試論基于教學(xué)資源庫的案例教學(xué)法在物理教學(xué)中的應(yīng)用論文
論文關(guān)鍵詞:教學(xué)資源庫 物理 案例教學(xué)
論文摘要:計算機(jī)技術(shù)與教育理論相結(jié)合的教學(xué)方式已成為實現(xiàn)教育普及化的重要趨勢.在傳統(tǒng)物理教學(xué)方式的基礎(chǔ)上，研究教學(xué)資源的合理利用與物理教學(xué)相結(jié)合，提出構(gòu)建相應(yīng)的教學(xué)資源庫，充分發(fā)揮案例教學(xué)法在物理教學(xué)中的優(yōu)勢.
物理的主要目的是使學(xué)習(xí)者初步建立正確的客觀物理世界的圖景，培養(yǎng)其物理思維的能力.目前普遍使用的物理教材，主要是以經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)知識為主，教材中所涉及的知識、方法，不論是物理概念的建立或物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，還是物理基礎(chǔ)理論的創(chuàng)立和突破，都離不開思維能力和抽象過程.如牛頓運(yùn)動定律、法拉第電磁感應(yīng)定律等，都是以實驗事實為基礎(chǔ)，運(yùn)用分析、綜合、推理和歸納而總結(jié)出來的.基于物理學(xué)科的特點(diǎn)，在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生往往機(jī)械地解決靜態(tài)的模型化的問題，埋頭于大量的枯燥的練習(xí)，而把物理學(xué)解決實際間題的完整過程和思維方法割斷，從而失去了學(xué)習(xí)物理的興趣，與培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才的要求相悖.因此，傳統(tǒng)的教學(xué)觀念、教學(xué)模式必須改變.
近年來，計算機(jī)越來越多地影響著人們的日常生活、學(xué)習(xí)和工作.讓計算機(jī)技術(shù)進(jìn)入中學(xué)物理課程，成為物理課程的組成部分，從而可以加強(qiáng)物理課程內(nèi)容與現(xiàn)實世界的聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展.因此，構(gòu)筑信息技術(shù)平臺，實現(xiàn)物理課程與計算機(jī)技術(shù)的整合，探討教學(xué)資源庫建設(shè)以及基于教學(xué)資源庫的案例教學(xué)法在物理教學(xué)中的應(yīng)用具有實踐意義.
1教學(xué)信息與教學(xué)資源庫建設(shè)
在當(dāng)前教育信息化蓬勃發(fā)展的環(huán)境下，教學(xué)資源庫的建設(shè)應(yīng)以教育需求為前提田，遵循國家頒布的技術(shù)規(guī)范，在較大范圍內(nèi)實現(xiàn)資源的開放與共享.對教學(xué)資源庫建設(shè)有關(guān)人員，如任課教師、技術(shù)組人員，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行合理的任務(wù)分配，使各部分人員掌握工作的技術(shù)細(xì)節(jié)，明確資源建設(shè)項目的目的和整體實施計劃.
1.I教學(xué)信息資源的組織
教育信息資源建設(shè)的主力是工作在教學(xué)最前線的教師，他們了解教學(xué)中最迫切需要的是什么，因而應(yīng)由他們來確定資源建設(shè)的詳細(xì)內(nèi)容(具體按教學(xué)大綱和課程目錄的順序劃分要建設(shè)的資源)，細(xì)化到對資源每個屬性的具體要求，以便于技術(shù)人員制作.制作時，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)參考任課教師的要求，以知識點(diǎn)為基礎(chǔ)，將各素材在資源庫進(jìn)行多元化的表示，包括圖形、表格、文字、聲音、動畫、視頻等多維信息的集合.
1.2教學(xué)資源庫建設(shè)
教學(xué)資源庫的設(shè)計將傳統(tǒng)的瀏覽器/Web服務(wù)器的兩層體系結(jié)構(gòu)擴(kuò)展成瀏覽器一Web服務(wù)器+應(yīng)用服務(wù)器一數(shù)據(jù)庫服務(wù)器三層體系結(jié)構(gòu).采用JAVA技術(shù)架構(gòu)設(shè)計的多層B/S結(jié)構(gòu):JSP+SERVLET-f-JAVABEAN實現(xiàn)MVC三層模式，后臺數(shù)據(jù)庫使用MySQLServer5.2.
根據(jù)現(xiàn)實的需求分析，本課題研究開發(fā)的教學(xué)資源庫主要實現(xiàn)以下功能:
1)系統(tǒng)管理.通過系統(tǒng)管理功能，管理員可對教學(xué)資源庫服務(wù)進(jìn)行配置;對系統(tǒng)相關(guān)用戶信息、用戶權(quán)限進(jìn)行管理，確保不同類型、不同角色的用戶具有不同的權(quán)限;管理資源的上傳和資源的發(fā)布;系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)管理.
