摘 要：新時代背景下數(shù)字教材對創(chuàng)建物理課堂教學(xué)新生態(tài)具有重要意義.教學(xué)應(yīng)用模式研究是推動課堂教學(xué)與信息技術(shù)走向深度創(chuàng)新融合的重要途徑.筆者通過查閱資料和實況調(diào)查發(fā)現(xiàn)將數(shù)字化資源應(yīng)用到物理課堂教學(xué)中是當前提升課堂效率的一種行之有效的方法，在該理念指導(dǎo)下，筆者利用數(shù)字教材構(gòu)建初中物理新授課堂“創(chuàng)設(shè)情境—優(yōu)化方案—自主構(gòu)建—數(shù)字理解—變式應(yīng)用”的基本教學(xué)模式開展教學(xué)活動，本文通過一節(jié)教學(xué)案例對教學(xué)模式中各個環(huán)節(jié)進行詳細解讀與說明，以供同行們參考指導(dǎo).

關(guān)鍵詞：數(shù)字教材;構(gòu)建;新授課堂;教學(xué)模式

中圖分類號：G633.7???? 文獻標識碼：B???? 文章編號：1008-4134（2021）22-0037-05

基金項目：廣東省教育中心課題“基于數(shù)字教材的初中物理教學(xué)創(chuàng)新與應(yīng)用模式研究”（項目編號：19JX06082）.

作者簡介：李永春（1969-），男，江西寧都人，本科，中學(xué)高級教師，研究方向：中學(xué)物理教學(xué).

1 研究綜述

傳統(tǒng)物理課堂教學(xué)，受到條件限制，存在因?qū)W情診斷困難，導(dǎo)致教學(xué)目標制定難以真正從學(xué)生“學(xué)”的角度出發(fā);存在學(xué)生課堂學(xué)習興趣低下，思維訓(xùn)練不足、知識難以結(jié)構(gòu)化等問題;存在學(xué)習方法、學(xué)習能力難以遷移的問題.在整個學(xué)習過程中，學(xué)生學(xué)習自主性難以體現(xiàn)，個性化學(xué)習不足.

《教育信息化2.0行動計劃》指出：實施數(shù)字資源服務(wù)普及行動，要完善數(shù)字教育資源公共服務(wù)體系，優(yōu)化“平臺+教育”服務(wù)模式，實施教育大資源共享計劃.教育大資源是中小學(xué)教育教學(xué)的剛需，數(shù)字資源建設(shè)是中小學(xué)信息化建設(shè)的重點.數(shù)字教材是信息時代教育的基礎(chǔ)性資源，而教學(xué)應(yīng)用模式研究是推動課堂教學(xué)與信息技術(shù)走向深度創(chuàng)新融合的途徑.在教育信息化2.0時代，利用數(shù)字教材構(gòu)建初中物理新授課堂教學(xué)新模式極具現(xiàn)實性與緊迫性.

數(shù)字教材是面向中小學(xué)師生，依據(jù)國家課程標準，以傳統(tǒng)紙質(zhì)教材為藍本，針對信息化環(huán)境中教與學(xué)的新需求，利用互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字媒體、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，融教材、數(shù)字資源、學(xué)科工具、應(yīng)用數(shù)據(jù)于一體的立體化教材.數(shù)字教材具有云筆記共享、互動等功能，還具有圈畫、批注、高亮、插入文本等多種筆記功能，同時，數(shù)字教材還能整合運用其他信息化教學(xué)手段，例如希沃白板、希沃授課助手等，為學(xué)生打破時空限制.數(shù)字教材的運用將改變物理教學(xué)形式，全面改變物理課堂的深層結(jié)構(gòu)、師生關(guān)系以及教師物理教學(xué)方式、學(xué)生學(xué)習方式等.

鑒于新時代背景下數(shù)字教材對創(chuàng)建物理課堂教學(xué)新生態(tài)的重要意義，筆者通過對廣東省教育技術(shù)中心專項課題“基于數(shù)字教材的初中物理教學(xué)創(chuàng)新與應(yīng)用模式研究”的實踐研究，對利用數(shù)字教材構(gòu)建初中物理新授課堂教學(xué)模式開展初步的探索，探索利用數(shù)字教材構(gòu)建初中物理新授課堂教學(xué)的基本模式：“創(chuàng)設(shè)情境—優(yōu)化方案—自主構(gòu)建—數(shù)字理解—變式應(yīng)用”.研究表明數(shù)字教材的運用能有效地解決傳統(tǒng)物理教學(xué)存在的困境，教師將數(shù)字化教學(xué)應(yīng)用到物理課堂教學(xué)中是當前提升課堂效率的一種行之有效的方法.教師、學(xué)生和教材作為課堂教學(xué)的三大要素，在數(shù)字化教學(xué)的全新理念影響下，他們相互聯(lián)系相互作用，產(chǎn)生積極有益的效果.

