《例谈信息技术和高中物理教学深度融合的教学设计》
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摘要：致力于深度学习的课堂教学越来越注重课堂教学的交互性,而交互性的实现很大程度依托信息技术来实现,传统课堂对信息技术局限于简单应用或低技术循环,本文以单摆教学为例,创建基于多种信息资源有机融合的学习环境,设计分析单摆周期测量的四种方案,着力于将信息技术与高中物理课堂教学深度融合,真正促进学生高阶思维的发展.
关键词：信息技术;高中物理;单摆;核心素养;深度融合
引言
信息技术的快速发展,极大程度上改变了人们的教育观念,深远地影响了教师的教和学生的学.高考从社会发展变化对人才的新要求出发,加大了对学生在信息时代应具有的阅读能力、获取信息能力和思辨能力的考查[ 1 ].现今课堂对信息技术大多局限于简单应用或低技术循环,注重的往往还是信息技术在教师教学活动中使用的经常性、普遍性,基本仍处于教育信息化1.0阶段[ 2 ].而迈入2.0阶段, 加强信息技术与教育深度融合的同时, 信息化开始注重教育教学的创新发展, 因此“创新”成为这一阶段的关键词[ 2 ].基于创新的信息技术与教学的深度融合可以帮助老师突破固有的教学方式.
1.教学中常态化应用组件和工具介绍
“工欲善其事,必先利其器”.与信息技术深度融合的课堂要依托智能设备、物联网、人工智能等新兴技术.教师的智慧在于运用相应的技术把各种媒体和技术进行有效组合,本课要用到如下信息技术资源：交互式一体机、EN5（中文名：希沃白板5）（希沃开发的互动教学平台）、班级优化大师（教师导入班级成员后,可对其进行分组,课堂中可随机抽选同学完成相应任务,设制加减分,教师可自定义评价方式,便于最终自动生成学生成长手册）、希沃知识胶囊（白板5中能提供微课的快速录制、编辑、生成、分享的应用软件）、SeewoLink（中文名：希沃授课助手）（基于无线Wi-Fi网络,能实现移动终端与PC之间互联互动的应用软件）、希沃剪辑师（专为老师制作微课而设计,支持快捷录屏、剪辑、一键转场等简单的微课制作功能的应用软件）、excel办公软件（用于实验数据记录和分析处理）、手机（利用其自带传感器采集相关物理数据）,希沃云课堂（学生预先报名,进行远程在线学习的平台）、phyphox（提取手机传感器中的测量数据）、Tracker（追踪轨迹,并拟合研究对象的运动方程的应用软件）等.
2.例析各教学环节的媒体技术选择
从信息技术应用于课堂教学的发展过程来看,人与设备协作的理念正在深入人心,人与设备的协作就是要让信息技术发挥其效力,替代教师完成重复而烦琐的任务,教师尝试在常规教学活动的基础上加入一些应用软件或在线工具,从而延伸课堂、改善课堂[ 3 ].结合希沃“授课助手”,智能手机则可以作为实物展示台的摄像工具,实时把同学们操作过程传屏到一体机,可以拍摄优秀作业进行示范,可抓拍典型错误让同学们相互诊断.课后开启希沃“知识胶囊”推送一些拓展性素材,通过“云课堂”对有需要的同学在线答疑,充分利用网络和课后练习延伸深化课堂知识,进行创新性应用.引导同学们完成自我诊断,完成知识迁移,可以保证学生在学习过程中更具有自主性.以鲁科版教材高中《物理·选修3-4》中单摆为例,谈谈笔者在信息技术与高中物理课堂教学深度融合的实践研究（如表1）.
3.信息技术在物理量数据测量和数据处理方面应用举例
信息技术是实现教育多样性、个性化最重要、最有效的手段, 对培养创新创业人才具有不可替代的关键作用[ 4 ].单摆周期是本课重要的测量量,有下列方案可供选择.（见表1）
方案一 分组自行设定摆长,用秒表测量摆球完成多个完整周期所需时间,通过求平均值求出各摆长对应的周期.教师汇集各组数据.
优势：原理易于被学生理解,体验多次平均减小实验误差的方法,有利于学生实验素养的培养.
不足：新课教學中比较费时,造成课堂目标难以达成,课堂低效化.
方案二 应用DIS软件,在菜单中选择“光电门设置”,将挡光类型设为单摆,就可直接测单摆周期（如图1）.此方案要求配备DIS软件和相关传感器.
优势：简便、快捷、测量结果准确.适合配备DIS数字实验系统学校.
不足：对硬件软件要求较高.
方案三 用手机录制摆球的运动过程.用Tracker应用软件追踪摆球的运动（如图2）,进行轨迹分析,通过运动方程进行周期分析.
优势：能展示单摆运动周期性特点,并表现实际运动的振幅变化.
不足：手机拍摄的视频需要转码,操作略烦琐,考验老师和同学的信息素养.对简谐运动方程理解要求较高.
方案四 利用智能手机直接作为研究对象进行实验,利用其自带的传感器采集周期数据,方便导出实验数据.将细绳一端固定在铁架台上,另一端固定在手机上,做成一个摆.打开phyphox软件,下拉菜单找到Mechanics下的Pendulum（如图3）让手机偏离平衡位置一个较小角度,点击运行按钮,放手后,phyphox应用软自动记录单摆的周期.
优势：对硬件要求不高,数据直接读取.能快捷获取实验数据.
不足：学生对手机直接测周期的技术原理不了解.
综合各方案的优势和不足,笔者选择在学生分组实验时用方案一;方案二和三在课后的云课堂进行演示和介绍,给学有余力的同学更大空间;新课教学时,选择方案四.
物理是一门以实验探究自然规律的学科,如果通过信息技术、增强现实技术等加快对实验现象与数据的分析,才能让物理教学如虎添翼[ 5 ].目前excel办公软件高频用于实物实验数据的记录和处理.通过猜想周期与摆长的各种可能数量关系,通过拟合T-L、T-L2、T-图线,最后建立T与的正比关系.在理解数据处理方法的前提下,excel办公软件处理物理实验数据也应作为师生的一个基本信息素养加以普及和提高.
4.结语
多媒体技术与教学在创新中的深度融合,从深层次上改变教育生态,推动教学模式的变革.教师们在进行教学设计时,着力于合理选择并优化融合媒体和技术资源,让信息技术服务教学目标时更具有直观性、启发性、可操作性;致力于在信息技术与物理课堂教学深度高阶融合,提升同学们的学科核心素养这一目标的达成则将如虎天翼.
参考文献：
[1]教育部考试中心.中国高考评价体系说明（2019）[S].北京：人民教育出版社,2019.
[2]吴砥,邢单霞,蒋龙艳.走中国特色教育信息化发展之路——《教育信息化2.0行动计划》解读之三[J].电化教育研究,2018,39（6）：32-34.
[3]顾筱玲.展望2020信息技术与教学深度融合[J].中国信息技术教育,2020（1）：13-14.
[4]任昌山.加快推进2.0,打造教育信息化升级版——《教育信息化2.0行动计划》解读之二[J].电化教育研究,2018,39（6）：29-31,89.
[5]严涵.信息技术在磁场对通电导线作用力研究中的应用[J].物理通报,2019（10）：96-99.
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教学设计和信息技术引用文献:
[1] 教学设计和信息技术硕士学位毕业论文范文 关于教学设计和信息技术方面本科论文开题报告范文2万字
[2] 物理教学电大毕业论文范文 教学设计和信息技术相关本科论文开题报告范文2万字
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