大家團結(jié)協(xié)作的結(jié)晶。

    7．分析問題解決問題的能力。開展研究性學習，學生需要具有一定的分析問題解決問題的能力。通過具體分析把地理事物分解成各部分和各組成要素，然后再運用比較、歸納、綜合等能力，把各部分和各要素連接成一個整體，從中考察各部分、各要素間的聯(lián)系進而揭示事物的內(nèi)在聯(lián)系，把握事物的本質(zhì)和規(guī)律，使研究性學習的最終目標得以實現(xiàn)。  

   二、地理研究性學習是培養(yǎng)地理學科綜合能力的重要途徑

    1. 發(fā)揮地理與其他學科的聯(lián)系功能，有利于培養(yǎng)綜合感知能力

    學習是從感性知識開始的，在學習過程中提供必要的感知材料有助于學生進一步理解事物的本質(zhì)和規(guī)律。為在教學中提供更加豐富、更加真實的感知材料，教師應(yīng)從學生熟悉的日常生活和常見的自然現(xiàn)象入手。如講述大氣的熱力作用這一抽象的物理過程時，可從夏季白天多云氣溫不會太高，引出云層對太陽輻射的反射作用；從睛朗的天空呈現(xiàn)蔚藍色，引出大氣對太陽輻射的散射作用；從學生都很熟悉的大棚蔬菜的種植，引伸到大氣的溫室效應(yīng)等等，并密切聯(lián)系初中物理講過的熱對流的條件、熱輻射的原理、水的三態(tài)變化等知識，從多方面來幫助學生加深認識。為了讓學生正確地感知月相的變化，在教學中我注意運用多種媒體，同時將我國古代優(yōu)美的詩詞引入其中，調(diào)動學生多種感官參加活動。

    2.發(fā)揮地理與其他學科的聯(lián)系功能，有利于培養(yǎng)綜合理解能力

    在感知的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對學習材料的理解是學生認識活動的中心環(huán)節(jié)。理解的過程是一個借助思維使知識不斷“內(nèi)化”的過程。這就需要通過對感知材料的分析、綜合、比較、抽象和概括，以實現(xiàn)知識質(zhì)的飛躍。教學中，教師應(yīng)特別注意從多方面引導(dǎo)學生加寬、加深對學習材料的理解。

篇2

研究性學習是學生在教師指導(dǎo)下，從自然、社會和生活中選擇和確定專題進行研究，并在研究過程中主動地獲取

知識、應(yīng)用知識、解決問題的學習活動［1］。

一、如何理解“研究性學習”

“研究性學習”有廣義和狹義的兩種理解。廣義的理解泛指學生探究問題的學習。狹義的理解是指學生在教師指

導(dǎo)下，從自然、社會和生活中選擇和確定專題進行研究，并在研究過程中主動地獲取知識、應(yīng)用知識、解決問題的學習活動。

在當今國際科學教育改革的熱潮中，探究是出現(xiàn)頻率最高的幾個關(guān)鍵詞之一。科學探究指的是科學家用來研究自然界并根據(jù)研究所獲事實證據(jù)做出解釋的各種方式［2］?？茖W探究也指學生構(gòu)建知識、形成科學觀念、領(lǐng)悟科學研究方法的各種活動。之所以這樣表述，是由于學生的科學探究式學習活動在本質(zhì)上與科學家的科學探究活動有很多相似之處，因此學生應(yīng)像“小科學家”一樣，以小主人公的身份發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，并在探究過程中獲取知識、發(fā)展技能、培養(yǎng)能力，特別是培養(yǎng)創(chuàng)造能力，發(fā)展自己的個性。因此教師應(yīng)該用探究的方式展現(xiàn)科學知識，學生也應(yīng)該用探究的方式學習科學內(nèi)容。從基本理念的角度分析，“研究性學習”的核心就是學生自主探究與合作學習，它與“探究性學習”并沒有實質(zhì)上的差異［3］。

二、如何進行研究性學習

我們今天倡導(dǎo)的“研究性學習”不僅僅是轉(zhuǎn)變學習方式，更是主張把學習內(nèi)容與學生的整個社會生活聯(lián)系起來，

通過轉(zhuǎn)變學習方式以促進每一個學生的全面發(fā)展。它尊重每一個學生的獨特個性和具體生活，為每一個學生的充分發(fā)展創(chuàng)造空間。

研究性學習的實施一般分為三個階段：問題情景階段、實踐體驗階段和表達交流階段。在學習的過程中，這三個階段常常相互交叉、相互推進。

研究性學習課題應(yīng)具有專題性、開放性、綜合性、實踐性、創(chuàng)造性和學生自主性及可操作性等特點［4］。

尋找和確定研究性學習的課題就是選題，確立研究性學習的主題。選題的過程，就是培養(yǎng)學生學會發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的過程。而強化學生的問題意識，正是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神的起點。

（一）“課題”是由“問題”而來。

“問題”無所不在，無時不有。如何才能做到發(fā)現(xiàn)問題和提出問題？善于觀察和勤于思考是基本途徑：隨時記錄自己不能回答的問題；堅持不懈地提出問題；學會由一個主題出發(fā)，提出各種問題。但發(fā)現(xiàn)問題并不是件容易的事，很多時候，問題是隱藏在事物的表面現(xiàn)象之后的，因此，在觀察各種現(xiàn)象時，我們要特別關(guān)注一些有價值的現(xiàn)象。

研究性學習課題產(chǎn)生的渠道是多方面的，主要有以下幾個方面：專家講座、科學前沿引發(fā)問題；已有的文獻、資料引發(fā)問題；從學科學習中找問題；從日常生活中發(fā)現(xiàn)問題；在社會實踐中發(fā)現(xiàn)問題，如社會熱門話題、參考教師提供的課題。

（二）從“問題”中篩選“課題”。

問題的提出有不同的角度，但并不是所有的問題對所有的人都能成為一個研究題目。

1.學會將問題進行歸納分類。

（1）從回答問題的要求劃分：“是什么”的問題、“為什么”的問題、“怎么辦”或“如何做”的問題；

（2）從回答問題的方式分類：讀書報告類、參觀調(diào)查類、實驗研究類、設(shè)計制作類、觀察記錄類等。

同一個事物或現(xiàn)象，可以有不同層次的研究問題。我們可以根據(jù)現(xiàn)有的基礎(chǔ)知識、資料的來源、查閱資料的能力、實驗條件，以及教師的指導(dǎo)程度等來決定將選擇什么樣的問題作為研究課題。

2.“問題”與“課題”的關(guān)系。

“問題”與“課題”之間有著密切的聯(lián)系，但也有區(qū)別。簡而言之，課題是值得研究的問題，即有一定的研究價值，能回答和解釋某種現(xiàn)象的問題，符合學生知識能力水平及教師的指導(dǎo)能力，對學生有教育意義。一般來說，能夠成為課題的問題具有如下特點：問題比較明確，而不是含糊不清；問題涉及多個變量，而不是單一變量；問題的提出有一定基礎(chǔ)，而不是虛無的；問題具有通過實際研究解決的可能性。

（三）在選題階段教師應(yīng)該做什么。

1.注意學生在“選題”中容易出現(xiàn)的問題，如提不出課題；課題提出的依據(jù)不足；課題太大、太空；課題太難，不切實際。

2.針對學生的困難提供有效的幫助，啟發(fā)引導(dǎo)學生學會發(fā)現(xiàn)問題。

學生一開始大多不知道從哪里發(fā)現(xiàn)和尋找課題，教師可以從多方面啟發(fā)學生，利用一切機會引導(dǎo)學生注意周圍的事物和現(xiàn)象，讓學生養(yǎng)成細觀察、勤思考、善提問的良好習慣。

3.為學生創(chuàng)設(shè)一定的問題情境。

創(chuàng)設(shè)問題情境，是指教師精心設(shè)計一定的客觀條件如提供學習材料、啟迪實踐活動、解決問題方法等，使學生面臨某個迫切需要解決的問題，激發(fā)學生疑惑、驚詫的情感，進而產(chǎn)生一種探究的愿望。問題的提出可根據(jù)內(nèi)容和學生的實際，采取不同方式，如教師可以用設(shè)問的方式引入、從演示實驗中提出、從各種圖表中提出、用生動有趣的故事引入、從日常生活中需要解釋的現(xiàn)象導(dǎo)入、從與知識實際應(yīng)用相關(guān)的問題提出等。問題情境的創(chuàng)設(shè)可運用于每一個教學環(huán)節(jié)，貫穿在整個教學過程中，如教師在講授新課之前，提出一些問題，揭示矛盾，導(dǎo)入新課，也可以在學生學習完部分內(nèi)容之后，創(chuàng)設(shè)問題情境，使知識得到擴展和延伸。

4.指導(dǎo)學生對選題作出價值判斷。

教師要引導(dǎo)學生從課題研究的價值、意義、完成課題研究的條件和可能性等方面對所選課題進行評估，幫助學生選題和立題。

三、教師如何認識研究性學習

研究性學習的改革指向是雙重的，除了改變學生的學習方式外，還要求改變教師的教學方式。

（一）轉(zhuǎn)變觀念，提高素質(zhì)。

研究性學習的組織和實施，教師的素質(zhì)、態(tài)度、適應(yīng)性是關(guān)鍵［6］。

1.轉(zhuǎn)變教育觀念：教師要樹立以學生為主體的教育思想。

2.先進的教育理念：教師要鼓勵創(chuàng)新和實踐，學會欣賞學生。

3.角色的轉(zhuǎn)換：教師是研究性學習的參與者、組織者、合作者、指導(dǎo)者、服務(wù)者、促進者、鑒賞者、研究者，以及校內(nèi)外教育教學資源的開拓者，而不是研究性學習的主宰者。

4.知識和能力：教師要有合理的知識結(jié)構(gòu)（物理學科知識、學科前沿動向、教育教學理念、常用的信息技術(shù)、科研知識、學生心理知識），并有快速獲取和接受新知識的能力、較強的科研能力，以及高超的教學技能。

（二）中學物理課堂教學中的研究性學習與教師的作用。

課堂教學是教與學雙邊活動的主要場所。但在教學實踐中，教師往往按照自己長期積累形成的教學經(jīng)驗，較多地關(guān)注學生對教師自身教法的適應(yīng)，而很少調(diào)整自己的教學策略去適應(yīng)學生的學法［7］。研究性學習的提出是為了改革課堂教學中不適應(yīng)新形勢的弊端，讓學生模擬科學研究的過程，從選擇方案、研究過程和開發(fā)利用資源，到探索研究結(jié)論，都由學生自主操作，教師更多的是活動的共同行動者與合作者。