2 模式解讀

利用數(shù)字教材構(gòu)建初中物理新授課堂教學(xué)的基本模式為：“創(chuàng)設(shè)情境—優(yōu)化方案—自主構(gòu)建—數(shù)字理解—變式應(yīng)用”，分為五個基本環(huán)節(jié).下面筆者分別對每一個環(huán)節(jié)進行解讀說明.

“創(chuàng)設(shè)情境”是基于數(shù)字化教學(xué)平臺，教師有目的地引入或創(chuàng)設(shè)具有一定情緒色彩的以形象為主體的生動具體的場景（包括播放視頻、故事、問題或?qū)嶒灥龋砸饘W(xué)生的態(tài)度體驗，從而達到幫助學(xué)生理解教材的目的，并使學(xué)生的心理機能得到發(fā)展的教學(xué)步驟.

利用數(shù)字化教學(xué)模式創(chuàng)設(shè)情境，可激發(fā)師生在教學(xué)中的雙向互動，豐富教師教學(xué)手段，增加教學(xué)過程的實用性和藝術(shù)性，進而從根本上增強課堂的生動性.

“優(yōu)化方案”是為解決問題，讓學(xué)生充分思考，設(shè)計解決問題的方案，再經(jīng)過小組討論交流，對各方案進行調(diào)整優(yōu)化，確立最終解決問題的最佳方案.學(xué)生利用點觸控屏幕和手指（電容筆）完成方案的書寫與修改，再通過小組屏幕推送功能實現(xiàn)交流情況可視化，讓每個學(xué)生都有機會分享設(shè)計思想成果，實現(xiàn)互助學(xué)習.

“自主構(gòu)建”是表示教師努力培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)字技術(shù)主動學(xué)習，從而建構(gòu)知識體系.教師要設(shè)計促進學(xué)生主動探索和交流的活動過程，設(shè)計開放互動的教學(xué)環(huán)節(jié)，對生成資源加以開發(fā)利用，為學(xué)生提供探索和交流的時空平臺.學(xué)生互動互學(xué)，以小組為單位，進行成果匯報，在課堂上選派組員進行展示.學(xué)生自主構(gòu)建時教師要注重問題引領(lǐng)，以此為學(xué)生營造良好的自主學(xué)習環(huán)境和氛圍，為強化學(xué)生學(xué)習水平提供保障.

“數(shù)字理解”即通過數(shù)字化平臺（如希沃投屏），教師針對教學(xué)的重點和難點設(shè)置有吸引力的問題，引導(dǎo)學(xué)生比較異同、深度思考、“知其然知其所以然”.也可組織小組對問題開展交流，進而修改完善自己的學(xué)習結(jié)果，提高學(xué)生的自主理解能力.教師要注意設(shè)立問題的靈活性與生動性，并加強互動與激勵，通過運用數(shù)字化技術(shù)達成對重要知識的理解.

“變式應(yīng)用”是在學(xué)生熟練運用知識后，進一步對知識進行變式運用.反饋練習可在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下同步推送至屏幕.學(xué)生可以選擇適合自己的題型進行課堂反饋，學(xué)生直接在線上遞交作業(yè).教師及時批改然后根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果及時獲悉學(xué)生答題情況，從而確定進行何種變式應(yīng)用，進而幫助學(xué)生鞏固知識、助其靈活應(yīng)用.同時學(xué)生實時得到來自教師的即時反饋，具體直觀地了解自身的課堂學(xué)習情況，準確查漏，針對自己的薄弱環(huán)節(jié)，在課后有針對性地鞏固.

下面以一節(jié)筆者的公開課案例“電流與電壓和電阻的關(guān)系”為例，對依托數(shù)字教材資源平臺，對構(gòu)建高效互動的初中物理新授課堂教學(xué)創(chuàng)新與應(yīng)用模式探索，供同仁們參考.

3 課堂實錄

教學(xué)環(huán)節(jié)一 創(chuàng)設(shè)情境

教師在上課前，在磁性黑板上連接好如圖1所示三個電路（開關(guān)斷開）.

師：三個相同的燈泡，分別接入如圖1所示電路中，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，根據(jù)你觀察到的燈泡發(fā)光情況，你能否提出一個物理問題？

生：燈泡亮度不同，電路中的電流大小是否不同？

師：影響電路中電流大小的因素是什么？請大家猜一猜.

