信息技術(shù)整合課的設(shè)計(jì)和實(shí)踐(十七)

1、僅供個人參考第七講：信息技術(shù)整合課的設(shè)計(jì)和實(shí)踐閘北區(qū)教師進(jìn)修學(xué)院H2008年12月教師應(yīng)該具備將學(xué)科信息化方案在課堂中進(jìn)行實(shí)踐的能力，圍繞教學(xué)目標(biāo)，為了突破重點(diǎn)和難點(diǎn)，指導(dǎo)教師采用合適的資源、課堂組織形式和信息化形式，進(jìn)行具體的信息技術(shù)整合課的教學(xué)設(shè)計(jì)，并在課堂中進(jìn)行實(shí)踐。理科和文科在學(xué)科信息化的教學(xué)設(shè)計(jì)方面各有側(cè)重，本講主要分別介紹信息技術(shù)與理科和文科教學(xué)的整合方法。For personal use only in study and research; not for commercial use7. 1信息技術(shù)與理科教學(xué)的整合信息技術(shù)在理科教學(xué)中，將發(fā)揮越來越重要的作用，如真實(shí)的教學(xué)情境

2、、豐富的課程 資源、科學(xué)的探究工具、及時的交流環(huán)境。其中，互動課件是理科教學(xué)的重要探究工具，利 用互動課件所設(shè)計(jì)的理科互動課程則是信息技術(shù)與理科教學(xué)整合的主要形式。7. 1. 1互動課程是信息技術(shù)與理科整合的主要形式互動課件是信息技術(shù)與理科整合的主要工具，包才Flash課件、JAVA程序、Authorware課件等具有交互功能的教學(xué)軟件。互動課程是信息技術(shù)與理科整合的主要形式，是指圍繞JAVA、Flash等互動課件程序構(gòu)建的數(shù)學(xué)和科學(xué)互動課程，是以問題為導(dǎo)向，應(yīng)用計(jì)算機(jī)模型的模擬開展自主探究和學(xué)習(xí)的 新型課程。它具有在線、交互、多媒體的特點(diǎn)，既用于基于項(xiàng)目的研究性學(xué)習(xí)活動，也作為 學(xué)習(xí)支架和工

3、具廣泛用于日常的數(shù)學(xué)和科學(xué)教學(xué)中。模擬和計(jì)算機(jī)模型是發(fā)展數(shù)學(xué)和科學(xué)以及應(yīng)用這些學(xué)科的有力的資源。有了可視化的分析的工具，數(shù)學(xué)和科學(xué)模型從靜態(tài)的圖表發(fā)展到用互動的媒體制作的 動態(tài)的模型，從根本上改變了數(shù)學(xué)和科學(xué)探究的性質(zhì)?；诱n程具有以下的特點(diǎn)：以問題為中心，和真實(shí)世界緊密關(guān)聯(lián)；整合多門學(xué)科知識和面向真實(shí)世界的理論和實(shí)踐；在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的基礎(chǔ)上擴(kuò)展科學(xué)和數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)內(nèi)容；龐大的互動活動程序庫和應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)上傳發(fā)布的廣大教師開發(fā)的互動課程大大地增加 了選擇機(jī)會，因而能面向不同環(huán)境的學(xué)校和不同學(xué)習(xí)背景的學(xué)生?；诱n程把建構(gòu)主義的支架理論用于實(shí)踐，就是通過互動的多媒體活動程序?yàn)閷W(xué)生提 供學(xué)習(xí)活動的支架