不同的學生必定有不同的學習基礎(chǔ)和學習策略。針對不同的學生設(shè)計不同的教學策略，才能體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用。教師可以在教學內(nèi)容中選擇適合學生自己閱讀的部分，讓學生自學，也可以在學習內(nèi)容的縱橫方向上，為學生提供命題或材料，讓學生自己查找補充材料，自己進行歸納、綜合、對比等。在完成若干內(nèi)容后，讓學生回顧現(xiàn)在的學習策略與過去的不同之處，并對哪些是適合自己的學習策略、哪些是不太適合自己的學習策略，以及如何正確使用學習策略等產(chǎn)生自覺的認識。

學生是教學過程中的主體，教學活動只有通過學生自己的學習活動才能實現(xiàn)，因此課堂教學需要民主、平等的氣氛。教師在教學過程中，應(yīng)該擺脫傳統(tǒng)教學角色的限定，超越“你”與“我”而成為“我們”，使教學過程具有生命的活力。

教師在教學過程中應(yīng)該創(chuàng)造一種能充分發(fā)揮學生的主體性和自主性的條件和環(huán)境，設(shè)法調(diào)動學生學習的主動參與性，激活學生的經(jīng)驗儲蓄和知識儲蓄，發(fā)散學生的思維，讓學生對自己的學習有所反省、有所總結(jié)，對學習產(chǎn)生“元認知”，在教師幫助下進行自我構(gòu)建。

中學物理課堂教育中的研究性學習，由于學習內(nèi)容的多樣性和綜合性、學習方式的主動性和獨立性、學習過程的開放性和民主性，需要廣大教師加倍關(guān)注學生思維能力的培養(yǎng)。學生是否掌握某個具體知識并不最重要，關(guān)鍵是能否對所學知識有所選擇、判斷、解釋、運用，從而有所發(fā)展、有所創(chuàng)造。也就是說，研究性學習的過程本身就是它所追求的結(jié)果，學生通過問題來探究與社會、生活和生產(chǎn)密切相關(guān)的各種現(xiàn)象，并在這一過程中學習如何與人交往、合作。

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部編制.普通高中“研究性學習”實施指南（試行）.2000.

［2］美國國家科學院編寫.中國科協(xié)信息中心譯.《美國國家科學教育標準》簡介［J］.小學自然教學，2000，（12）：34.

［3］鐘啟泉等.基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）解讀.華東師范大學出版社，2001.

［4］胡永生.中學生研究性學習的方法與范例.上海交通大學出版社，2001.

篇3

究過程

在高中數(shù)學研究性學習中，選擇研究課題時，教師應(yīng)注意社會性與實踐性原則.社會性原則即重視數(shù)學和社會生活之間的關(guān)系.在數(shù)學教學中，研究性學習的目的是讓學生學會綜合運用所學知識去自主發(fā)現(xiàn)生活中的數(shù)學問題，并自主分析與解決問題.所以，在選擇研究性課題時，教師應(yīng)盡量選擇貼近生活實際，貼近社會生產(chǎn)與發(fā)展的問題，讓學生在探究過程中認識到數(shù)學知識的實用性，學會創(chuàng)造學習.實踐性原則即讓學生參與調(diào)查實踐活動，學會收集與整理信息，分析驗證與表述結(jié)論，從而得到探究與實踐體驗，學會自學質(zhì)疑，動手動腦，培養(yǎng)創(chuàng)新與創(chuàng)造意識.

例如，在講“正余弦定理”后，教師可依照教材和活動設(shè)計研究方案，要求學生圍繞“正、余弦定理在日常生活中的應(yīng)用”的課題進行研究性學習.（1）研究目標：①收集當?shù)馗呓ㄖ?、橋或河的名字、建成時間、位置與應(yīng)用現(xiàn)狀.②調(diào)查高建筑物與橋的狀況，認識它們在當?shù)厝诵闹械奈恢眉白饔?③前往測量高建筑、橋、河的路線.（2）研究內(nèi)容：①當?shù)赜心男└呓ㄖ?，其所處位置、名字、建成時間與應(yīng)用狀況；②當?shù)赜心男┲匾恿髋c橋，其名字、位置與建成時間；使用有關(guān)測量儀器，獲得代表性建筑物高、河寬與橋?qū)?③讓學生了解當?shù)匕l(fā)展歷史.同時，教師需要依照研究主題，為學生提供相關(guān)的資源，如有關(guān)測量儀器；學校實驗室、電腦室、圖書館；規(guī)劃局、國土局、當?shù)亟值擂k的聯(lián)系人及其電話；評價量規(guī)等，并適時指導(dǎo)，讓學生完成研究性學習任務(wù).

二、把握問題性與適應(yīng)性原則，拓展延伸知識，加深知

識理解

在高中數(shù)學研究性學習中，所選課題并非是學生未接觸的、未學習的內(nèi)容，而是需要研究與學習的問題，以深入了解所學知識的背景，利用已學數(shù)學知識或構(gòu)建數(shù)學模型等分析與解決問題，這是問題性原則的要求.教師還要注意課題的適應(yīng)性原則.在研究性學習中，其主體是學生，因而課題應(yīng)符合學生認知水平，難度適中，讓學生聯(lián)系所學知識，并深入研究問題、解決問題，從而讓學生理解與應(yīng)用所學知識，把握科學研究方法.

例如，教師可立足教材，充分發(fā)掘教材研究資源，選擇適宜的課題：（1）求函數(shù)的最小正周期、單調(diào)區(qū)間、值域等問題時，常常希望將自變量在一個地方出現(xiàn)，因此變量集中的原則為我們提供了解題方向，請試著研究所有與變量集中原則相關(guān)的類型；（2）在數(shù)學學習中，數(shù)形結(jié)合是重要的思想與方法，但是單位圓中的三角函數(shù)線則被人們所忽視，請試著探求三角函數(shù)線在解決三角問題中的數(shù)形結(jié)合功能；（3）運用變化觀點分析數(shù)學問題，則會發(fā)現(xiàn)問題的實質(zhì)與問題的聯(lián)系，請通過收集與整理這方面的材料進行綜合研究；（4）研究絕對值不等式和物理模擬法；等等.這些研究性問題既立足教材，又超越教材，是教材知識的拓展與延伸，符合學生已有認知結(jié)構(gòu)，有助于學生理解所學知識，可培養(yǎng)學生的自學與探究意識，提高學生的學習能力.

三、抓住探究性與開放性原則，拓寬教學空間，彰顯學生

個性

篇4

《高中物理新課程標準》在課程實施上注重自主學習，提倡教學方式多樣化.高中物理課程應(yīng)促進學生自主學習，讓學生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考.通過多樣化的教學方式，幫助學生學習物理知識與技能，培養(yǎng)其科學探究能力，使其逐步形成科學態(tài)度與科學精神.

如何在高中物理課堂教學中開展研究性學習，從根本上改變學生學習態(tài)度和學習方式，更好地培養(yǎng)高中學生的探究能力和創(chuàng)新精神，這是一個現(xiàn)實而又具體的問題.通過教研交流，在聽課活動中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的高中課堂教學活動，還是傳統(tǒng)的教學方法占主導(dǎo)地位.教師一言堂的現(xiàn)象還是普遍存在，新課程理念還是以口號的形式呈現(xiàn)，沒有得到很好的落實，甚至在心理上還存在抵觸情緒，在實際教學中不敢放手學生，不相信學生潛在的學習能力.

為此，要能動搖教師的這一思想，關(guān)鍵的是要樹立典型，讓教師把在課堂教學中落實新課程理念的想法和做法不要理想化、條件化，不要認為這些都是發(fā)達地區(qū)才能做的事情；讓他們把眼光收回來，看看我們身邊，就我們的現(xiàn)有教學環(huán)境，教學條件下同樣可以在課堂教學中落實新課程理念，讓學生體驗學習的快樂和幸福.

為了達到這一目標，我從我的課堂進行改革，借助2011年畢節(jié)市“六個三工程”立項課題《高中物理教學中實施研究性學習課程模式實踐探索與研究》和全國教育科學“十二五”規(guī)劃2011年度教育部規(guī)劃課題《優(yōu)質(zhì)課堂與現(xiàn)代教學技藝運用的研究》課題的立項子課題《優(yōu)質(zhì)課堂與嘗試研學課堂教學模式的研究》（課題組成員自費課題）的研究，在綜合畢節(jié)市《畢節(jié)地區(qū)“六個三工程”的課題指南（2012-2015年）》（畢地教辦研【2011】64號）的通知和中國教育科學研究院教育科技研發(fā)中心《優(yōu)質(zhì)課堂與現(xiàn)代教學技藝運用的研究》總課題組的指導(dǎo)材料，結(jié)合《人民教育》發(fā)表的“嘗試教學”理論，在教學中采用小組合作嘗試教學的方式進行課堂教學的改革.

通過嘗試教學將研究性學習思想與高中物理教學有機結(jié)合，并在課堂教學中進行實踐研究，在課堂教學實踐中落實高中物理新課程理念，創(chuàng)造讓學生在自主、合作、快樂中學習物理的課堂環(huán)境.通過近一年來的實踐研究，讓我的課堂發(fā)生了根本性的變化，也讓研究班級的學生對高中物理學科的學習由懼怕轉(zhuǎn)變?yōu)橄矚g，甚至是愛上了物理.這些轉(zhuǎn)變都得益于以課題研究為支撐，以先進的理念為指導(dǎo)，在課堂教學實踐中落實.

通過教學實踐，我認為在高中物理教學中要落實新課程理念，最關(guān)鍵的是要改變傳統(tǒng)的教學觀念，教師教學觀念的轉(zhuǎn)變對落實高中新課程理念起著至關(guān)重要的作用，只有教師的教學觀念改變了，才能去影響學生的學習方式.在實際教學中，教師的教學觀念的改變和學生學習方式的轉(zhuǎn)變是制約新課程理念能否在課堂教學中落實的瓶頸問題.只有教師在思想上、心理上和行動上突破了這一瓶頸問題，新課程理念在課堂中的落實才能取得突破性進展的第一步.

在突破了教師方面的瓶頸問題后，接下來的是要幫助學生在思想上、心理上、行為上突破由傳統(tǒng)的灌輸式教學在學生心理產(chǎn)生深刻影響的瓶頸問題，在這一問題的突破中，教師要根據(jù)高中學生的心理特點、認知特點有針對性的進行突破.在這里切記不能只使用說教的方式進行，因為專門的說教是很難讓學生對已形成的根深蒂固的學習方式發(fā)生改變.我認為最好的方法是教師創(chuàng)設(shè)學習情景，讓學生在認知行為中發(fā)生認知上的沖突，教師再巧妙的、不露聲色的進行引導(dǎo)，讓學生自己由心理上對灌輸式教學的學習效果與小組合作學習方式的教學效果進行比較，讓他們在無意中從心理上接受小組合作嘗試教學的學習方式.也只有這樣，才能讓學生在后面的學習中全身心的投入到討論學習中來，才能激發(fā)學生的內(nèi)在潛力，讓學生的智慧為小組服務(wù)，讓每一個小組成為一個小的智囊團體.