生：電流大小可能與電壓和電阻有關(guān).

師：你猜想的依據(jù)是什么？

生：因為電壓是形成電流的原因，電阻是導(dǎo)體對電流的阻礙作用.

教師在黑板上畫出它們的關(guān)系圖：I↑U↑R↓①②

師：非常棒，今天我們就來探究它們之間的關(guān)系.（板書課題）

說明：本課堂情境引入本來可以采用《電路模擬仿真軟件綠色版（中學(xué)物理電路設(shè)計仿真實驗工具）v5.5》，簡明快捷.但考慮到要給學(xué)生真實感受，故采用實際電路情境，通過三個實物電路對比，讓學(xué)生真實觀察到燈泡亮度明顯不同，進而思考電流大小可能與電壓電阻等因素有關(guān)，自然引入課題.創(chuàng)設(shè)情境要因課而異，有的可充分利用數(shù)字化教學(xué)平臺的視頻等引入，但若需要學(xué)生真實感受則可盡量使用實驗引入，不必拘泥.本環(huán)節(jié)創(chuàng)設(shè)的情境來源，可大多來自教材已有的情境，少數(shù)可對教材情境進行置換以符合教學(xué)實際，這樣教師不需要舍棄教材另起爐灶，將重心放在加大對教材的研究力度、規(guī)范課堂教學(xué)形式上.本環(huán)節(jié)關(guān)鍵是通過創(chuàng)設(shè)生動情境吸引學(xué)生，迅速切入課題.

教學(xué)環(huán)節(jié)二 優(yōu)化方案

師：如果要研究電流（I）與電壓（U）和電阻（R）之間的關(guān)系，需要用到什么器材？

出示實驗器材（如圖2所示），請學(xué)生到屏幕上用手指選擇需要的打“√”，并說明選擇的理由.

師：這里涉及三個物理量：電流、電壓和電阻，你想用什么研究方法？

生：控制變量法.

師：具體應(yīng)該怎樣做？

生：可分解為兩個問題：研究I-U關(guān)系時，保持R一定;研究I-R關(guān)系時，保持U一定.

師：你能否獨立設(shè)計出本實驗的探究電路？

請同學(xué)們獨立設(shè)計一個實驗電路，并小組討論交流，完善實驗方案.請把交流結(jié)果完成在教材P75、P76虛框中.

教師用手機拍攝典型電路圖（如圖3所示），希沃投屏.

師：請大家思考一下，哪個電路圖能完成實驗要求？

生：都能完成.

師：你們設(shè)計的是否一樣？你支持哪種方法？為什么？

生：我支持方法二.因為我們可借助滑動變阻器來保護電路，并且可以連續(xù)改變電阻R兩端電壓.

請舉手的學(xué)生上來示范連接實物電路圖，同學(xué)們觀察是否規(guī)范.

教師用PPT友情提醒（如圖4所示）.

說明：本環(huán)節(jié)實驗器材選擇和實驗電路預(yù)演連接可通過數(shù)字平臺讓學(xué)生上臺進行，軟件可用《電路模擬仿真軟件綠色版（中學(xué)物理電路設(shè)計仿真實驗工具）v5.5》，設(shè)計選“連對”時電腦給出鼓勵.學(xué)校有條件的話，可學(xué)生人手一臺iPad（iPad2代以上），在iPad上選擇連接訓(xùn)練，接受指令后，學(xué)生把選擇的答案通過無線投屏向大屏幕布投影反饋.設(shè)計方案教師可用手機拍照再用希沃投屏，供學(xué)生們討論優(yōu)化設(shè)計.本環(huán)節(jié)定位于通過數(shù)字化平臺培養(yǎng)學(xué)生探究思維，經(jīng)歷猜想、假設(shè)、設(shè)計、交流、展示、評估等過程，直至得到最佳方案，為下一環(huán)節(jié)自主構(gòu)建順利開展做好鋪墊.

教學(xué)環(huán)節(jié)三 自主構(gòu)建

師：我們能否利用課桌上的器材完成上面兩個探究實驗？下面請各小組分別完成實驗1和實驗2，并將實驗數(shù)據(jù)及時收集整理在教材P75和P76表格中.

教師出示兩個實驗電路圖（如圖5所示），提示實驗1可選取R=10Ω或R=5Ω;實驗2可保持U=2V一定，R依次接入為5Ω、10Ω和15Ω.

學(xué)生小組開始實驗，教師巡視指導(dǎo).

實驗完畢，教師請小組匯報并分析實驗1的數(shù)據(jù).

實驗1：控制電阻一定，研究電流與電壓的關(guān)系（如圖6所示）.