2)教學(xué)資源庫.教學(xué)資源庫分為教師模塊和學(xué)生模塊.教師模塊提供教師在備課和制作課件時所需的一些資源，如教案、教輔資料和教學(xué)案例等.學(xué)生模塊提供關(guān)于學(xué)生在課后自學(xué)或復(fù)習(xí)以及進(jìn)行知識擴(kuò)展方面的學(xué)習(xí)資源，包括教學(xué)大綱、教材、多媒體課件、教學(xué)單元知識以及與學(xué)科有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)課程等.
3)資源管理.資源管理模塊對資源庫內(nèi)的信息資源進(jìn)行管理，包括資源的分類、入庫、更新、查詢、檢索、上傳、下載等.系統(tǒng)地管理資源，使教師和學(xué)生可以方便快捷地查詢到所需要的信息、資料等.
4)資源維護(hù).作為系統(tǒng)的主要功能模塊，允許有權(quán)限的用戶將教學(xué)資源上傳到資源庫中，并對資源的相關(guān)信息(如名稱、編號、學(xué)科、類型、使用對象等)及其存放進(jìn)行管理;對一些資源的使用過程進(jìn)行組織;上傳資源者可對其擁有的資源進(jìn)行編輯及相關(guān)屬性進(jìn)行修改等.
5)論壇.論壇是教師(資源共享系統(tǒng)的使用者)、學(xué)生與建設(shè)者之間交流的工具.當(dāng)然教師與教師，學(xué)生與教師，學(xué)生與學(xué)生之間也可以通過此板塊進(jìn)行交流等.
本課題研究設(shè)計的教學(xué)資源庫，具有安全穩(wěn)定、可廣泛共享、方便易用的特點(diǎn).有效地實現(xiàn)教學(xué)信息資源的數(shù)字化、共享化，把多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)施有機(jī)的結(jié)合在一起，從而豐富教學(xué)手段，優(yōu)化教育教學(xué)環(huán)境.
2案例教學(xué)法在物理教學(xué)中的應(yīng)用
案例教學(xué)法是一種突出培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的教學(xué)方法，最早興起于美國哈佛大學(xué)法學(xué)院，后來在醫(yī)學(xué)和工商管理等教學(xué)領(lǐng)域得到推廣20世紀(jì)80年代初，中國一些高等院校也開始在一些學(xué)科教學(xué)中引入案例教學(xué)，經(jīng)過多年的實踐和探索，案例教學(xué)法的運(yùn)用已日趨規(guī)范，對中國高校教學(xué)的改革和發(fā)展起到了很大地促進(jìn)作用.
隨著研究性學(xué)習(xí)在中學(xué)的廣泛開展，人們開始探索適應(yīng)物理課程的教學(xué)方法.就是在這種背景下，本文提出通過構(gòu)建教學(xué)資源庫，將案例教學(xué)法更好的應(yīng)用到物理教學(xué)中去.教師根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容的要求，通過設(shè)置具體的教學(xué)案例，引導(dǎo)學(xué)生參與分析、討論等活動，讓學(xué)生在具體的問題情境中積極思考探索.它強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力為目的.
案例教學(xué)法可以改變枯燥的教學(xué)氛圍，調(diào)動學(xué)生的課堂積極性和主動性，激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題，從而實現(xiàn)主動學(xué)習(xí)的效果，這也是學(xué)校教育的目的所在，改變“填鴨式”的呆板的教學(xué)模式.此外，案例教學(xué)法可以貫穿多個知識點(diǎn)，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的融會貫通，使學(xué)生達(dá)到綜合把握知識點(diǎn)的.效果，把零散的知識點(diǎn)以不同的線索串聯(lián)起來，形成綜合思維，避免片面性.案例教學(xué)法還可以將理論與實踐很好地聯(lián)系在一起，防止二者之間出現(xiàn)脫節(jié).案例教學(xué)法在教學(xué)中的運(yùn)用，使學(xué)生成為課堂的主角，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，達(dá)到良好的教學(xué)效果. 在物理課中引入案例教學(xué)法，充分利用理論教學(xué)與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的優(yōu)勢，將教學(xué)及實驗過程中所涉及到的主要內(nèi)容，分層次、有條理的構(gòu)建到教學(xué)資源庫中去，便于教師和學(xué)生檢索、使用.充分利用學(xué)�，F(xiàn)有的多媒體及網(wǎng)絡(luò)資源，將物理課程中的教學(xué)案例，以靜態(tài)畫面的形式投影到屏幕上，便于教師講解和學(xué)生觀察;對于一些復(fù)雜的動態(tài)過程，能夠進(jìn)行動態(tài)的演示，使抽象的過程形象化;對于一些無法用實驗進(jìn)行演示的微觀結(jié)構(gòu)和微觀現(xiàn)象，也可以通過多媒體技術(shù)顯示出來.可見，基于教學(xué)資源庫的案例教學(xué)法對于促進(jìn)中學(xué)物理教學(xué)改革和加強(qiáng)素質(zhì)教育有著更加積極的意義.