在突破使學生學習方式轉(zhuǎn)變的這一瓶頸問題時，我常采用的是游戲的方式和學習中的當堂檢測，通過這些教學活動，讓學生從心理意識到我們平時看了、聽了認為自己懂了而實際上不一定真的懂了的學習現(xiàn)象彰顯出來，同時讓學生知道我們在平時的學習中常出現(xiàn)的“一聽就懂、一做就錯”的學習現(xiàn)象正是來源于此，讓學生產(chǎn)生認識上的沖突.這樣學生就能由心理上對小組合作嘗試教學的方式產(chǎn)生親切感，從而樂意去接受這種學習方式.

在突破了教師和學生在認識上的瓶頸問題后，接下來是要將理論和學生實際相聯(lián)系，在理論的指導(dǎo)下進行課堂教學實踐，將研究性學習的思想融合到小組合作嘗試教學中來.要讓我們的課堂教學成為高效的學習活動，形成真正意義上的優(yōu)質(zhì)課堂.

在課堂教學實踐中我以嘗試教學理論的基本觀點“學生能嘗試，嘗試能成功，成功能創(chuàng)新”為教學指引，結(jié)合研究性學習的理論，在教學中以學習小組為單位進行“先試再研，研后展示，展示升華”的教學三環(huán)節(jié).

結(jié)合高中物理學科的特點，以小組合作嘗試教學為基礎(chǔ)實行“331學習”模式：即3情3動1規(guī)劃教學模式；3情指以課本情景、問題情景和實踐情景為載體的嘗試學習情景；3動指自動、互動和慧動――個人內(nèi)心的嘗試學習活動、小組內(nèi)的嘗試學習互動、成果展示的智慧生成互動；1規(guī)劃指教學活動在老師的宏觀規(guī)劃下進行.

1以物理課本為情景載體的學習

研究性學習是建構(gòu)主義實際應(yīng)用的一個方面，其中一個核心概念就是認知結(jié)構(gòu).而“認知結(jié)構(gòu)”是指學科知識的實質(zhì)性內(nèi)容在學習者頭腦中的組織.它是由有組織的、穩(wěn)定的概念組成.認知結(jié)構(gòu)的構(gòu)成遵循“不斷分化”和“綜合貫通”的原則，使其形成一個按層次高低和縱橫聯(lián)系組織起來的“金字塔”式的結(jié)構(gòu).

以高中物理課本內(nèi)容為情景載體的嘗試研學過程是建構(gòu)主義的隱性體現(xiàn).這一過程是在教師的宏觀指導(dǎo)下，學生以小組合作學習為單位，根據(jù)課本相應(yīng)內(nèi)容自主地通過各種形式去研究、去學習、去嘗試應(yīng)用，并不斷地獲取新的物理知識的學習過程.在以課本情景為載體的小組合作嘗試研究中最顯著的特點是學生學習物理心態(tài)的改變，是以我要學好物理的積極心態(tài)進行學習，而非要我學好物理的消極態(tài)度.

在積極的心理驅(qū)使下，以課本內(nèi)容為載體情景，通過小組成員的合作互助，不斷地提取物理知識信息.而這些信息的提取都是小組成員基于自己已有的知識基礎(chǔ)之上形成的信息，正是這樣，被提取的信息在與小組員的討論與爭辯中不斷與原有知識進行不斷分化和綜合貫通、縱橫聯(lián)系組織起來形成自己新的認知結(jié)構(gòu).在實踐過程中還發(fā)現(xiàn)一個非常有用的現(xiàn)象就是：通過在新舊知識的融合過程中還不斷的將學生原有的認知上的不足給彰顯出來，在同伴互助的作用下得到糾正與提升.

在小組成員的嘗試與討論中，考驗著成員的性格和合作精神，鍛煉成員的意志，培養(yǎng)著成員的科學態(tài)度和創(chuàng)新精神.

2以問題情景為載體學習

在教育心理學里，有效學習即有意義學習.有意義學習的心理機制是同化，其產(chǎn)生的條件，在客觀上，學習材料本身要有邏輯意義；在主觀上，學習者本人應(yīng)具有有意義學習的心向，同時其認知結(jié)構(gòu)中應(yīng)有可以用來同化新知識的原有觀念.其過程即新舊知識相互聯(lián)系、相互作用的過程 （ 即同化的過程）.任何知識都是整體網(wǎng)絡(luò)上的一個點或一個節(jié)，離開了網(wǎng)絡(luò)，也就喪失了生存的基礎(chǔ).

在以“物理問題”為情景載體的嘗試研學中正是利用了教育心理學中的有效學習這一原理.在每周所給的物理問題都是結(jié)合學生學習實際，讓問題材料與學生所學的知識具有很強的邏輯性.通過小組合作嘗試研學，在對物理問題的討論與交流中將所學的知識點在認識體系中同化成新的知識網(wǎng)絡(luò)，讓這些知識網(wǎng)絡(luò)又為新的知識獲得建立認識上的新起點.

JP]在對物理問題情景為載體的學習中，隨著教學研究的深入，在所給的材料呈現(xiàn)上也作了相應(yīng)的調(diào)整.在開始時都給出了相應(yīng)的參考答案，目的是為學生指明解題的方向，然而在具體的學習過程中卻出現(xiàn)向答案猜、靠、套的情況.對思維上出現(xiàn)錯誤的情況卻只字不提，讓錯誤的思維在認識深處埋下了一個坎，隨著時間的推移，靠猜、靠、套的思維痕跡被慚慚淡忘，原來形成的錯誤思維方式卻又出現(xiàn)，當再次遇到相似的問題情景又出同樣的錯誤.

針對以上出現(xiàn)的情況，對物理問題情景作了一點改變：即在所給的問題情景中不再給出參考答案，讓小組成員直接分析討論.這樣的一點改變在小組的討論中卻引起了思維上的巨變，因為沒有了參考答案的指引，當對問題的分析出現(xiàn)不同的結(jié)果時，也就不知道誰對誰錯，這時就只有各抒己見，互表觀點，組員們用批判性的眼光理性對待，最終得出一致認同的結(jié)果，通過批判性的爭議，讓錯誤的思維更是暴露無遺，新舊知識的整合、同化更為深刻.

3以實踐情景為載體學習

“實踐出真知、嘗試是先導(dǎo)”這說明了通過親身嘗試、進行實踐研究、體驗對學習的重要性.而物理學科是以觀察和實驗為基礎(chǔ)的學科，實踐和嘗試在學習物理中更為重要.

以“實踐體驗”為情景載體的教學中，讓學生以我們身邊的物理現(xiàn)象教學資源，教師建立起物理情景后，讓學生結(jié)合實際進行分析.如在學習勻速圓周運動時，先準備小球和細線.讓學生用細線系住小球并使小球在桌面上做勻速圓周運動（近似認為），學生在玩轉(zhuǎn)體驗中對勻速圓周運動這一具體的物理現(xiàn)象有了認識.在認識現(xiàn)象的基礎(chǔ)上嘗試教學勻速圓周運動.又如在學習薄膜干涉的現(xiàn)象時，事先讓學生根據(jù)教材提示進行準備，在課堂上進行小組合作實驗，通過觀察到自己所做的實驗現(xiàn)象，再結(jié)合物理知識進行分析，讓學生在所做、所想和所悟中學習物理.

篇5

在現(xiàn)代教學形式下，教師除了是教學媒體的選擇者外，還必須是教學信息的加工和生產(chǎn)者。學生必須具有自主學習意識和能力，能主動獲取和處理各種信息，從而成為具有創(chuàng)新能力的人

（一）運用現(xiàn)代信息技術(shù)，提高教師的信息技術(shù)素養(yǎng)

開展現(xiàn)代教育理念及信息技術(shù)培訓(xùn)活動，去更新教師的觀念，開闊教師的視野，調(diào)動教師學習及運用現(xiàn)代信息技術(shù)的積極性，培養(yǎng)乃至提高教師的信息素養(yǎng)，克服教學中只把現(xiàn)代教育媒體作為輔助手段的局限性，發(fā)展教師運用現(xiàn)代信息技術(shù)的能力?，F(xiàn)代的信息技術(shù)與多媒體技術(shù)為學習者開啟打造了一個多彩的充滿活力的天地，現(xiàn)代教師就應(yīng)充分利用這一有利的條件，積極開拓引領(lǐng)學習者進入新天地的渠道。同時還要不斷開掘新的資源，建造新的平臺，尋找新的棲息地，讓學生先感受，多感悟不同世界的新奇與美妙，就可以自然吸引學生主動攀升到新的境地與高度。

（二）運用現(xiàn)代信息媒體，提高了學生的信息技術(shù)素養(yǎng)

信息技術(shù)與學科教學整合離不開學生的參與，學生及早掌握網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與制作演示文稿技術(shù)，就能更好地配合教師進行課堂教學改革，如把語文、英語中的閱讀及寫作課的教學放在網(wǎng)絡(luò)教室中開展。研究性學習是基于信息資源學習的課程，將知識模塊調(diào)整后，更有利于學生獲取信息，更有利于研究性學習的開展。有利于師生、生生互動。當學生及早掌握了網(wǎng)絡(luò)中E—mail、BBS、QQ和網(wǎng)頁制作等技能，就可以充分利用網(wǎng)絡(luò)來發(fā)表信息、交流信息，這便于生生、師生之間的互動，既可加強他們之間的空間交流，擴大學生知識獲得的范圍，也為新型的教與學模式的建立與實施創(chuàng)設(shè)了條件。

（三）教學手段的交互使用，優(yōu)化了課堂教學結(jié)構(gòu)

現(xiàn)代信息技術(shù)與多媒體技術(shù)作為現(xiàn)代教育教學的工具為優(yōu)化課堂教學結(jié)構(gòu)，促進師生教學的交流互動開拓了更為廣闊的空間，發(fā)揮著神奇的作用，是以往任何一個時代都不可比擬的，是革命性的。

（四）現(xiàn)代教學手段應(yīng)用于教學，創(chuàng)新了教學的工具手段

信息技術(shù)作為教學工具手段，它與學科教學的整合，是課堂教學模式改革的發(fā)展方向。未來的課堂教學方式發(fā)展趨勢將由目前的“以教為主”變?yōu)椤耙越虨檩o”，以學生運用各種信息技術(shù)手段獲取知識和能力為主的“人本主義”教學方式。