學(xué)生投影展示實驗數(shù)據(jù).

師：你能得出什么結(jié)論？

生：我的實驗結(jié)論是：電壓增大幾倍，電流也增大幾倍.說明通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比.

師：首先要滿足什么條件？

生：當導(dǎo)體的電阻一定時.

師：對！請用R=5Ω實驗的小組也反饋下，你們的結(jié)論是否一樣？

生：一樣.

師：好！剛才得出結(jié)論，根據(jù)的是數(shù)學(xué)中的倍數(shù)關(guān)系.可不可以利用作圖分析它們之間的關(guān)系？現(xiàn)在請利用課本P75坐標圖，采取描點連線方式繪出電流電壓的關(guān)系圖像.

學(xué)生畫圖，教師請畫好的學(xué)生投屏坐標圖像（如圖7所示）.

師：圖像表明什么？

生：圖像進一步表明：當導(dǎo)體的電阻一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比.

師：正確！我們要學(xué)會運用描點法作圖處理物理量之間的關(guān)系.

請實驗小組匯報并分析實驗2的數(shù)據(jù).

實驗2：控制電壓一定，研究電流與電阻的關(guān)系（如圖8所示）.

學(xué)生投影實驗數(shù)據(jù)2.

師：你能否歸納出實驗結(jié)論？

生：我的實驗結(jié)論是：當導(dǎo)體兩端的電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比.

師：為什么是成反比？

生：電壓一定時，電阻增大幾倍，電流就減小幾倍.

師：很好！有興趣的同學(xué)課外也可以去畫出U一定，I與R的圖像，進一步驗證.

請實驗小組完成下面的“想想議議”：

（1）利用“探究電流與電壓的關(guān)系”的實驗數(shù)據(jù)計算出U/I，并與電阻R比較，看看電阻R與U/I有什么關(guān)系？

（2）利用“探究電流與電阻的關(guān)系”的實驗數(shù)據(jù)計算出IR，并與電壓U比較，看看電壓U與IR有什么關(guān)系？

（3）你能否把兩個實驗結(jié)論，用一個式子表示出來？能否用一句話表示出來？

學(xué)生思考并小組交流.

師：請想好的小組向大家匯報一下你組的觀點.

生1：第一個問題中電阻R與U/I的值相等.

生2：第二個問題中電壓U與IR的值相等.

生3：它們的關(guān)系可用一個式子表示：I=U/R.

生4：用一句話表示為：導(dǎo)體中電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比，與導(dǎo)體電阻成反比.

師：非常棒！這就是我們下一節(jié)將要學(xué)習的歐姆定律.

說明：本環(huán)節(jié)學(xué)生實驗探究與利用數(shù)字平臺匯報分析實驗數(shù)據(jù)要結(jié)合起來.真實的實驗探究離不開學(xué)生的動手操作，但典型的實驗數(shù)據(jù)或繪制的實驗圖像分享可通過希沃投屏，一方面增加實驗結(jié)論普遍性的認可，另一方面讓學(xué)生體驗實驗成就感.教師投屏要注意選取一手真實典型數(shù)據(jù)，方便學(xué)生找出規(guī)律，另一方面也容易生成課堂資源，讓課堂生動出彩.自主構(gòu)建環(huán)節(jié)，教師要舍得放手，盡量讓學(xué)生自己去體會知識建構(gòu)過程，教師只是“導(dǎo)演”，學(xué)生才是“主角”.

教學(xué)環(huán)節(jié)四 數(shù)字理解

師：下面請同學(xué)們反思與回顧：

（1）兩次實驗時，變阻器的作用是否相同？

（2）你在這個實驗過程中遇到什么問題？

（3）你有什么新的發(fā)現(xiàn)？

生1：第一次實驗，變阻器主要是通過改變電阻兩端電壓進而改變電阻中電流.

生2：第二次實驗，變阻器主要作用是控制電阻R兩端電壓一定.

教師對學(xué)生回答的第（2）個問題，要分享其它小組分析產(chǎn)生的原因及解決的方法，教師對學(xué)生回答的第（3）個問題，哪怕是細微發(fā)現(xiàn)也要充分表揚，對學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)要落實在平時.

師：在剛才實驗中，我拍了幾張圖片，大家看看這里出現(xiàn)什么問題？

教師把典型問題圖片進行投屏（如圖9、圖10所示），引導(dǎo)學(xué)生思考找出問題.

（1）研究電流I與電壓U的關(guān)系

（2）研究電流I與電阻R的關(guān)系

生1：第一幅圖電表的正負接線柱接反了;

生2：第二幅圖電表偏轉(zhuǎn)太小，所選量程太大;

生3：第三和第四幅圖沒有控制電阻兩端電壓一定.