2.1教學(xué)內(nèi)容組織
物理課程案例教學(xué)法成功與否的關(guān)鍵是教師對于課程的科學(xué)建設(shè)與課堂指導(dǎo).一方面，在任課教師的精心策劃和指導(dǎo)下，由課題組成員根據(jù)教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容的要求收集整理相關(guān)知識點(diǎn)，構(gòu)建與教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)的教學(xué)資源庫.依托多媒體教學(xué)設(shè)施和教學(xué)資源庫，使教學(xué)內(nèi)容更加形象直觀、生動活潑.既激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主動性，加深學(xué)生對理論知識的理解，又能培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和分析解決問題的能力.另一方面，教師又可根據(jù)教學(xué)要求和教學(xué)進(jìn)度，從教學(xué)資源庫中選取適當(dāng)?shù)乃夭模慕M織課堂教學(xué)，形象生動、直觀的演示課程中涉及到的實驗、例題，誘發(fā)出學(xué)生的直觀興趣，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的思索興趣.運(yùn)用案例教學(xué)法以案例帶出問題，通過問題及問題的解決闡述相關(guān)概念及理論，引導(dǎo)學(xué)生善于歸納，培養(yǎng)主動探究的意識.
2.2實驗教學(xué)設(shè)計
在物理課程教學(xué)不斷深化的背景下，要重點(diǎn)開展創(chuàng)新型實驗教學(xué)體系的研究，開展創(chuàng)新型實驗選題、案例、指導(dǎo)模式等系列研究.課上演示實驗引入新課的好壞，直接影響教學(xué)效果.本課程著重于與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的驗證性實驗，另外安排了部分練習(xí)和探索性實驗，因此，除了要注意演示實驗的形象、生動、有趣外，更重要地還應(yīng)注重可見度，以增強(qiáng)演示實驗的直觀性，將群體的積極性及學(xué)習(xí)興趣調(diào)動起來.教學(xué)實踐充分證明，生動、形象、直觀、有趣的演示實驗導(dǎo)人新課，是提高課堂教學(xué)效果的關(guān)鍵一環(huán).因此，物理實驗教學(xué)更應(yīng)當(dāng)與計算機(jī)結(jié)合起來，充分利用已有教學(xué)資源.
本文對計算機(jī)在物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了專門的研究，將其主要優(yōu)點(diǎn)總結(jié)如下:
1)演示靜態(tài)內(nèi)容，充分調(diào)動學(xué)生感官.利用多媒體可以“解剖”復(fù)雜的實驗儀器，讓學(xué)生了解儀器的組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用原理，使學(xué)生對常見儀器的使用有深刻地了解.
2)演示動態(tài)變化過程，使抽象的過程形象化.許多物理實驗雖然可以用實物儀器做，但物理過程速度極快，現(xiàn)象發(fā)生極為短暫，學(xué)生無法觀察到.以“彈性碰撞”演示實驗為例，碰撞是一個在極短時間內(nèi)完成的物理過程，實驗中學(xué)生只能看到碰撞前后的情況，碰撞過程中學(xué)生難以觀察碰撞瞬間的變化.運(yùn)用多媒體技術(shù)可以延長碰撞過程的時間，通過多媒體的定格慢放，可以清楚地觀察彈性碰撞的物體從接觸、擠壓、變形、產(chǎn)生彈力，然后變形逐漸消失，彈性逐漸減少，最后恢復(fù)原狀，到兩物體分離的整個過程.整個過程既形象生動，又能揭示物理的本質(zhì).
3)再現(xiàn)微觀世界，提供形象感知.許多微觀結(jié)構(gòu)和微觀現(xiàn)象無法觀察，演示實驗也難以完成.傳統(tǒng)教學(xué)中只能靠教師板書和語言進(jìn)行講授，學(xué)生普遍感到印象不深，難以理解.應(yīng)用多媒體技術(shù)配合教學(xué)，可以起到良好的效果.例如“粒子散射”實驗，由于受條件限制做不了這種實驗，就可以將粒子散射的實驗現(xiàn)象通過多媒體技術(shù)顯示出來.學(xué)生可以觀察到放射源中射出的粒子射到金箔原子上，絕大多數(shù)粒子沿原方向前進(jìn)，少數(shù)粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，極個別的粒子甚至被彈回來.這樣學(xué)生在實驗條件不具備的情況下仍可通過多媒體親眼目睹粒子散射的情景，增強(qiáng)感性認(rèn)識，加深理解，提高學(xué)習(xí)能力.
3結(jié)束語
案例教學(xué)法使得學(xué)生能夠通過對某些過程的研究與發(fā)現(xiàn)來進(jìn)行學(xué)習(xí)，在必要的時候回憶出并應(yīng)用這些知識與技能.而物理是一門系統(tǒng)性較強(qiáng)的學(xué)科，其學(xué)習(xí)過程與觀察、實驗和思維密不可分.由本課題組成員構(gòu)建的教學(xué)資源庫能夠為教師和學(xué)生提供多元化的信息表達(dá)形式，可將課程中涉及到的某些抽象問題形象化，既方便教師課堂教學(xué)內(nèi)容的組織，也提高了學(xué)生對于學(xué)習(xí)物理課程的興趣.因此，本文作者認(rèn)為基于教學(xué)資源庫的案例教學(xué)法非常適合于物理課程的教學(xué).
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