4、，使學(xué)習(xí)者能夠進(jìn)行比較復(fù)雜的學(xué)習(xí)活動，投入到高級的思考和問題解決活動中去，使學(xué)生認(rèn)知水平達(dá)到新的高度。互動課程開發(fā)、實(shí)施與評價的實(shí)踐證明，整合不 是簡單的 做中學(xué)”，也不是理科教育的 文科化”（這和科學(xué)教育中弘揚(yáng)人文精神完全不是一 個概念），而是要使學(xué)生達(dá)到理解科學(xué)和數(shù)學(xué)這一課程的核心標(biāo)準(zhǔn)?；诱n程的實(shí)質(zhì)是改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式，模擬指的是學(xué)生模擬，充分應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，使學(xué)生的探究活動無論在深度和廣度上都能超越局限于具體實(shí)驗(yàn)的水平。從輔助教學(xué)到學(xué)生自主學(xué)習(xí)，互動課程為我國中小學(xué)教學(xué)課件設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)型和發(fā)展提供了范例。探究是學(xué)習(xí)方式，并非局限于綜合實(shí)踐課程?；诱n程的獨(dú)特的成功之處不在于基于 項(xiàng)目的研究性

5、課程，而恰恰在于把探究方式引入日常的課堂教學(xué)，這無疑為提高中小學(xué)理科教育質(zhì)量開辟了新的途徑。712互動課程的理論基礎(chǔ)一、鄰近發(fā)展區(qū)理論認(rèn)知的發(fā)展分成實(shí)際的發(fā)展層次(reallevelofdevelopment)以及潛在的發(fā)展層次(potentiallevelofdevelopment),前者是指個體能夠獨(dú)立解泱:fWI1的層次，后者即J是需要在他人(教肺、同伴中較優(yōu)秀者)引導(dǎo)或合作下才能解決fW題的層次。在道兩彳固層次之的差距，稱之為鄰近發(fā)展區(qū)(zoneofproximaldevelopment簡稱ZPD)。二、支架理論所謂支架就是主張學(xué)習(xí)的過程中由教師提供一彳固暫時性的支持來協(xié)助學(xué)生發(fā)展學(xué)習(xí)

6、能力，道彳固暫時性的支持(支架)可能是一槿教學(xué)策略或教學(xué)工具，隨著學(xué)習(xí)者能力的提升，便逐漸將學(xué)習(xí)責(zé)任轉(zhuǎn)移到學(xué)生的身上，最后讓學(xué)生能主動學(xué)習(xí)，通過學(xué)習(xí)建構(gòu)出屬于自己的知識。支架最主要目的，就是使學(xué)習(xí)者保持在他儼的鄰近發(fā)展區(qū)活動。道可以通過兩種方式達(dá)到目的，一是建構(gòu)學(xué)習(xí)者的活動和周圍環(huán)境；二是金十對學(xué)習(xí)者目前的需要典能力，不斷整成人介入的程度。三、交互教學(xué)理論社會交互在認(rèn)知發(fā)展中起到基礎(chǔ)性的作用。維果茨基堅(jiān)信學(xué)習(xí)任何事物都經(jīng)過兩個階段，首先是通過和其它人交互，然后再整合到自己個體智力結(jié)構(gòu)中。因此，可以通謾特殊的社會言吾言來發(fā)展學(xué)生的認(rèn)知能力，在學(xué)校環(huán)境中師生之間和學(xué)生之間的對話相當(dāng)重要，交互教學(xué)就

7、是根據(jù)他的觀點(diǎn)而發(fā)展起來的一種教學(xué)模式。四、互動課程與支架理論互動課程通過互動的多媒體活動程序?yàn)閷W(xué)生提供學(xué)習(xí)活動的支架，使學(xué)習(xí)者能夠進(jìn)行比較復(fù)雜的學(xué)習(xí)活動，投入到高級的思考和問題解決活動中去，這些活動在沒有幫助的情況下是達(dá)不到如此高度的。在互動課程的實(shí)施中，教師正是運(yùn)用了認(rèn)知的支架來促進(jìn)復(fù)雜的思考、設(shè)計(jì)、科學(xué)和數(shù)學(xué)原理和概念的學(xué)習(xí)。經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的互動的活動程序與傳統(tǒng)的課件不一樣，它不是教師教的工具，而是學(xué)生學(xué)的工具。它主要通過交互的活動，把關(guān)注的焦點(diǎn)集中于科學(xué)和數(shù)學(xué)的概念和關(guān)系上，使學(xué)生借助于可視化的模擬來探究概念和關(guān)系。因此，與單純的“做中學(xué)”不一樣，它強(qiáng)調(diào)的是在理解的基礎(chǔ)上的“做中學(xué)”，最