二、課堂教學中恰當?shù)倪x用現(xiàn)代教育手段，能豐富課堂教學內(nèi)容，提高教學效率

（一）、運用多媒體資源創(chuàng)設(shè)問題情境，引發(fā)學生探究欲望，培養(yǎng)學生的觀察思考能力

以七年級科學《動物的行為》研究課為例。教學中充分利用多媒體資源來創(chuàng)設(shè)問題情境，以培養(yǎng)學生的觀察能力和思考能力。課堂上出示各種動物在不同場合下的行為的圖片和視頻，讓學生感知，以引發(fā)興趣、提出研究主題。本課在使用多媒體演示文稿提供的豐富圖片的背景（圖景）下，通過學生的仔細觀察、對比、討論、教師的引導(dǎo)，歸納出動物的先天行為和學習行為，并用表格呈現(xiàn)，幫助學生加以區(qū)別、理解和掌握。運用視頻、動畫等多媒體信息，達到了其它教學手段難以達到的效果，這對培養(yǎng)學生的觀察鑒別、分析探究的能力起到了很好的作用。

（二）、運用自制多媒體課件反映學科知識本質(zhì)規(guī)律，促進學生的意義建構(gòu)

以物理《船閘》研究課為例。要很好地理解“連通器”這個物理現(xiàn)象及其規(guī)律以及在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用，僅僅做好實驗或利用掛圖是不夠的。船閘利用了連通器的道理，是利用小道理解決大問題的一個好例子。很多同學對連通器的原理覺得很容易理解，但對于船閘的的工作過程卻覺得很難理解或很抽象，在本軟件中就給同學們提供了較為科學的學習船閘的方法，使學生可以自主選擇自己適合的學習方式：可以先觀看船閘的自動演示過程了解了船閘的工作原理以后再來親自操作實踐一下，檢驗自己的掌握情況；也可以根據(jù)連通器的原理進行探索性操作，如果有問題本軟件會有一些適當?shù)膸椭蚬膭钚缘奈淖痔崾?，這時你也可以觀看船閘的自動播放過程，然后再重新進行模擬操作。

上面兩節(jié)課是運用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)有效教學情景（圖景）的兩種類型。不管哪一種類型，創(chuàng)設(shè)教學情景的基本要求都是，應(yīng)提出一個與教學內(nèi)容相關(guān)的實際問題或展現(xiàn)一個包含研究主題的現(xiàn)象，以引起學生想要解決這個問題的欲望。創(chuàng)設(shè)問題情景后，還要能引導(dǎo)幫助學生積極地展開猜想、探究和有效地思維、分析。教學情景的有效創(chuàng)設(shè)和運用，是學生主體教學模式構(gòu)建很重要的一個方面。

（三）、恰當?shù)木W(wǎng)絡(luò)教學及應(yīng)用，培養(yǎng)了學生自主探究學習能力

篇6

在科學技術(shù)飛速發(fā)展的今天，多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益普及，多媒體輔助教學進入課堂已不是夢想。多媒體技術(shù)不僅可以實現(xiàn)圖形、圖象動畫的實時變換，更重要的是它能圖文并茂、聲像結(jié)合，不但可以看到圖形的立體結(jié)構(gòu)，而且還可以更深入到不同層次，使深澳的道理形象化、枯燥的知識趣味化，給學生提供一個形象直觀的學習環(huán)境，更有利于突破教學難點，激發(fā)學生的學習興趣，使學生能夠在短時間內(nèi)接受更多的信息，提高教學效果。

結(jié)合課堂教學的實踐發(fā)現(xiàn)，在學科中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)多媒體教學，主要有這樣幾大優(yōu)勢：

一、自主性：

因特網(wǎng)是世界上最大的知識庫、資源庫。它能為學生提供豐富多彩、圖文并茂、形聲兼?zhèn)涞膶W習信息源，學生可以從網(wǎng)絡(luò)中獲得的學習資源不僅是數(shù)量大，而且還是多視野、多層次、多形態(tài)的。與傳統(tǒng)教學中以教師或幾本教材和參考書為僅有的信息資源相比，學生有了很大的、自由的選擇空間，選擇的自由是自主學習的前提和關(guān)鍵。

1.學生可以不再被那些僅有的信息源（教師或教材）牽著走，他們可從網(wǎng)絡(luò)廣泛的信息源中選擇他們所需的學習材料。教師不用單純地利用教材提供的例題，而是讓學生上網(wǎng)查找自己感興趣的相關(guān)資料，學生的積極性很高，學習的自主性也被調(diào)動起來。

2.在多媒體網(wǎng)絡(luò)中學習還可以使信息的接受、表達和傳播相結(jié)合，學生通過他所表達和傳播的對象，使自身獲得一種成就感，從而進一步激發(fā)學習興趣和學習自主性。

二、交互性：

傳統(tǒng)教學，雖然教師與學生、學生與學生共在一個空間，但在教學中相互之間的交互性卻極為有限。教學內(nèi)容、教學策略、教學方法、教學步驟等都是教師事先安排好的，教師與學生之間較多發(fā)生的是一種從教師向?qū)W生的單向廣播式作用，學生很難有機會系統(tǒng)地向教師表達自己對問題的看法以及他們解決問題的具體過程。同班同學之間就學習問題進行的交流也是極少的，更不用說和外地的學生進行交流與協(xié)作。網(wǎng)絡(luò)多媒體教學的設(shè)計就向?qū)W習者提供支持，為他們創(chuàng)設(shè)一種相互交流、信息共享、合作學習的環(huán)境?？梢允菇處熍c學生之間在教學中以一種交互的方式呈現(xiàn)信息，教師可以根據(jù)學生的反饋的情況來調(diào)整教學。學生不僅可以和自己的任課老師進行相互交流，而且學生之間的交流也可以通過各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而實現(xiàn)，可以在網(wǎng)絡(luò)上討論各種問題。于是學生不僅從自己的思考過程中獲取知識，還可以從其他學生的觀點中獲取知識，從而達到建構(gòu)和轉(zhuǎn)換自己知識的目的，在課堂上信息交互的機會大大增加，同時也培養(yǎng)了學生合作學習的能力。學生還可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)電腦提供的反饋信息，在學習過程中不斷調(diào)整學習內(nèi)容和進度，自由進退、自主構(gòu)架。 “不服輸”是孩子的天性，他們會認真檢查出錯的練習題，在以后的練習中會更認真、仔細，逐步達到正確、迅速的目的。

篇7

新課程標準指出：“要把信息技術(shù)作為學生學習物理和解決問題的強有力工具，致力于改變學生的學習方式，使學生樂意并有更多的精力投入到現(xiàn)實的，探索性的物理活動中。”在以人為本的教育理念指導(dǎo)下，以多媒體計算機和通訊網(wǎng)絡(luò)為標志的信息技術(shù)必將成為教學活動的首選。 利用多媒體技術(shù)對文本、聲音、圖形、圖像、動畫等的綜合處理及其強大交互式特點，為物理教學編制的系列計算機輔助教學課件，能充分創(chuàng)造出一個圖文并茂、有聲有色、生動逼真的教學環(huán)境，為教師教學的順利實施提供形象的表達工具，能有效地減輕學生課業(yè)負擔，激發(fā)學習興趣，真正地改變傳統(tǒng)教育單調(diào)模式，使樂學落到實處。多媒體技術(shù)的出現(xiàn)和使用為我們教學手段改進提供了新的機會，產(chǎn)生不可估量的教學效果。

一、多媒體技術(shù)與初中物理新課程學習方式的整合

新課程改革的根本標志，就是要建立和形成充分調(diào)動與發(fā)揮學生主動性的多元化的學習方式，就是要極力倡導(dǎo)基于合作的學習、基于問題的學習、基于實踐的學習、基于探究的學習、基于個性的學習等等，在推廣應(yīng)用這些新的學習方式過程中，多媒體技術(shù)將會起到重要的作用?，F(xiàn)在是知識爆炸的時代，學校傳授的知識極其有限，學生在學校學到的物理知識能在將來工作中直接應(yīng)用的微乎其微，起作用的只是教師傳授的思想方法和學習方法。因此，學校的物理教學應(yīng)該教會學生終身受益的學習方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和可持續(xù)發(fā)展能力，使他們在未來的競爭中立于不敗之地?，F(xiàn)代教學技術(shù)進課堂，強有力地沖擊了傳統(tǒng)的物理教學。許多教師在努力嘗試，多種軟件被應(yīng)用于公開課、示范課、研究課，提高了課堂教學的效果，發(fā)揮了多媒體技術(shù)的作用?？墒牵粋€無法回避的問題擺在我們面前：盡管這些現(xiàn)代化技術(shù)的作用很大，有助于學生思維的發(fā)展，但它們還仍然只是老師手中的工具，而不是學生主動學習的武器。如何使計算機技術(shù)成為學生手中的利器，成為學生開展自主學習和探索解決問題時的工具，才是我們研究的目的。

另一個問題是：隨著科學技術(shù)的飛躍發(fā)展，我們?nèi)绾纬浞掷眠@些不斷出現(xiàn)的新技術(shù)和新設(shè)備，把它們作為一種輔的工具，真正能改善我們的課堂教學，提高教學效果，而不是作為一種擺設(shè)，僅僅起到展示的功能。通過實驗，提高了自主學習的能力，促使學生發(fā)現(xiàn)問題和研究問題，在學中做，在做中學，激發(fā)學生的學習積極性。同時培養(yǎng)學生主動探索研究、動手操作實踐的能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力，更重要的是在這一探索性和研究性學習過程中，學生的主體作用得到充分體現(xiàn)，能了解研究性學習的一些基本方法，提升思維活動的層次，培養(yǎng)物理學習的基本素質(zhì)。觸類旁通，學習方法的遷移也將有助于其它內(nèi)容的學習，從而整體地提高學生的學習成績。

二、多媒體技術(shù)與初中物理新課程教學方法的整合

教學方法是聯(lián)結(jié)教師與學生的重要紐帶。通過有效的教學方法把教師的教學活動與學生的學習活動有機地聯(lián)系起來，是提高教育教學質(zhì)量和教學效率的關(guān)鍵。

（一）創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣，促進樂學。興趣是力求認識某種事物或愛好某種活動的傾向，這種傾向是和愉快的情感體驗相聯(lián)系的。它是在需要的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展的，由有趣-----樂趣 ----興趣逐級發(fā)展。教育心理學研究表明：人獲取的外界信息中，83％來自視覺，11％來自聽覺，3.5%來自嗅覺，1.5％來自觸覺，1％來自味覺，顯然增加視覺、聽覺信息量是多獲取信息最可取的方法。學生大多活潑、好動，喜歡多變、寬松的教學環(huán)境。靜態(tài)的文字、課本及教師的口語則滿足不了學生比較活躍的心理需求，他們在安靜的教室里，往往找不到自己的位置，認為老師是演員，自己是觀眾，是旁觀者。因此，思想容易開小差，使教學達不到理想的效果。而教學媒體通過聲、像、動畫等學生喜聞樂見的形式，以其新穎性、藝術(shù)性吸引學生的注意力，為學生創(chuàng)設(shè)符合其心理特點的教學情境，不斷地給學生以新的刺激，使學生的大腦始終保持興奮狀態(tài)，激發(fā)了學生強烈的學習欲望，增強了學習興趣。美國心理學家布魯納說：“學習最好的刺激是對所學學科的興趣?！睂W生一旦對物理產(chǎn)生興趣，將達到樂此不疲，廢寢忘食的地步，他們會克服一切困難，充滿信心的學習物理，學好物理，變“要我學”為“我要學”。

