初中物理教学中信息技术的应用

摘要：《中小学教师信息技术应用能力校本应用考核规范》梳理出教师在“信息技术应用能力提升工程2.0”中需要掌握的30个微能力点。笔者提出的融合点是指教师在开展信息化教学的过程中所遇到的特殊知识点，这些知识点属于学科教学的重点、难点、易错点或易混点，教学难度大，但通过信息化手段却能够轻松破解教学困境。融合点和微能力点相辅相成，能够形成积极有效的互补，促进教师信息化应用能力的提升。

关键词：微能力点;融合点;信息技术;学科融合

《中小学教师信息技术应用能力校本应用考核规范》是教育部科技司2018—2019年教育信息化项目“面向中小学教师的信息技术应用能力发展测评指标研究”的部分成果。该规范的制定依据《中小学教师信息技术应用能力标准(试用)》，结合当前信息化教学最常见的多媒体教学环境、混合学习环境和智慧学习环境，从学情分析、教学设计、学法指导和学业评价四个维度梳理出移动互联网时代教师开展信息化教学需要掌握的30个微能力点[1]，成为指导各地区教师“信息技术应用能力提升工程2.0”实施的重要指导性文件。

这30个微能力点是对教师开展信息化教学所需能力的高度概括，初步掌握上述微能力点，能够满足信息化教学的常规需求，但是具体到某一学段、某一学科，或者某一学科的某一章节，甚至某一个具体知识点，在突破教学难点方面可能还力有不逮。在教师“信息技术应用能力提升工程2.0”实施过程中，依托微能力点开展区域信息化骨干团队培训是一种很好的思路，但在整校推进的过程中，30个微能力点与一线教师在学科教学中的信息化需求还有一定的距离。笔者作为河南省教师“信息技术应用能力提升工程2.0”指导专家团队的一名成员，在与一线教师开展信息化交流的过程中广泛开展需求调研，并在此基础上提出了信息技术与学科教学融合点的概念。

一、信息技术与学科教学融合点的基本含义

信息技术与学科教学融合点简称融合点，是指教师在开展信息化教学过程中所遇到的一些特殊知识点。某个知识点要想成为融合点，需要同时具备如下三个条件：一是该知识点属于学科教学的重点、难点、易错点或易混点，二是使用传统手段就该知识点开展教学有一定难度，三是采用恰当的信息化手段能够轻松突破该知识点的教学难题。

由此推而广之，教师在教育教学活动中会产生一些具有普遍性和迫切性的需求，这些需求因为使用常规手段难以解决而成为教师或活动组织者心中的痛点，如果这些痛点能够借助于信息化手段轻松破解的话，那么这些痛点也就是广义上的信息技术融合点。例如，许多老师希望能够在当堂检测的基础上，迅速而准确地获取学生练习数据的统计结果，从而使随后的课堂反馈更具有针对性，这样的需求使用常规手段难以解决。尽管在传统课堂教学中，一些教师会通过对部分优秀学生作业的现场批改获取部分反馈信息，但却无法得到全面、精准的汇总结果，这类需求在优秀教师群体中具有很强的普遍性。伴随着信息技术的发展，在智慧课堂学习环境下，这样的痛点能够轻松破解，教师可以通过智慧课堂教学平台从题库中选取习题推送给学生，学生通过移动终端提交答案后，系统会智能化地批改、反馈，并将全班同学的答题数据进行汇总，以图形化的方式呈现在教师工作界面。即使没有特定的智慧课堂教学平台做支撑，教师也可以依托QQ作业群、问卷星等免费的大众化平台轻松达成上述目标。

事实上，广义的融合点与微能力点有着非常密切的关系。例如，“技术支持的学情分析”是一项重要的微能力点，那么“利用问卷星平台进行学情调查”就是一个广义的融合点;“技术支持的展示交流”是一项重要的微能力点，那么“利用美篇APP开展展示交流”就是一个广义的融合点。本文着重探讨狭义融合点，也就是使用传统教学手段难以解决，但利用信息技术却能够轻松破解的教学重难点。