師：觀察很仔細.

說明：本環(huán)節(jié)的問題可通過PPT投屏或希沃投屏進行.本環(huán)節(jié)設(shè)置的問題旨在促進學(xué)生對重難點的理解與學(xué)生能力的提升.通過比較滑動變阻器的作用引導(dǎo)學(xué)生深度思考，通過思考問題與新發(fā)現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生反思歸納，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識，這是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要過程.對典型實驗錯誤通過拍攝投屏讓學(xué)生仔細觀察思考，一方面是創(chuàng)新實驗探究、課堂小結(jié)的需要，另一方面對學(xué)生實驗綜合能力也存在回顧后的提升.數(shù)字理解環(huán)節(jié)定位于“攻堅啃難”，是提高教學(xué)效果的關(guān)鍵，教師在設(shè)計本環(huán)節(jié)時要充分利用數(shù)字化平臺，創(chuàng)設(shè)直觀生動的情景以架設(shè)理解的橋梁.

教學(xué)環(huán)節(jié)五 變式應(yīng)用

（1）一導(dǎo)體接到電路中 ，如果將它兩端電壓增大到原來的三倍，下列說法中正確的是

A.它的電阻是原來的三倍

B.它的電流保持不變

C.它的電流是原來的三分之一

D.它的電流是原來的三倍

（2）已知R1=3R2，分別把R1、R2接到6V的電源上，通過它們的電流比I1∶I2等于

A.1∶3 ?B.3∶1 ?C.2∶1 ?D.4∶1

（3）某同學(xué)按如圖11所示的電路研究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系.電源電壓保持不變，他不斷改變電阻箱R1（符號用表示）的阻值，測得相應(yīng)的電流見表1.分析表中數(shù)據(jù)可知：電流跟電阻（選填“成反比”或“不成反比”），這與其他同學(xué)的結(jié)論不一樣，其原因是.

說明：本環(huán)節(jié)根據(jù)教學(xué)目的需要進行設(shè)置，要兼顧全體學(xué)生，從能力立意，通過數(shù)字化平臺反饋學(xué)生的答題信息，教師及時將批改情況反饋給學(xué)生并作出指導(dǎo)，對典型錯誤進行變式訓(xùn)練，直到驗收達標.變式運用，是對知識運用的舉一反三，一般通過變更情境、變更條件、變更結(jié)論、對知識進行拓展等形式實現(xiàn).要提高課堂變式訓(xùn)練的有效性，需要注意：（1）增強變式訓(xùn)練設(shè)計的針對性與目標性、典型性與發(fā)散性，利用有導(dǎo)向性的設(shè)計進行變式，鞏固強化教學(xué)內(nèi)容;（2）增強變式訓(xùn)練設(shè)計的梯度性與層次性，利用有層次的設(shè)計進行變式，兼顧學(xué)生整體;（3）提高變式訓(xùn)練設(shè)計的多元化與趣味化，利用多元化的設(shè)計進行變式，提升學(xué)生的學(xué)習熱情.

4 結(jié)束語

數(shù)字教材和微視頻在課堂教學(xué)中的應(yīng)用還可以擴展使用空間：如擴展到課前準確把握學(xué)情、診斷學(xué)情，準確定位課堂教學(xué)方向;擴展到課外引導(dǎo)學(xué)生隨時隨地進行多次在線學(xué)習，及時補缺，利用互動平臺與同伴進行交流探討，協(xié)作學(xué)習，做好輔導(dǎo).與此同時，教師可以利用“數(shù)字教材”的實時統(tǒng)計功能對學(xué)生學(xué)習基礎(chǔ)、學(xué)習過程中的階段性成果進行實時評量，及時調(diào)整目標，合理推進教學(xué)進程，按需補救，提高課堂教學(xué)效果等.

教師利用數(shù)字教材構(gòu)建初中物理新課堂是時代發(fā)展的必然要求.本課題“利用數(shù)字教材構(gòu)建初中物理新授課堂教學(xué)基本模式”：“創(chuàng)設(shè)情境—優(yōu)化方案—自主構(gòu)建—數(shù)字理解—變式應(yīng)用”已取得一定效果，但還需深入研究和完善.首先是全體教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，熟悉數(shù)字媒體的使用，其次要大膽實踐，充分利用數(shù)字教材改變物理課堂的深層結(jié)構(gòu)、師生關(guān)系以及物理教學(xué)方式、學(xué)生學(xué)習方式等，進而提高教學(xué)效率.

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（收稿日期：2021-07-19）