學生的學習興趣來源于所接受的信息，信息的傳遞方式適合學生的口味，學生就容易接受，興趣就濃。因此，作為教師就要很好地把握多媒體及網(wǎng)絡(luò)信息資源這個教學工具，最大限度的為學生傳遞更容易接受的信息，使學生在課堂教學中發(fā)揮出更多的聰明才智。

（二）釋疑解惑，減緩難度，突破難點。

愛因斯坦說過：“提出一個問題，往往比解決一個問題更重要?！爆F(xiàn)代教學觀認為，課堂教學就是引導(dǎo)學生從“無疑”到“有疑”再回到“無疑”的過程。因此，教師在教學過程中要善于運用現(xiàn)代教育技術(shù)創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學生大膽質(zhì)疑，發(fā)表見解，提出有價值的問題，從質(zhì)疑中顯露教學的重點和難點。初中物理“密度”一節(jié)內(nèi)容比較抽象，傳統(tǒng)的教學方法只是讓學生通過想象，死記規(guī)律，要完成這一知識的遷移，難度很大。而在現(xiàn)在，大部分中學物理教師在上這部分內(nèi)容的課時，自制多媒體課件，將無形的概念變成有形的實體展示給學生，將此過程用多媒體來展示，降低了難度，促使學生客觀接受，引導(dǎo)學生抽象思維，使教學取得了事半功倍的效果。

（三）模擬演示，鞏固訓(xùn)練，反饋矯正。

多媒體的交互性能還可以提供各種豐富多彩、生動活潑、反應(yīng)快的反饋信息。多媒體可以實現(xiàn)對學生課堂聯(lián)系的及時反饋，學習知識的目的在于靈活運用知識，課堂練習是加強對知識的鞏固和運用的最好方式。學生穩(wěn)定性差，易疲勞，在鞏固環(huán)節(jié)思想最容易溜號，只有不斷的改變練習形式，不斷給學生以新的刺激，才能使他們保持旺盛的精力。多媒體的最大成功之處在于化學習被動為主動，化抽象為具體，通過帶娛樂性的練習，能輕松鞏固已學知識，從而切實激發(fā)學生想做、樂學的學習情感，真正做到“減負”之目的。比如在練習中編各種形式、各種情景的選擇題、填空題或解答題等，由軟件來判斷學生解答的正確與否，并配以聲、像根據(jù)練習的情況，給予必要表揚鼓勵或重復(fù)練習等。

三、多媒體技術(shù)與初中物理新課程創(chuàng)新教育的整合

（一）強化創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。創(chuàng)新教育首先應(yīng)從培養(yǎng)創(chuàng)新意識入手。多媒體技術(shù)可以從“情境”、“協(xié)作”、“會話”和“意義建構(gòu)”等方面建立和諧互動的學習氛圍，拓寬學習，用眼觀察、動口表達、動腦思維和動手操作的時空領(lǐng)域，通過運用多媒體技術(shù)所提供的生動、直觀的學習材料，激發(fā)學生的聯(lián)想，喚醒學生長期記憶中的有關(guān)知識。經(jīng)驗或表象，去同化新知識，促進其豐富的想象力，形成眼、手、腦等多種感官協(xié)同工作的學習習慣，使學生學習注意力、觀察力和思維能力不斷提高，從而促進學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)和形成。

篇8

新課程促進學習，即作為促進者的教師，其主要時間不是放在傳統(tǒng)的組織教案和講解上，而是放在學習材料的搜集和提供上。促進型的教師集中精力于提供各種學習資源，以使學生進行切合自身實際需要的學習。教師不僅花時間去思考和設(shè)計這些材料的顯示方式，而且還優(yōu)化或者簡化學生在研究消化這些材料時現(xiàn)實的和心理上的步驟。

新課程當今教學改革的浪潮中，學生的學習方式正由傳統(tǒng)的接收式學習向創(chuàng)造性學習轉(zhuǎn)變，為適應(yīng)這一形勢發(fā)展的需要，為培養(yǎng)學生研究性學習的能力，發(fā)展學生的創(chuàng)新能力、實踐能力以及良好的個性品質(zhì)，教師必須轉(zhuǎn)換角色，由傳統(tǒng)的授課者轉(zhuǎn)化為學生自主學習的促進者。

美國著名的心理學家、教育家羅杰斯（1902-1987）認為：“學習只能促進，老師只是一個促進者。教師的作用表現(xiàn)為：幫助學生明確他們想要學習什么，幫助學生安排適當?shù)膶W習活動和材料，幫助學生發(fā)現(xiàn)他們所學東西的個人價值，建立并維持能促進學習的心理氣氛。教師的基本任務(wù)是要允許學生學習，滿足他們的好奇心。”

這就是說，由學生自己決定如何學習，而教師則是促進學生的具有個人意義的學習。在這種師生互動中，學生、學習者處于中心位置，教師不再為學生的發(fā)展確定方向，這時，教師擔當了促進者、幫助者、合作和朋友等角色。

那么，在物理教學中，教師應(yīng)如何擔當學生自主學習的促進者呢？為此，教師應(yīng)從以下幾個方面做起：

1.放手——做一個“旁觀者”

在課堂教學中，教師要給學生一個釋放教學天性的機會，這是一次學生主動參與、體驗、表現(xiàn)和創(chuàng)造的機會，教師要讓課堂始終都是在情感的激蕩中進行，怎樣才能讓學生們淋漓盡致地表達情感、體驗學習的樂趣？這就要求教師在課堂上懂得適時放手，讓學生去探索、去實踐，做一個積極的旁觀者。

例如，在學習“串并聯(lián)電路”時，每組分別配備兩個燈座和燈泡，一個電鍵，一個電源，若干導(dǎo)線……讓學生自主設(shè)計方案，畫電路圖，動手實驗，而教師來回巡視，適時回答，并不干擾，只是一個旁觀者。

當學生按圖1連接實物，閉合電鍵兩燈都發(fā)光時，便適時提問：“這是一種什么連接方式？若取下一只燈泡，另一只燈泡是否還亮？”讓學生自己實驗、討論、總結(jié)、歸納……再結(jié)合書本，深刻認識串聯(lián)電路的涵義及識別方法。

當學生按圖2連接實物，閉合電鍵兩燈都發(fā)光時，提問學生：“這種連接方式和剛才的連接方式同不同？若取下一只燈泡，另一只燈泡是否還亮？為什么？”學生通過實驗、討論、思考，總結(jié)出電路的兩種基本連接方式：串聯(lián)電路和并聯(lián)電路，并掌握了如何識別串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路。

這里需要注意，串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，指的是用電器的串聯(lián)或并聯(lián)，而不是指電鍵或電池的串聯(lián)或并聯(lián)。

當學生的學習熱情高漲時，每組再分別增加一只燈座和燈泡，再實驗、討論、歸納、總結(jié)，看看共有多少種組合，哪個是串聯(lián)，哪個是并聯(lián)，哪些不是，從而將課步步引向深入，推向。

下面就是學生通過多次實驗和討論，分析和綜合得出的四種接法：三個串聯(lián)，如圖3；三個并聯(lián)，如圖4；兩個串聯(lián)起來之后再與另一個并聯(lián)，如圖5；兩個并聯(lián)起來之后再與另一個串聯(lián)，如圖6。按圖5、圖6的連接屬混聯(lián)，不是基本連接。

2.鼓勵——做一個“支持者”

日本島大學教授片岡德雄把課堂上積極的氣氛稱為“支持型”氣氛，就是在學習中學生和教師都充滿自信，教師與學生相互信賴，教師對學生是寬容的，學生能采取積極主動的態(tài)度自發(fā)地學習等等。只有在這種氛圍中，學生可以無需擔心集體壓力與他人的眼光，不拘泥于慣例與常規(guī)，敢于行動，積極探索。

可見，這種課堂氛圍是充分體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用和學生的主體地位的，那么，如何營造這種“支持型氛圍”呢？這就需要教師在課堂上盡可能多地給學生鼓勵，成為學生的支持者。

例如：在學生探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)時，有的學生認為“與壓力的大小有關(guān)”；有的認為“與接觸面的粗糙程度有關(guān)”；還有的認為“與接觸面積的大小有關(guān)”……不管他們的“認為”是對還是錯，教師都應(yīng)該支持和鼓勵，然后引導(dǎo)學生通過實驗來驗證預(yù)先的猜想，得出正確的結(jié)論……

3.牽手——做一個“合作者”

美國教育家多爾說：教師在師生關(guān)系中的地位是“平等中的首席”，教師應(yīng)以平等、民主、尊重、理解、關(guān)心、賞識的態(tài)度去對待學生，這種角色的轉(zhuǎn)換就是對學生的一種極大的尊重。所以，課堂上師生應(yīng)多多牽手，做他們的知心朋友，讓教師成為學生的合作者。

現(xiàn)代社會中，學生在日常生活中有很多機會接觸新鮮事物，很容易從學校外部資源中獲得信息和知識，會使教師的知識儲備不及學生的提問，那就要求教師不斷學習，同時，與學生真誠合作，不斷探究……

例如，物理知識在軍事、戰(zhàn)爭中的應(yīng)用，有的學生是軍事愛好者，非常關(guān)注戰(zhàn)爭……教師可以與他們合作，通過影像資料、圖片雜志等進行研究、討論……

篇9

一、差異性實驗

差異性實驗（discrepantexperiment）是指結(jié)果出入意料之外的、與學生學習前面概念或常識相違背的科學實驗。這些實驗展示的現(xiàn)象，與學生學習科學的潛概念發(fā)生矛盾，能引發(fā)學生強烈的認知沖突，使學生頭腦中產(chǎn)生各種各祥的疑惑，在差異性實驗中，要提供學生自主建構(gòu)問題的時間，讓學生通過思考、討論和語言組織，提出相應(yīng)的問題。

在中學物理教學中，有許多常用的簡易實驗，如“拉兩本頁碼交疊的課本，拉不開課本”的實驗，“吹兩紙條，吹不開”的實驗，等等，都可以讓學生自己做實驗，創(chuàng)設(shè)學生自我發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的情境。用差異性實驗引發(fā)問題情境，也可以通過教師演示，也可以用于擴展性的研究性學習。例如教師可以演示如下的實驗現(xiàn)象：一塊長1.5米左右的木板作斜面，同時取出兩個相同的飲料易拉罐，把其中一個用力搖晃少許時間，而另一個則小心不讓其搖晃。在斜面頂端同時初速為零滾下這兩個飲料易拉罐，看哪個飲料易拉罐先滾到斜面底端。然后提供學生思考時間，讓學生提出問題：究竟是什么原因使相同的飲料易拉罐從相同的斜面上滾下所需的時間不同？學生便可以就該問題的解決，進行擴展性的探究學習。