8、后使學(xué)生能達(dá)到理解科學(xué)和數(shù)學(xué)這一最重要的課程標(biāo)準(zhǔn)的要求。交互的活動程序在技術(shù)設(shè)計(jì)上也獨(dú)具匠心，始終一致的、功能強(qiáng)大和易學(xué)的界面，使學(xué)生一旦掌握了一個活動的操作，就會很容易地舉一反三地掌握其它活動操作。713互動課程的教學(xué)設(shè)計(jì)在互動課程的教學(xué)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該將互動課件的使用貫穿于課堂教學(xué)的各個環(huán)節(jié)。不論是導(dǎo)入、情境、提問的設(shè)計(jì)，還是例題、練習(xí)、討論、小結(jié)的設(shè)計(jì)，都可以有意識地使用互動課件?；诱n程的教學(xué)過程，一般都需要經(jīng)歷以下六個階段。1引入新課：一般來說，引入新課要營造學(xué)習(xí)氣氛和問題情境，形成學(xué)生穩(wěn)定的學(xué)習(xí)動機(jī)?；诱n程要求在此基礎(chǔ)上，提出需要研究的問題，激發(fā)學(xué)生的求知欲，并將求知欲轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)的動

9、力。2引導(dǎo)討論：教師引導(dǎo)學(xué)生從多角度對所要研究的問題進(jìn)行討論，運(yùn)用已有的經(jīng)驗(yàn)對問題的相關(guān)因素進(jìn)行整理和分析，并大膽猜測可能的情況，提出初步的探究方案。教師和學(xué)生再對這些方案進(jìn)行分析論證，結(jié)合運(yùn)用的互動課件，確定探究方案。3合作探究：學(xué)生以研究小組為單位，根據(jù)方案，利用互動課件開展探究活動。不同的小組承擔(dān)的探究任務(wù)應(yīng)是整合性的任務(wù)，即任務(wù)要各小組協(xié)同之后才是完整的，而不應(yīng)是疊加性的任務(wù)。教師在學(xué)生探究過程中，起到指導(dǎo)和服務(wù)的作用。4成果交流：由于各小組探究任務(wù)的整合性，只有充分交流各小組的探究成果，才能形成對問題的完整認(rèn)識。在各小組探究活動結(jié)束后，須進(jìn)行“研究成果交流”。學(xué)生在交流中，進(jìn)一步加深

10、對各種物理、化學(xué)現(xiàn)象和過程的理解，進(jìn)而形成概念、發(fā)現(xiàn)規(guī)律。5歸納演繹：根據(jù)學(xué)生探究的成果，教師和學(xué)生一同歸納總結(jié)，得到所研究問題的結(jié)論，形成對問題的正確認(rèn)識。這時還須對結(jié)論進(jìn)行演繹，在更大范圍內(nèi)和特殊條件下討論概念和規(guī)律的運(yùn)用，加深學(xué)生的理解。通過歸納演繹，學(xué)生對知識有了更全面和正確的認(rèn)識，能將其比較順利地組織到知識結(jié)構(gòu)中，從而獲得發(fā)展。6應(yīng)用訓(xùn)練：通過應(yīng)用訓(xùn)練，加強(qiáng)記憶與理解，促進(jìn)知識遷移，鞏固認(rèn)知結(jié)構(gòu)。應(yīng)用訓(xùn)練時，可以通過學(xué)生做思考題、練習(xí)題的方式進(jìn)行，也可以再使用互動課件進(jìn)行學(xué)生自主的拓展探究，通過更深層次的探究活動促進(jìn)對各種現(xiàn)象和過程、概念和規(guī)律的理解。案例：高中物理“機(jī)械波”教學(xué)活動