二、初中物理教学中的融合点举例

融合点与教师的教学设计思路密切相关，同时也与课堂教学的软硬件环境有关。将某个知识点确定为融合点时，需要统筹考虑实施教学行为所需的信息化环境，即教学所需的软硬件环境和信息化工具。

(一)多媒体教学环境

在多媒体教学环境下，教师可以依托图片、声音、视频、Flash动画等数字化资源创设情境，激发起学生探究的热情，也可以化抽象为直观，轻松地突破教学难点。例如，在研究液体压强的时候，船只通过船闸的过程较为抽象，依靠教材中的几幅插图难以让学生对船闸的工作原理产生直观、感性的认识，而教师结合如图1所示的Flash动画演示，讲解船只通过船闸的过程，则能够轻松突破教学难点。

(二)混合学习环境

在混合学习环境下，教师可以依托宽带网络随时检索或者打开收藏的优质网络资源突破教学难点。例如，真空铃实验是初中物理中声学模块的重要实验。在我国中西部许多地区，学校实验室里没有抽气机，导致这个实验难以通过传统的课堂演示手段来进行。许多老师会选择通过网络检索高质量的实验视频辅助教学，那么这个知识点就成为信息技术与初中物理教学的融合点。在不同的教学环境下，教师可以采取不同的信息化手段来解决这一难题，在此过程中会用到不同的工具。例如，在多媒体教学环境中，教师需要提前通过浏览器检索实验视频，并设法将其下载到电脑端，用U盘拷贝到教学用电脑上使用。而在混合学习环境下，教师只需检索到实验视频，将其添加到浏览器的收藏夹里，需要时直接通过浏览器打开播放即可。

初中物理中的一些实验具有危险性。例如在研究大气压的测量时，演示托里拆利实验要用到水银，但水银蒸气有毒，会影响师生健康;在演示二氧化氮气体在空气中的扩散时，所用的二氧化氮气体是有着刺鼻味道的有毒气体，讲台前的学生吸入少量二氧化氮就有可能出现头晕、恶心等症状。此时，教师通过网络提前检索优质的实验视频辅助教学能够轻松破解教学难题。上述知识点也是融合点。

家庭电路的构成和连接也是一个融合点。现在的家庭电路出于安全、美观的考虑往往走暗线，学生无法通过实地观察研究家庭电路的构成、连接和使用情况，此外，家庭电路220伏的电压对于人体来说是非常危险的，学生也难以对照实物进行探究。在混合学习环境下，教师只需使用浏览器打开如图2所示的物理实验链接，即可结合仿真实验进行讲解，破解教学难题。

在混合学习环境下，有了网络支持，教师还可以借助于其他的信息化手段来突破教学难点。例如，示波器的使用几乎贯穿了整个声现象的教学，是研究声现象最重要的实验器材。在研究声音的特性时，需要利用示波器把不同频率音叉所发出声音的波形呈现出来，将无形的声音转化为有形的波形，学生在听音叉发出的声音的同时观察声音的波形，能够轻松突破这一教学难点。但美中不足的是，实验室里的老式示波器较为笨重，而且其屏幕是直径约10cm的圆形(如图3)，教师在讲台上演示时，教室后排的学生由于距离较远，往往难以看清屏幕上所呈现的波形。更加令人无奈的是，笔者所在学校的实验室里，竟然没有一台能够正常使用的示波器[2]。得益于移动互联技术的发展，现在只需在手机上安装Oscilloscope这款虚拟示波器APP，运行Oscilloscope，手机就变成了示波器，可以将捕捉到的外部声音的波形呈现在手机屏幕上。在此基础上，借助于希沃授课助手等软件的“投屏”功能，还可以将小小的手机屏幕显示在大屏幕上，此时教师运行虚拟示波器APP，让学生对着手机发出不同的声音，这些声音的波形就会同步出现在投影屏幕上，如图4、图5分别是模拟老牛低沉的叫声和公鸡打鸣时所发出声音的波形。两相对比不难发现公鸡打鸣时的音调较高，波形密集。这样的画面极具视觉冲击力，能够极大调动起学生参与的热情。