在用差異性物理實驗創(chuàng)設(shè)讓學生發(fā)現(xiàn)問題情境中，教師要善于“閉嘴”，把提出挑戰(zhàn)性問題的機會讓給學生，使學生逐步養(yǎng)成自主建構(gòu)問題的意識與習慣。

二、科學模擬研究

學生學習物理與科學家研究物理是有區(qū)別的。中學生學習物理主要是通過學習前人發(fā)現(xiàn)的物理知識來掌握知識與技能，學習研究的過程與方法，培養(yǎng)情感態(tài)度與價值觀。但是學習物理可以采用科學模擬研究的方法。利用這種模擬物理學家研究來創(chuàng)設(shè)學生發(fā)現(xiàn)問題的情境，可以使學生以研究者的角色進入學習，學會科學地看問題、想問題，逐步了解物理學的探究過程和方法。

在許多傳統(tǒng)的物理教學內(nèi)容上，我們只要適當加以組織，都可以用科學模擬研究的方法來創(chuàng)設(shè)發(fā)現(xiàn)問題的情境。如關(guān)于“自感”的教學中，可用傳統(tǒng)的兩個演示實驗來創(chuàng)設(shè)發(fā)現(xiàn)問題的情境：在其中一個實驗中小燈泡“通而不亮”，而在另一個實驗中小燈泡“斷而不熄”。這樣的現(xiàn)象會引起學生的好奇，產(chǎn)生“為什么會產(chǎn)生這種現(xiàn)象”的問題，并萌發(fā)研究探索這個現(xiàn)象原因的興趣。

應(yīng)當指出，學生的模擬研究并不等同于嚴格意義的科學研究。兩者雖有相似的地方，但學生的研究活動更多地體現(xiàn)為探究的興趣與過程，保持和發(fā)展好奇心與求知欲，形成敢于質(zhì)疑勇于創(chuàng)新的科學態(tài)度。因此，利用科學模擬研究來創(chuàng)設(shè)發(fā)現(xiàn)問題的情境并進行物理學習，要設(shè)法把發(fā)現(xiàn)和提出問題的角色讓給學生，教師不要包辦；同時要注意不要拘泥于前人原始研究過程，而是要根據(jù)教學要求有選擇地加以利用。

三、知識的聯(lián)系

物理學的理論體系主要由物理概念、物理規(guī)律等組成。物理概念反映了物理現(xiàn)象和過程的本質(zhì)屬性，而物理規(guī)律描述了物理現(xiàn)象和過程在一定條件下必然發(fā)生的本質(zhì)聯(lián)系。這些知識的聯(lián)系也往往是物理教學時創(chuàng)設(shè)發(fā)現(xiàn)問題情境的素材。教學中可以利用物理知識的聯(lián)系來引導(dǎo)學生對相關(guān)知識進行分析推理，以發(fā)現(xiàn)問題并提出問題。例如，學習了力的概念，又學習了運動的知識，教學中要通過演示或?qū)W生實驗或事例，揭示力與運動這兩個知識點的一些誤區(qū)或佯謬，并引發(fā)學生討論，讓他們自己產(chǎn)生“力是產(chǎn)生物體運動的原因嗎？”的疑問，并提出探究力與運動關(guān)系的課題。

利用知識的聯(lián)系創(chuàng)設(shè)問題情境，應(yīng)當培養(yǎng)學生聯(lián)想、逆向思維的能力與習慣以及善于發(fā)現(xiàn)和提出問題的能力。例如奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)后，教師可以著意讓學生討論，引導(dǎo)學生聯(lián)想或逆向思維，讓他們自主提出“既然電流能產(chǎn)生磁場，那么.磁場能否逆向產(chǎn)生電流呢”的問題。類似的利用物理學知識的前后聯(lián)系來創(chuàng)設(shè)發(fā)現(xiàn)問題情境的例子，在中學物理教學中比比皆是，教師要有意識地去發(fā)掘它們。

篇10

[中圖分類號]G434 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-0008f2013）03-0003-07

一、引言

學習環(huán)境的研究最早可追溯到心理學家勒溫（KurtLewin，1890-1947），他認為學習環(huán)境的設(shè)計應(yīng)滿足學習者的心理需求，與之充分互動，從而影響其外在行為表現(xiàn)。隨著研究的深入。學者們將學習環(huán)境的概念延伸到課堂氛圍、學校文化等方面，認為教與學的過程類似于社會交往。需要一定的文化氛圍起外在引導(dǎo)作用。

20世紀90年代以來，以網(wǎng)絡(luò)、多媒體為代表的信息技術(shù)得到迅速發(fā)展，信息技術(shù)工具已將“現(xiàn)實”的學習環(huán)境拓展到基于網(wǎng)絡(luò)和多媒體的“虛擬”學習環(huán)境，打破了傳統(tǒng)教學活動的時空限制，可以有效地激發(fā)學習者的學習熱情，促進協(xié)作和分布式學習。然而，單純的現(xiàn)實環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)中的虛擬環(huán)境對教學的影響各有利弊，在增強學習者臨場體驗、培育學習者實際操作能力、拓寬學習者視野、培育學習者協(xié)作式解決問題能力等等方面，實和虛的學習環(huán)境不可兼得。

為此，有必要在關(guān)聯(lián)主義學習理論的支撐下，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)的應(yīng)用，將課堂內(nèi)/外的“現(xiàn)實”學習環(huán)境與基于網(wǎng)絡(luò)/多媒體的“虛擬”學習環(huán)境進行“融合”，使之成為有機的整體。營造“虛實融合”的學習環(huán)境。該環(huán)境既能滿足學習者獲取真實的學習體驗，促進開展基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作學習，又有利于教師在探究過程中為學習者提供多方位的指導(dǎo)。拓展學習者的視野。

二、學習環(huán)境及其構(gòu)成要素

（一）學習環(huán)境的內(nèi)涵

隨著建構(gòu)主義理論的興起，教學范式的關(guān)注點逐步從“教”轉(zhuǎn)向“學”，在強化情境認知理論的同時，學習環(huán)境的重要性日益受到關(guān)注。

國外學者大多從學習活動的視角來定義學習環(huán)境，認為學習環(huán)境是促進學習有效開展的活動空間。較早關(guān)注學習環(huán)境設(shè)計的學者（Jonassen，D.H，1999）從建構(gòu)主義的視角出發(fā)。認為學習環(huán)境是一種以技術(shù)為支持的環(huán)境，有利于學習者開展有益的學習。Hannafin（1992）將學習環(huán)境看作是一個全面、綜合的系統(tǒng)，它通過以學習者為中心的活動來促進人們參與學習。

國內(nèi)學者更多的是通過描述學習環(huán)境的要素來界定該概念。例如，何克抗、李文光（2002）將學習環(huán)境具體化為學習資源和人際關(guān)系的組合。其中，學習資源包括學習材料（即信息）、幫助學習者學習的認知工具（獲取、加工、保存信息的工具）、學習空間（比如教室或虛擬網(wǎng)上學校）等等；人際關(guān)系則包括學生之間和師生之間的人際交往。鐘志賢（2005）認為學習環(huán)境是為促進學習者發(fā)展，“特別是為高階能力發(fā)展而創(chuàng)設(shè)的學習空間”。包括物質(zhì)空間+活動空間+心理空間。

（二）學習環(huán)境的構(gòu)成要素

新的理論與技術(shù)為學習環(huán)境的設(shè)計研究提供了新的視角，同時也豐富和拓展了學習環(huán)境的構(gòu)成。由于人們立足于不同的基礎(chǔ)理論與支持技術(shù)。其關(guān)注點各不相同，對構(gòu)成要素的理解也有所不同。表1列出了根據(jù)時間順序，研究者們對學習環(huán)境構(gòu)成要素的不同觀點。

目前，國內(nèi)外關(guān)于學習環(huán)境構(gòu)成要素的研究大多基于計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與建構(gòu)主義理論，主要關(guān)注學習環(huán)境的設(shè)計，協(xié)作學習、基于資源的學習的有效支持等。通過文獻分析可知，研究者們對學習環(huán)境要素的理解有廣義和狹義兩個方面。在廣義上，學習環(huán)境包含了教學系統(tǒng)的各個要素，例如，教師、學生、內(nèi)容、方法和媒體等；在狹義上，學習環(huán)境為某一類型的學習活動提供相關(guān)工具、資源與教學策略支持。此外，學習環(huán)境要素的描述也受到研究者關(guān)注視角的影響。例如，在建構(gòu)主義視角下，學習環(huán)境離不開資源、工具與情境等要素（鐘志賢的“7+2”模型與Jonassen的建構(gòu)主義學習環(huán)境）：在協(xié)作學習的視角下，學習環(huán)境需具備協(xié)作學習的空間、工具或硬件等（李繼穎、張振亭，2001；葉賜添；李克東，2009；安維琪，2011）。

三、虛實融合學習環(huán)境及其特征

（一）虛實融合環(huán)境的內(nèi)涵

隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，基于網(wǎng)絡(luò)和多媒體的虛擬學習環(huán)境逐步走入人們的視野，早在1999年就有研究者討論了學習環(huán)境由實變虛的歷程，具體表現(xiàn)在學習伙伴、學習資源與學習方法三個方面。隨著技術(shù)的革新、教學理念的轉(zhuǎn)變，現(xiàn)實的物理教學環(huán)境與虛擬的網(wǎng)絡(luò)教學平臺都暴露出各自的不足之處，為了支持開展有效的教學活動，需要將二者進行融合。現(xiàn)實的物理世界能為學習者提供真實的體驗，在提升學習者情感和動機方面要優(yōu)于虛擬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，虛擬的網(wǎng)絡(luò)平臺和工具則能夠打破限制，極大地拓展學習者的探究與學習領(lǐng)域。

在本文中，將支持現(xiàn)場講授、演示、操作練習的方法開展教學活動的真實環(huán)境稱之為“現(xiàn)實”學習環(huán)境，而借助于網(wǎng)絡(luò)和多媒體手段、支持非面對面形式的學習活動的場所稱之為“虛擬”學習環(huán)境。由于這兩類學習環(huán)境在學習者的能力培養(yǎng)方面各有長處和短處，十分有必要將其進行融合，從而構(gòu)建“虛實融合”的學習環(huán)境。

所謂虛實融合的學習環(huán)境，是指一類通過傳感器設(shè)備識別、獲取真實環(huán)境中與學習活動相關(guān)的客觀信息，通過互聯(lián)網(wǎng)將基于課堂和社會的真實學習環(huán)境與基于網(wǎng)絡(luò)和多媒體的虛擬學習環(huán)境融為一體的新型學習環(huán)境。