11、設(shè)計(jì)機(jī)械波是高中物理中重要的運(yùn)動形式。本課依托互動工具軟件，對機(jī)械波的形成、特點(diǎn)，以及波長、振幅和周期等物理量進(jìn)行探究，逐步引導(dǎo)學(xué)生在操作、觀察、比較、總結(jié)活動中了解機(jī)械波的形成，理解波長、波速、頻率的關(guān)系以及波動圖像。教學(xué)形式：采用小組學(xué)習(xí)，要求每個學(xué)習(xí)小組有一臺計(jì)算機(jī)，并能夠運(yùn)行本課中的互動程序。教學(xué)用具：實(shí)驗(yàn)用水盆、長繩子，縱波演示器互動學(xué)習(xí)工具：互動程序1水波和拉拉隊(duì)；互動程序2繩子上的波；互動程序3縱波；互動程序4橫波和縱波比較；互動程序5水波模型。教學(xué)活動設(shè)計(jì)：1 水波和足球場上的啦啦隊(duì)水波是我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)?？吹降?，不過你可能沒有從科學(xué)的角度觀察水波，在盆中放適量水，制造一個水波

12、，仔細(xì)觀察，你能不能回答這個水波是怎么產(chǎn)生的？此外你有沒有仔細(xì)觀察過足球場上的拉拉隊(duì)呢？那也能形成一種“波”排山倒海般的“人浪”。不得用于商業(yè)用途僅供個人參考在“互動程序1”中你可以仔細(xì)觀察水波，還可以親自動手制造拉拉隊(duì)的“人浪”。同時大膽猜測：這些波是在什么條件下形成的，并借助互動程序?qū)δ愕慕Y(jié)論進(jìn)行辯護(hù)。排山倒海的拉拉隊(duì)一一形成“人浪”2 .機(jī)械波的形成機(jī)械波是怎么形成的？用一根長繩，繩子的一端固定（或者一同學(xué)手持此端），一個同學(xué)手持另外一端，通過某種操作，使得繩子上形成波。仔細(xì)觀察和思考：如何操作才能在繩子上形成波，這種操作有什么特點(diǎn)？在“互動程序2（如圖1所示）中我們可以以虛擬的方式抖動

13、一根繩子，也能夠形成波。比較理想的情況是選擇程序中的Manual（手動），將damping（阻力）”調(diào)為0,再選擇“NoEnd”，抖動繩子的一端，觀察結(jié)果，并和同伴討論完成下述問題：根據(jù)水波、“人浪”和繩子上的波，以及你在生活中遇到的其他波，嘗試著給“機(jī)械波”下個定義，要求語言表述準(zhǔn)確、精練。你能夠總結(jié)出繩子上的機(jī)械波形成條件嗎？根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn)，如何把這個條件推廣到更一般的情況？繩子的端點(diǎn)和繩子中間部分的每個質(zhì)點(diǎn)是不是在波傳播的方向上（橫向）移動，它們怎么運(yùn)動？再結(jié)合前面的水波和“人浪”，你的觀點(diǎn)是不是得到驗(yàn)證。畫一張圖，描摹繩子上的波的形態(tài)，并且標(biāo)注出每個質(zhì)點(diǎn)相對初始位置的位移、速度方向。你能

14、否進(jìn)一步推斷加速度的方向？圖1抖動繩子的一段一一觀察繩子上的“波”為了進(jìn)一步研究繩子上波的特點(diǎn)，我們選擇下面的功能：Oscillate（振蕩）。（其他的選項(xiàng)建議仿照同上?？梢酝ㄟ^調(diào)解amplitude（振幅）和frequency（頻率）改變繩子一端的振動狀態(tài)。）建議探究下述項(xiàng)目（如圖2所示）：是不是需要對前面你的作圖進(jìn)行重新修訂？特別要注意一些特殊點(diǎn)：離開初始位置最遠(yuǎn)的點(diǎn)、又回到初始位置的點(diǎn)。觀察圓盤上的點(diǎn)的和繩子端點(diǎn)的運(yùn)動，你能夠得出什么結(jié)論？改變圓盤上的點(diǎn)的運(yùn)動頻率（程序中的frequency）并注意記錄下這個數(shù)據(jù)，再觀察繩子端點(diǎn)的運(yùn)動有什么變化？繩子上的其它各個質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動又有什么特點(diǎn)？再