(三)智慧学习环境

在智慧学习环境下，因为学生有电子书包、iPad、智能手机等能联网的移动终端，点击教师分享的链接或者扫描二维码即可随时打开教师所推送的资源，学生还可以使用移动设备的拍照、摄像功能记录探究成果，并利用微信群、QQ群等社交平台随时分享、展示小组探究的成果，而教师也能通过问卷星等平台随时获取学生所提交数据的统计汇总结果，从而使得课堂生成性资源的获取、分享和使用更加方便快捷，课堂上各类信息的交互更有深度。

例如，在研究电路的连接时，我把电源、灯泡、开关、导线等实验器材发给各小组之后，要求各小组同学尝试连接电路，使两个小灯泡能够同时发光，各小组完成任务以后，还要使用手机拍摄实验电路并上传到班级微信群里。分组探究结束之后，我请同学们进入微信群，通过对各组探究成果的对比分析，认识电路连接的两种基本方式及其特点。在讲授“噪声的危害和控制”一课时，为确保学生课前研学的顺利进行，我利用UMU互动平台发布了助学课程，用手机扫描二维码即可在手机端打开课程链接，课前三天在布置研学任务时将课程一并推送给学生，要求学生两人一组，在手机应用市场搜索并下载、安装噪声计APP，先利用手机录制不同环境下的噪声音频，再运行噪声计APP检测不同环境下噪声的强弱，并通过手机的截屏功能保存证据图片，提前一天分享到QQ群里[3]。此外，我还提前使用问卷星设计了课堂测试卷，在课堂练习环节让学生扫描二维码参与课堂检测。学生提交数据后，登录问卷星后台即可看到答题数据的统计结果(如图6)，我则根据汇总结果重点讲评错误率较高的题目，有效地增强了教学反馈的实效性和针对性。这样的设计思路只有在智慧学习环境下才能够轻松实施。

在智慧学习环境下，教师甚至可以依托CCtalk、钉钉等直播平台连线场外专家，就某些问题为学生做连线讲解，学生也可借助于手中的设备与场外专家远程互动，教师还可以依托上述平台的网络互动功能，方便场外的同行、家长参与课堂观摩和讨论。

三、融合点和微能力点相比较

信息技术是对传统教学手段的优化和补充，能够为师生提供更为丰富的学习、交流平台，即使在智慧学习环境下，教育中的情感、体验和交流也是技术所无法替代的，因此教师在课堂教学中的主导地位仍会得到足够的尊重，生动的讲解、结构化的板书、漂亮的简笔画、精彩的课堂演示、分组合作探究等传统教学手段仍有其存在的合理性和必要性。即使在智慧学习环境下，信息技术也是当用则用，不可滥用。例如，在研究流体压强跟流速关系时，对着两张平行的白纸吹气，让学生观察实验现象并思考现象背后的物理规律，就是很好的教学方法。

技术可以支持教学，极大地增强教学效果。例如在研究温度计的使用时，教师可以使用真实的器材演示、讲解，但如果在此基础上，借助于“101教育PPT”的手机跟拍功能，利用手机对教师的演示操作进行网络直播，方便后排学生通过投影看清教师的操作过程和温度计示数的变化，教学的效果肯定会更好。

融合点和微能力点都是针对教师信息技术应用能力提升目标而提出的，两者相辅相成，能够形成积极有效的互补。融合点研究离不开相关微能力点的支持，系统的微能力点培训有助于融合点研究的实施。教师“信息技术应用能力提升工程2.0”的推进过程通常是以教研组或学科组为单位进行的，针对学科的特殊需求，围绕融合点开展研究能使教师“信息技术应用能力提升工程2.0”的实施目标更加具体。融合点的研究目的在于使信息技术与知识点结合，以突破教学疑难，更好地达成教学目标，在此过程中，教师能够直观、真切地体会到信息技术与学科融合的方式和效果，生发出依托信息技术优化课堂教学的自觉性，从而积极主动地提升自身的信息化教学能力。