虛實融合的學習環(huán)境主要借助于傳感器，通過互聯(lián)網(wǎng)連接現(xiàn)實世界與虛擬世界。傳感器設(shè)備作為物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，識別、獲取真實世界中對促進學習活動開展起著重要作用的信息，經(jīng)過數(shù)字化處理后直接為學習者所采用?；ヂ?lián)網(wǎng)和多媒體技術(shù)的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在虛擬學習環(huán)境和數(shù)字化學習資源的構(gòu)建，學習者通過個性化學習環(huán)境獲得學習主題相關(guān)的資源，避免了在海量的網(wǎng)上資源中迷航，提高學習效率，并有效支持協(xié)作學習活動的開展。

當前，支持學校開展科學探究活動的學習環(huán)境主要有兩類：一是基于學校課堂內(nèi)/外的“現(xiàn)實世界”。二是基于網(wǎng)絡(luò)/多媒體的“虛擬世界”。在圖1所示的“學習環(huán)境一學習模式”坐標系中。傳統(tǒng)的課堂教學活動、傳統(tǒng)的研究性學習活動分別位于A、D兩個象限之中；基于信息技術(shù)的教學演示活動位于B象限：基于信息技術(shù)的研究性學習活動則位于c象限。其中包括網(wǎng)絡(luò)探究（WebQuest）、網(wǎng)絡(luò)探究科學環(huán)境（Web-basedInquiry Science Environment，簡稱WISE）、信息問題解決模式（BIG6）等典型的研究性學習模式。

圖中虛線勾畫出的橢圓是“虛實融合環(huán)境中的研究性學習”活動，它將虛擬環(huán)境與現(xiàn)實環(huán)境有機地結(jié)合起來，既充分利用虛擬環(huán)境中豐富的網(wǎng)絡(luò)信息資源、認知與交互工具來開展研究性學習活動，又將學習活動置于現(xiàn)實環(huán)境中的真實情景，使得學習任務(wù)更具真實性與挑戰(zhàn)性，更加激發(fā)學習者的動機與興趣。

（二）虛實融合環(huán)境的特征

一般說來，本文所討論的虛實融合的學習環(huán)境具有以下特征：（1）基于傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持，實現(xiàn)真實學習環(huán)境與虛擬學習環(huán)境的有機結(jié)合；（2）通過虛擬環(huán)境向?qū)W習者提供真實環(huán)境中難以獲取的數(shù)據(jù)，將基于校內(nèi)的正式學習活動與基于社會的非正式學習活動有機結(jié)合；（3）支持現(xiàn)實環(huán)境中的問題解決型教學活動，借助虛擬化的工具和手段開展科學探究。通過協(xié)作與互動解決現(xiàn)實世界中的真實問題：（4）通過傳感器和網(wǎng)絡(luò)實時獲取和傳遞現(xiàn)實環(huán)境中的數(shù)據(jù)，擁有虛擬環(huán)境中海量的數(shù)字化學習資源，有利于開展跨時空的自主學習：（5）參與者能夠最大限度地參與學習活動并有所收益，參與者既是某一領(lǐng)域的學習者也可能是某一領(lǐng)域的專家。

總之，虛實融合的學習環(huán)境結(jié)合了真實環(huán)境與虛擬環(huán)境的優(yōu)勢，可以彌補二者在培養(yǎng)學習者協(xié)作創(chuàng)新與滿足學生真實體驗等方面的不足。使用基于傳感器和通信網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為學習者提供真實、同步的科學探究工具與手段，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)編織起巨大的知識網(wǎng)絡(luò)，使所有參與者都能從中學到知識。獲得體驗。拓展視野。從而滿足不同層次的學習需求。

基于課堂的“現(xiàn)實”學習環(huán)境、基于網(wǎng)絡(luò)和多媒體的“虛擬”學習環(huán)境，以及“虛實融合”學習環(huán)境三者在理論基礎(chǔ)、技術(shù)支持等方面均有所不同，但在促進學習者有效學習的根本目標上是一致的，如表2所示。

四、虛實融合學習環(huán)境的理論與技術(shù)支持

（一）情境認知理論與分布式認知

建構(gòu)主義理論的四要素（情境、會話、協(xié)作、意義建構(gòu)）奠定了學習環(huán)境的理論基礎(chǔ)。建構(gòu)主義認為，情境在促進學習者意義建構(gòu)過程中的作用不容忽視，學是與一定的社會文化背景即“情境”相聯(lián)系的，學習者在實際情境下進行學習，通過“同化”與“順應(yīng)”才能達到對新知識意義的建構(gòu)。會建構(gòu)主義理論觀點更是認為，學校中的學習應(yīng)該在一種有意義的情境中發(fā)生，它不可能與兒童在“真實世界”中所獲得的知識相分離。因此。學習過程類似于社會交往過程。社會文化氛圍與學習情境對存在于其中的主體有很大的影響，舒適融洽的情境能夠滿足主體的心理需求，促進有意義的交流。

情境認知理論認為，學習者的生活經(jīng)驗以及在新知識的獲得與應(yīng)用中利用這一生活經(jīng)驗對于學習是十分重要的。事實上，情境認知的研究正是試圖通過設(shè)置基于工作的、模仿從業(yè)者真實活動的學習環(huán)境?；蚪柚畔⒓夹g(shù)設(shè)計的逼真、仿真環(huán)境和虛擬實境來提高學習的有效性，并保證知識向真實情境的遷移。

雖然。目前現(xiàn)代信息技術(shù)工具已經(jīng)實現(xiàn)了對真實情境的復(fù)制和虛擬化，但在滿足學習者的真實感和臨場體驗方面，真實的情境與活動仍然不可替代。因此。在重視基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬學習環(huán)境的同時，也要重視真實環(huán)境中的活動、情境與評價，二者相輔相成。

分布式認知是一種認知活動，既是對內(nèi)部和外部表征的信息加工過程，也是一個包括認知主體和認知環(huán)境的學習系統(tǒng)。分布式認知強調(diào)認知現(xiàn)象在認知主體和環(huán)境間分布的本質(zhì)，它認為認知分布于學習者個體的大腦內(nèi)。大腦是一個復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)，具有社會性。該理論把人的學習過程與大腦的自然學習過程類比，強調(diào)要設(shè)計合適的學習環(huán)境以使人類學習過程與大腦的自然學習過程相一致。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，基于計算機和網(wǎng)絡(luò)的學習環(huán)境正在分布式認知學習中扮演著愈來愈重要的角色。

在分布式認知的相關(guān)理論中，制品（artifact）被理解為支持分布式學習的設(shè)備或?qū)W習技術(shù)，學習者與制品的交互過程促進了有效學習，人與制品構(gòu)成了動態(tài)的學習環(huán)境系統(tǒng)，這是一個復(fù)雜的分布式學習系統(tǒng)。分布式學習環(huán)境中的“制品”被認為帶有認知能力，例如，智能教學系統(tǒng)中的智能被認為擁有類似于專家的“智力”，當學習者帶著大腦中的知識參與到分布式的學習環(huán)境中，將與“制品”產(chǎn)生交互。為了促進學習者知識體系的完善與提升，就必須科學設(shè)計和正確使用“制品”，使之與學習者的大腦知識互補。從而有效提升學習效率。

（二）關(guān)聯(lián)主義學習觀與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

加拿大學者喬治·西門斯（George Siemens）于2005年提出一種有別于傳統(tǒng)學習理論的數(shù)字化時代的學習觀，即關(guān)聯(lián)主義（connectivism）的學習觀。其基本原理包括：學習與知識建立于各種觀點之上：學習是一種將不同專業(yè)節(jié)點或信息源連接起來的過程：學習可能存在于非人的工具設(shè)施中；學習的能力比當前知識的掌握更重要：為促進持續(xù)學習，需要培養(yǎng)與保持各種連接；發(fā)現(xiàn)不同領(lǐng)域、理念與概念之間聯(lián)系的能力至關(guān)重要：知識的流通是所有關(guān)聯(lián)主義學習活動的目的。該學習觀認為。數(shù)字化時代的學習建立在與信息節(jié)點保持高度連通的基礎(chǔ)上，知道“從哪里尋找答案”比知道“答案是什么”更加重要。根據(jù)關(guān)聯(lián)主義的觀點，在學習環(huán)境的構(gòu)建與應(yīng)用中，應(yīng)當更加注重個體知識的有效管理，支持快速獲取信息、加工信息。例如。在相關(guān)的研究中所提出的關(guān)注信息節(jié)點的聚合、打造嵌入型的學習場域、注重個人知識管理以及延展社會網(wǎng)絡(luò)等等。

物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things。IOT）近年來互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用的拓展與延伸，國際電信聯(lián)盟（1TU）2005年的報告認為，物聯(lián)網(wǎng)主要解決物品到物品（Thing to Thing，T2T1、人到物品（Human to Thing，H2T）、人到人（Human to Human，H2H）之間的互連。t23r2008年，歐洲信息社會與媒體委員會的報告《2020年的物聯(lián)網(wǎng)：未來之路》中，將物聯(lián)網(wǎng)定義為：由一些“具有身份標識與虛擬的個性化特征，可以利用智能化接口在智能空間進行相關(guān)操作，并可以與社會的、環(huán)境的、用戶的上下文相互連接并進行有效溝通”的物體所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。鑒于此，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于學習環(huán)境建設(shè)，應(yīng)當是以傳感器為基礎(chǔ)元件，實時采集現(xiàn)實環(huán)境中人們難以直接獲得的、與學習活動相關(guān)的數(shù)據(jù)并進行可視化，與基于網(wǎng)絡(luò)和多媒體的虛擬學習環(huán)境中大量的社群節(jié)點進行無縫的關(guān)聯(lián)（連接），進而構(gòu)建起一個高度連通的、有效支持協(xié)作學習活動的龐大的學習環(huán)境。

物聯(lián)網(wǎng)體系通常由圖2所示的感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三部分構(gòu)成。在這里。感知層是基礎(chǔ)，通過無線射頻識別（RFID）標簽或各類傳感器。實時采集現(xiàn)實環(huán)境或真實物體的相關(guān)信息，實現(xiàn)物物相連，感應(yīng)器將其與網(wǎng)絡(luò)接口連接；在網(wǎng)絡(luò)層，云計算平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的最大范圍共享，并進行信息加工與處理，最后在應(yīng)用層使用并推廣；在應(yīng)用層，就學習環(huán)境的應(yīng)用而言，可以進行針對特定主題的探究學習，與異地學習者開展協(xié)作式學習，在虛擬仿真平臺上編程并對實體機器人進行運行調(diào)試。進行數(shù)字化科學實驗等等。