15、從波的傳播方向上看，又有什么特點(diǎn)，程序中的“Ruler（尺子）”也許能夠幫助你探索規(guī)律。波的傳播方向和每個質(zhì)點(diǎn)的振動方向關(guān)系如何？圖2繩子上波的特點(diǎn)一一質(zhì)點(diǎn)振動、波長、頻率、傳播方向3 .總結(jié)探究結(jié)果各個學(xué)習(xí)小組發(fā)表自己的探究結(jié)果，教師和學(xué)生一起對各種結(jié)論進(jìn)行評價總結(jié)，最后形成一致的概念：機(jī)械波的產(chǎn)生條件。機(jī)械波的特點(diǎn)，知道波峰、波谷的定義。繩子上的波的特點(diǎn)和橫波的定義。波長、頻率、振幅等物理量的定義和含義。4 .繼續(xù)研究：利用互動程序中的直尺和計(jì)時工具深入研究繩子上波的傳播速度，它和波長、波速、振幅中哪些物理量有關(guān)系，是什么關(guān)系。在全班范圍發(fā)布小組研究方法和結(jié)果，讓同學(xué)們和老師來評價。在坐標(biāo)

16、系中嚴(yán)格的描繪出繩子上的機(jī)械波圖像，講一講圖像的物理含義，并指出波峰、波谷、振幅、波長以等物理量以及某個質(zhì)點(diǎn)的速度、位移方向。根據(jù)波的傳播特點(diǎn)和各個質(zhì)點(diǎn)的振動特點(diǎn)，能不能根據(jù)圖像確定波的傳播方向？嘗試改變繩子末端的狀態(tài)或者其它量，看看結(jié)果如何。5 .研究縱波繩子上的波是橫波，還有一種波，我們叫做縱波。5. 1.實(shí)驗(yàn)演示縱波，仔細(xì)觀察縱波的特點(diǎn)。6. 2.通過運(yùn)行“互動程序3（如圖3所示），仿照前面的探究過程，研究縱波的特點(diǎn)縱波中質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動特點(diǎn)。縱波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動方向的關(guān)系。指出縱波中的波長、波峰和波谷。|口3口lacernelitcelBi-atiM）.Frq（l-tz）。/4雪Ex0ar

17、jlBarnirgo oo o o 00 o o oc o ooo o ooo o I o oooO。OOOOGCOOOOOO O O OOOGDOOOOOO O OOOCXWOCOOO O Q OCDCBWOOOOo oooo oo oooo oO OOOCKQ 0000(O 0000O OOOC圖3另外一種形式的波一一縱波6 .比較橫波和縱波學(xué)習(xí)了橫波和縱波，比較兩種波的異同，“互動程序4（如圖4所示）能夠幫助你，利不得用于商業(yè)用途用它并綜合前面的學(xué)習(xí)，嘗試著用一張表格說明你的比較結(jié)果。圖4橫波和縱波比較兩種波的異同7 .水波是什么?在本課的開始我們就看到了水波，那么水波是很波還是縱波呢？還是親自動手在“互動程序5（如圖5所示）中尋找答案。圖5水波是什么一一操作一下，肯定開眼！案例評析：本案例是一個非常優(yōu)秀的互動課程的案例。它將互動課件在高中物理“機(jī)械波”的教學(xué)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用得淋漓盡致、恰到好處。在本案例中，互動課件的作用體現(xiàn)在新課引入、問題假設(shè)、探究實(shí)踐、拓展思考等互動課程學(xué)習(xí)的各個階段，發(fā)揮了互動課件在教學(xué)中重要的、積極的、不可替代的作用。值得一提的是，案例中所選用的互動課件都是教師從互聯(lián)網(wǎng)上找到的，并沒有自己制作這些互動課件。教師在本案例中的價值在于，在對這些互動課件的作用深刻理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行重新設(shè)計(jì)的教學(xué)智慧。僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途。Forpers