信息技术下“支架式”教学的设计与运用——以“电场与电场强度”为例.pdf
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1、信息技术下“支架式”教学的设计与运用 以“电场与电场强度”为例李惠婷(闽南师范大学物理与信息工程学院福建 漳州 )邓思佳(佛山市顺德区龙江外国语学校广东 佛山 )付丽萍(闽南师范大学物理与信息工程学院福建 漳州 )(收稿日期:)摘要:支架式教学是为学习者建构知识理解提供的一种概念框架以“电场与电场强度”为例,利用信息技术工具,在学生最近发展区内搭建教学“支架”,帮助学生自主建构物理知识,有效辅助物理教学,拓宽物理学习的途径关键词:支架式教学;信息技术;电场与电场强度引言支架式教学最初是由美国教育家、心理学家B r u n e r基于V y g o t s k y“最近发展区”理论提出的,是指教
2、师应在学生认知的最近发展区内搭建“支架”,提升学生的认知发展水平信息技术的快速发展为课堂教学实施带来了新的变革,也优化了传统“支架”的形式“电场与电场强度”是静电场主题中的重要物理概念之一电场与电场强度概念的建构过程对学生的抽象思维能力、空间想象能力等提出较高的要求教学中运用G e o G e b r a、虚拟实验室、“云班课”等信息技术,在学生的最近发展区内搭建可视化的“支架”,让学生通过“支架”逐步攀升,建构电场与电场强度的概念,提高学生问题解决能力,发展学生的认知水平,落实物理学科核心素养的培养信息技术下“支架式”教学资源的设计 运用G e o G e b r a绘制电场空间分布 实现物
3、理概念具象化电场概念比较抽象,运用G e o G e b r a展现电场 D分布情况,使抽象的电场概念具象化,培养学生的空间思维能力具体步骤如下第一步:创建两点A、B,点击滑动条,创建对应电荷量qA、qB;第二步:打开 D绘图区,利用“S e q u e n c e(序列)”“F l a t t e n(扁平列表)”,绘制一系列的点,表示空间中的电场分布;第三步:利用“Z i p(映射)”“V e c t o r(向量)”等指令或工具绘制空间向量,表示空间电场矢量场的分布,调节滑动条可以改变电荷量的大小,如图、图所示 年第期物理通报教学设计与实施 年度 福 建 省 本 科 高 校 教 育 教
4、学 改 革 研 究 项 目“信 息 化 背 景 下 物 理 教 育 硕 士 混 合 式 实 验 案 例 资 源 库 开 发 研 究”,项 目 编号:F B J G 作者简介:李惠婷(),女,在读硕士研究生,研究方向为中学物理教学通讯作者:付丽萍(),女,教授,主要研究方向为物理课程与教学论图等量同种电荷激发电场的空间分布图等量异种电荷激发电场的空间分布 运用G e o G e b r a模拟电场强度实验 实现实验过程可视化运用G e o G e b r a软件可以模拟教材中用试探电荷研究带电体电场的真实实验,呈现动态的变化过程,实现实验过程的可视化,加深学生的理解具体步骤如下第一步:利用“圆柱
5、”和“球”等工具绘制实验器材;第二步:创建坐标为(,)的点为场源电荷Q并创建滑动条Q、q、q、k、F;第三步:利用“p o i n t(描点)”指令,创建坐标k Q qF,的点为试探电荷q,坐标k Q qF,的点为试探电荷q;第四步:通过滑动条调节电荷量的大小可以观察到试探电荷位置的变化情况,如图所示图两个试探电荷位置的变化情况 运用虚拟实验室模拟电场线 实现物理实验数字化虚拟实验室可以模拟真实的物理实验,操作简单,效果明显,能实现物理实验数字化,具体步骤如下第一步:打开虚拟实验室软件,在界面上选择模拟电场线的操作项目,如图所示第二步:观看软件提示,进行实验操作图实验界面 运用“云班课”平台发
6、布任务 实现物理教学互动化“云班课”是一款课堂互动A P P,可实现多种教学功能,如图所示教师不仅可以在“云班课”平台中创建课程、发布视频、文本等资料,还可以利用平台中的“课堂表现”模块操作项目,调动学生积极性,活跃课堂氛围,加强教学互动图“课堂表现”模块 年第期物理通报教学设计与实施信息技术下“支架式”教学的运用基于信息技术的“电场与电场强度”教学,以传统的“搭建支架、进入情境、独立探索、协作学习、效果评价”支架式教学的五大基本环节为基础,在学生的最近发展区内,运用信息技术搭建“问题支架、工具支架、实验支架、评价支架”,从课前准备、课中实施、课后拓展个阶段展开 课前准备 确定起点在课前准备阶
7、段,以学生现有的知识能力为基础,了解学生相关背景知识,把握好教学的起点根据课标的要求对学生能够达到的潜在发展水平进行预判,结合支架式的教学理论,从知识、思维、能力个层面确定学生的最近发展区,如图所示图“电场与电场强度”学生的最近发展区 课中实施 自主建构在课中阶段以落实物理核心素养为目标,以“支架”为抓手,通过“进入情境、自主建构、协作学习、效果测评”个环节发展学生的认知水平,帮助学生自主建构电场与电场强度概念教学思路如图所示图“电场与电场强度”的支架式教学思路环节一:进入问题情境,认识电场物质性教师活动:搭建问题支架运用希沃白板播放,摩擦后塑料棒能使纸风车转动起来,摩擦后气球能使水柱改变流向
8、、能将纸屑吸引起来的“魔术表演”视频,截图如图所示图“魔术表演”视频截图 年第期物理通报教学设计与实施提出问题:相隔一定距离的物体如何产生力的作用?学生活动:观察、思考师:关于上面的问题,历史上有过长期的争论,请同学们说一说有哪两种不同的观点呢?生甲:力是一种超距作用,不需要物质作为媒介也能相互作用生乙:力是近距作用,是通过一种弹性媒介“以太”传递的教师活动:搭建问题支架,运用希沃白板播放关于上述问题争论的科普视频师:物理学理论与实验都证明了,超距作用的观点是错误的,弹性媒介“以太”也不存在,相隔一定距离的物体是通过“场”相互作用的师生总结:电荷之间的相互作用是通过电场传递的静止电荷产生的电场
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