在基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的虛實融合學習環(huán)境中，包含有各種類型的信息節(jié)點，例如，參與者個體所代表的專業(yè)知識庫，虛擬網(wǎng)絡(luò)空間的資源庫，以及傳感設(shè)備提供的信息數(shù)據(jù)庫等等。應(yīng)當在關(guān)聯(lián)主義學習觀的指導(dǎo)下，合理利用這些資源節(jié)點構(gòu)建符合“數(shù)字化一物物相連”特點的有效學習環(huán)境。

基于關(guān)聯(lián)主義學習觀的虛實融合的學習環(huán)境，可以支持學習者快速獲取學習資源，管理個人知識空間，提高學習效率，在加強與拓展知識節(jié)點的同時。提高協(xié)作解決實際問題的能力和多視角的探究能力。基于關(guān)聯(lián)主義學習觀的視角，虛實融合的學習環(huán)境既繼承了傳統(tǒng)學習環(huán)境的關(guān)鍵要素，又豐富和發(fā)展了其結(jié)構(gòu)與內(nèi)涵。

五、虛實融合學習環(huán)境的應(yīng)用實例

近年來，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)與現(xiàn)代教學理念的發(fā)展，國內(nèi)外先后出現(xiàn)了一些典型的虛實融合學習環(huán)境實例。臺北市的校園數(shù)字氣象站就是一個較早將傳感設(shè)備應(yīng)用于中小學氣象數(shù)據(jù)觀測和教學活動的典型例子，其他的例子還有：東北師范大學的基于概念構(gòu)圖的網(wǎng)絡(luò)協(xié)作學習環(huán)境、香港培正中學的e一小區(qū)協(xié)作學習環(huán)境、臺灣科技大學研究團隊圍繞科學探究主題構(gòu)建的情境感知泛在學習環(huán)境、美國面向科學教育的可視化協(xié)作學習環(huán)境（covis）等等?？梢姡搶嵢诤系臄?shù)字化學習環(huán)境的研究已逐步從理論走向?qū)嵺`，在各種新型的信息技術(shù)硬、軟件的支持下，其內(nèi)涵與結(jié)構(gòu)將更加豐富和多樣。

（一）校園環(huán)境信息觀測與研究性學習

“基于社區(qū)/校園的環(huán)境信息監(jiān)測系統(tǒng)及其教育應(yīng)用”是我們承擔的一項浙江省公益性技術(shù)應(yīng)用項目。校園環(huán)境信息觀測系統(tǒng)（Campus Environment Information System。以下簡稱CEIS）是其中的主要成果之一。

CEIS系統(tǒng)將單純的環(huán)境數(shù)據(jù)的觀察與應(yīng)用進行拓展，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立一個虛實融合的，集硬/軟件、環(huán)境信息服務(wù)、環(huán)境知識普及、在線協(xié)作探究為一體的區(qū)域環(huán)境觀測與環(huán)境教育信息化平臺。

CEIS系統(tǒng)的總體構(gòu)成如圖3所示。整個系統(tǒng)由室外采集器、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫、信息門戶構(gòu)成，學習者既可利用在線工具開展探究學習。也可通過移動設(shè)備查詢實時數(shù)據(jù)開展活動。其中，室外采集器（如圖4左圖所示）由太陽能供電、分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)感知和無線數(shù)據(jù)傳輸三個部分組成，可以實時或定時采集本區(qū)域的各類環(huán)境數(shù)據(jù)并上傳到遠程服務(wù)器中，包括氣象要素（溫度、濕度、風速、風向、雨量、氣壓和總輻射）、環(huán)境噪聲、空氣質(zhì)量（二氧化碳、臭氧、有毒有害氣體和粉塵顆粒物）等12個環(huán)境要素。此外，本系統(tǒng)具有較好的擴展性，可以根據(jù)需要增減傳感器的類型和數(shù)量。信息門戶網(wǎng)站（如圖4右圖所示）向用戶提供環(huán)境要素的實時數(shù)據(jù)信息以及相關(guān)的學習資源，如科普知識，供學習者在線開展科學探究。

CEIS系統(tǒng)將虛擬環(huán)境（包含了在線的信息資源、在線協(xié)作學習工具）與真實的校園環(huán)境（包含了真實的校園、基于真實情景的環(huán)境數(shù)據(jù)）有機融合，學習者既可以基于真實的環(huán)境問題，在真實的世界中，通過真實的評價反饋開展研究性學習。又能夠充分利用虛擬的在線學習平臺及網(wǎng)絡(luò)工具，跨越時空界限，進行無障礙的交流與協(xié)作。在學校環(huán)境教育領(lǐng)域，可以較好地解決傳統(tǒng)的課堂教學中的難點，通過該系統(tǒng)采集難以直接從真實情景中獲取的環(huán)境信息，開展跨校間的分布式協(xié)作學習，在學習活動過程中逐步積累相關(guān)數(shù)據(jù)和優(yōu)秀案例，促進學習者知識的吸收與內(nèi)化，以及科學探究能力的提升。在這里，我們以面向小學3-6年級的環(huán)境教育為例，列出利用CEIS系統(tǒng)開展科學探究的活動設(shè)計方案如表3所示。

（二）GLOBE全球性學習與觀察

“有益于環(huán)境的全球性學習與觀察”（Global Learning andObservations to Benefit the Environment，簡稱GLOBE）是美國副總統(tǒng)戈爾在1994年世界地球日發(fā)起的一個國際性的環(huán)境教育遠程合作項目。截至到目前，已有112個國家參與到GLOBE項目中，包含分布在2.4萬個學校中的約5.8萬個受過GLOBE項目訓(xùn)練的教師。此外，通過在線參與全球性的科學探究項目，150萬的學生貢獻并分享了多達2300萬的數(shù)據(jù)。GLOBE項目通過GLOBE學校網(wǎng)絡(luò)將學生、教師以及科學家聯(lián)系在一起，同時，鼓勵家長、科學家以及參與過GLOBE項目的校友支持學生開展活動。

2006年，我國的首都師大團隊參與了GLOBE項目中的“夜晚觀星”（GLOBE at Night）子項目。該子項目要求在全球范圍內(nèi)對星空的清晰度進行觀察，通過收集的數(shù)據(jù)來評估夜晚照明對星空的污染程度。分布在全球各地的參與者在網(wǎng)站平臺上根據(jù)學習指導(dǎo)，下載活動信息手冊。選擇觀測周期內(nèi)的一個時間。觀察記錄當?shù)氐男畔?shù)據(jù)，與參與者通過網(wǎng)絡(luò)工具匯報、共享觀測情況。最后通過郵件收到組織者對此次活觀測活動的總結(jié)報告。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，GLOBE項目也在不斷地完善發(fā)展。如圖5右所示。利用谷歌地球。篩選科學探究中所需的數(shù)據(jù)類別，如大氣、地質(zhì)、水文等，選取州、學校所在的地理位置，即可下載獲取這些開放共享的數(shù)據(jù)資源。

GLOBE項目在社會各界人士的支持下，構(gòu)建了一個全球范圍的、開展科學探究活動的“虛實融合”學習環(huán)境，具有如下特征：（1）提供網(wǎng)絡(luò)平臺開展分布式學習活動，同時，使用物聯(lián)傳感設(shè)備獲取、加工、共享真實情境的數(shù)據(jù)信息；（2）為學習者構(gòu)建豐富的人際關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，如教師、參與者、科學家、伙伴等，學習者可以隨時與這些擁有豐富信息資源的知識節(jié)點溝通交流。獲取指導(dǎo)：（3）在全球范圍內(nèi)開展基于現(xiàn)實生活主題的探究活動，提供輔助認知的技術(shù)工具，如將獲得數(shù)據(jù)信息實時生成圖表（需要項目參與者身份），從而激發(fā)學習者的動機。促進有效學習：（4）使用“實踐檢驗法”來評價學習效果。學習者的成果轉(zhuǎn)化為真實問題的解決方案，其學習結(jié)果可直接在現(xiàn)實中得到檢驗。

（三）虛實融合的機器人教育

所謂機器人教育通常是指學習機器人的基本知識與基本技能，或利用教育機器人優(yōu)化教育教學效果的理論與實踐，這是人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用，是信息技術(shù)教育的一個領(lǐng)域，近年來已成為培養(yǎng)學生編程能力、創(chuàng)新技能的重要載體。由于傳統(tǒng)的機器人教育大都基于實體機器人開展教學與實踐活動，設(shè)備成本比較高，加之地區(qū)之間在經(jīng)濟和師資水平等方面的差異，難以大面積推廣，在較大程度上制約了機器人教育活動的開展。

虛擬機器人的出現(xiàn)不僅解決實體機器人教育存在的一些問題。而且已有研究發(fā)現(xiàn)，在信息技術(shù)課程中利用虛擬機器人教學起到一舉兩得的作用，使學生不僅學習了程序設(shè)計的基本知識，也學習了機器人相關(guān)的知識，同時利用虛擬機器人與程序設(shè)計教學，在一定程度上提高了學生學習程序設(shè)計的興趣和動力。以機器人足球比賽為例，它融合了實時視覺系統(tǒng)、機器人控制、無線通訊、多機器人控制等多個領(lǐng)域的技術(shù)，是一個有趣且復(fù)雜的人工智能研究領(lǐng)域。然而，真實的足球機器人比賽所需的硬件設(shè)備比較昂貴。為了降低研究機器人足球比賽相關(guān)領(lǐng)域的成本，一方面，人們開發(fā)了虛擬的足球機器人仿真平臺（如圖6左圖所示），能夠完全模擬實際足球機器人和比賽場地的尺寸、比例關(guān)系，調(diào)節(jié)摩擦、反彈、線性阻尼、能量消耗等物理參數(shù)。能夠使仿真平臺具有很高的仿真度。隨著機器人足球的迅猛發(fā)展，虛擬機器人足球比賽已成為一項獨立的、參加人數(shù)最多的機器人足球比賽類別。

近年來，將虛擬機器人和實體機器人結(jié)合而成的“虛實融合”機器人的教學環(huán)境，正在受到人們的重視，在學校的機器人教育中具有十分廣闊的前景。例如，微軟的機器人平臺M-icrosoft Robotics Studio能以多種方式遠程控制實體機器人，還可以利用PC通過電纜或者無線傳輸（藍牙，wifi，ZigBee）等。

虛擬的機器人教育仿真平臺與實體機器人的結(jié)合，有利于構(gòu)建一個功能相對完善的虛實融合的機器人教學環(huán)境。在實踐教學中，可借助上述環(huán)境采用“虛擬一實體一創(chuàng)新”的教學策略，即第一階段開展以虛擬機器人為載體的程序設(shè)計教學；第二階段結(jié)合實體機器人，進行設(shè)計、編程、調(diào)試等步驟，完善實體的運作，培養(yǎng)學生的動手能力、解決問題的能力；第三階段，學生制作自己的創(chuàng)新機器人作品，多角度地培養(yǎng)學生的分析問題、解決問題的能力，同時增加學生的動手能力和團結(jié)合作能力。