1、1重 庆 市 南 岸 区 教 育 科 学 “十 二 五 ”规 划 2013年 度 课 题“现 代 教 育 技 术 在 初 中 物 理 教 学 辅 助 演 示 中 的 应 用 研 究 ”研究报告重庆市 110 中学校现代教育技术在初中物理教学辅助演示中的应用研究课题组一、研究背景及意义（一）国家教育改革的要求现代教育技术整合应用到教学中，促进教育内容、教学手段和方法现代化中共中央、国务院关于深化教育改革，全面推进素质教育的决定 1中指出：“大力提高教育技术手段的现代化水平和教育信息化程度。继续搞好多样化的电化教育和计算机辅助教学。”教育部印发的中小学教师教育技术能力标准（试行） 2要求，提高广大
2、中小学教师教育技术能力和水平，促进教师专业能力的发展。教育部发布的国家中长期教育改革和发展规划纲要（20102020 年）提出：“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视。要加快教育信息基础设施建设；加强优质教育资源开发与应用加快教育信息化进程；构建国家教育管理信息系统。到 2020 年，基本建成覆盖城乡各级各类学校的教育信息化体系，促进教育内容、教学手段和方法现代化。”教育部印发的教育信息化十年发展规划（2011-2020 年） 3指出，“推进信息技术与教育教学深度融合，实现教育思想、理念、方法和手段全方位创新”。教育部印发的小学教师专业标准（试行） 4和中学教师专业标准（试行）
3、4要求：“具有适应教育内容、教学手段和方法现代化的信息技术知识。将现代教育技术手段整合应用到教学中。”（二）重庆教育发展的要求以教育教学信息化应用为核心中共重庆市委办公厅、重庆市人民政府办公厅关于建设“五个校园”的意见（渝委办发200950 号），重庆市教育委员会、重庆市经信委和重庆市科学技术委员会关于印发重庆市“数字校园”建设实施方案的通知（渝教科200927 号）等文件指出，“以教育教学信息化应用为核心，大力推进教育信息化”，“2013 年，主城 9 区所有中小学和和其它地区 85的中小学建成数字校园”，“2015 年，全市各级各类学校数字校园合格率达到100%”。2（三）南岸区教育发展的
4、内在需求信息技术与课堂教学深度融合南岸区作为主城区九区之一，要高质量的完成数字校园硬件建设，多媒体班班通建设达 100%，校园网络环境 100%全覆盖，建成南岸教育城域网。南岸区作为重庆市中心城区，教育设备设施等硬件条件相对丰厚，丰富的教育资源为该课题的研究工作搭建了广阔的平台。众多的班班通、网络技术设备发挥最大的教育教学效益，实现信息技术与教育教学整合乃至深度融合，成为了南岸教育发展的迫切内在需求。众所周知，信息技术与教育教学深度融合的主阵地在于课堂教学。为此，在实施数字校园背景下，本课题着重现代教育技术在课堂教学中的应用研究。（四）我校教学发展的内在需求现代教育技术普及工作虽已开展多年但一
5、线教师教学任务重,畏难情绪强,对现代教育技术特别是多媒体教学和电子白板的操作使用还不是很熟练,极大的限制了现代教育技术在教学中的使用,没有发挥现代教育技术的先进性对教学的助推作用。通过我们的研究调查，我们力求找到合理科学的切入点，切合实际的评价我校现代教育技术使用情况，提出合理可行的建议，制定有建设性的执行方案，让现代教育技术在我校的教学中发挥真正应该有的作用。（五）提高课堂有效性的需求新课改要求教师能正确有效地运用信息技术，提升课堂教学效率，但是在课堂教学实践中，课题组发现在课堂中存在着大量的低效甚至是无效使用信息技术、教师为了使用 PPT 而不契合课堂教学内容、教师不能正确运用“黑屏”“白
6、屏”导致学生视力下降等现象大量存在。为了有效地改善这种教学现象，充分发挥信息技术在课堂教学中的作用，课题组期望通过课题研究的形式探索出适应中小学现代教育技术课堂教学的模式，让教师在研究中反思课堂教学，提炼总结出可以推广运用的教育教学方法，有效提高课堂教学效率，促进教师的专业发展。二、理论基础及依据（一）建构主义学习理论建构主义(constructivism)也译作结构主义，是认知心理学派中的一个分支。 建构主义理论的主要代表人物皮亚杰(J.Piaget)关于建构主义的基本观点是，儿童是在与周围环境相互作用的过程中，逐步建构起关于外部世界的知识，从而使自身认知结构得到发展的。建构主义理论的内容很
7、丰富，但其核心3只用一句话就可以概括：以学生为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构(而不是像传统教学那样，只是把知识从教师头脑中传送到学生的笔记本上)。建构主义提倡在教师指导下的、以学习者为中心的学习，也就是说，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用，教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的传授者与灌输者。学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和被灌输的对象。（二）加涅的信息加工学习理论美国著名的教育心理学家加涅，他将行为主义学习理论与认知主义学习理论很好地结合在一起，并吸取、融合行为主义、认知主义以及人本主义、格式塔
8、学派的相关理论，在 20 世纪 70 年代形成了自己的学习理论。他把整个学习过程分成了 8 个阶段，分别是：动机阶段，领会阶段，习得阶段，保持阶段，回忆阶段，概括阶段，作业阶段，反馈阶段。（三）多媒体学习认知理论美国当代著名教育心理学家、实验心理学家、国际多媒体学习的认知心理学研究的开拓者和学术领袖理查德梅耶（Richard E. Mayer），认为有三种学习隐喻：学习是反应的增强，学习是知识的获得，学习是知识的建构。梅耶提出了多媒体学习的三个假设：一是双通道假设（Dual channels）：人类对听觉/语词材料和视觉/图像材料有不同的信息处理通道；二是有限容量假设（Limited capa
9、city）：人们在同一时间，每一个通道中所能够加工处理的信息是非常有限的；三是主动加工假设（Active processing）：人们进行主动学习，即人们主动选择相关语词和图像信息，并且按照内在的心智结构组织这些材料，将其和他们已有的先前知识整合在一起。（四）分布式认知理论20 世纪 80 年代中后期加利福尼亚大学的赫钦斯（Edwin Hutchins*）提出了分布式认知，认知现象不仅包括个人头脑中所发生的认知活动，还涉及人与人之间以及人与技术工具之间通过交互实现某一活动（比如飞行）的过程。我国何克抗教授认为应对知识与信息膨胀的根本途径要依赖人脑和电脑协同的分布式认知，这是信息时代人类适应复杂
10、性的基本思维方式。（五）学习金字塔理论1946 年，美国学者、著名的学习专家爱德加戴尔提出“学习金字塔”。他以数字形式形象显示了采用不同的学习方式，学习者在两周以后还能记住内容（平均学习保持率）的多少。在塔尖，第一种学习方式“听讲”，可保4留 5%；第二种，通过“阅读”方式学到的内容，可以保留 10%；第三种，用“声音、图片”的方式学习，可以达到 20%；第四种，是“示范”，采用这种学习方式，可以记住 30%；第五种，“小组讨论”，可以记住 50%的内容；第六种，“做中学”或“实际演练”，可以达到 75%；最后一种在金字塔基座位置的学习方式，是“教别人”或者“马上应用”，可以记住 90%的学习
11、内容。爱德加戴尔提出，学习效果在 30%以下的几种传统方式，都是个人学习或被动学习；而学习效果在 50%以上的，都是团队学习、主动学习和参与式学习。三、核心概念界定数字校园：是在信息技术日益普及和发展的背景下产生的一个概念。数字校园意即数字化校园，是以数字化信息和网络为基础，在计算机和网络技术上建立起来的对教学、科研、管理、技术服务、生活服务等校园信息的收集、处理、整合、存储、传输和应用，使数字资源得到充分优化利用的一种虚拟教育环境。通过实现从环境（包括设备，教室等）、资源（如图书、讲义、课件等）到应用（包括教、学、管理、服务、办公等）的全部数字化，在传统校园基础上构建一个数字空间，以拓展现实
12、校园的时间和空间维度，提升传统校园的运行效率，扩展传统校园的业务功能，最终实现教育过程的全面信息化，从而达到提高管理水平和效率的目的。教育技术：运用各种理论及技术，通过对教与学过程及相关资源的设计、开发、利用、管理和评价，实现教育教学优化的理论与实践。课堂教学：是实现教师教育理念和教育观念 ，实践教师教学预设的学校教学工作中最重要的主阵地，是在固定时间、固定地点、固定计划指导下发生的教师、学生、教材三个要素的交互、发展过程。这个过程是以学生为中心，教师利用各种现代教育技术手段，实现学生知识能力、过程方法、情感态度价值三维目标的统一达成，不断提高学生的素质。现代教育技术：运用现代教育理论和现代信
13、息技术，通过对教与学过程和教学资源的设计、开发、利用、评价和管理，以实现教学优化的理论和实践。多媒体辅助演示：以多媒体、网络化、智能化为主要特征的现代信息技术，正在对传统的课程理念、课程内容、课程实施以及课程资源，产生深刻的影响和变革作用。是把信息技术作为一种工具融入到学科课程的有机整体中，成为课程的组成部分，从而使各种教学资源、各个教学要素和教学环节经过信息技术工具的整理、组合，相互融合，达到整体优化。5现代教育技术下的初中物理课堂：多媒体技术在物理教学中的应用，改变了传统的教学环境和教学模式，提高了学生的学习效率和学习效果，极大的促进了物理教学的变革与进步。但是，多媒体技术在物理教学的运用
14、中还普遍存在着以多媒体为中心，淡化教师的主导作用或者过分依赖多媒体的矛盾和问题，在物理教学中的应用策略上，应把握物理学科特点,适当适度进行多媒体教学。四、国内外相关研究综述（一）研究现状截止 2015 年 10 月，在中国知网以相关关键词进行篇名检索如下：1.“现代教育技术在中小学课堂教学应用”2054 篇；2.“现代教育技术课堂教学应用”1940 篇;3.“现代教育技术在初中物理课堂教学应用研究”268 篇。4“现代教育技术在初中物理课堂辅助演示应用”31 研究(二)主要研究成果1.现代教育技术提高课堂教学绩效研究。关立雁在现代教学媒体在中小学课堂教学应用的绩效研究中指出：以教育传播理论作为
15、教师深入了解各种媒体本质的基础理论,根据媒体特性合理选择媒体,建立正确的媒体观;以系统设计理论对学习过程和学习资源所做的系统安排,创设学与教的系统,优化教学、促进学习者的学习;以绩效管理理论来管理课堂教学过程,即课堂管理。2.现代教育技术在课堂教学中所存在的问题研究。毕晨光等在现代教育媒体在中小学课堂教学应用中存在的问题中指出，在现代教育课堂教学中存在着以下问题：一是独宠“多媒体”，而忽视传统媒体的作用；二是过份放大多媒体的功能而产生“电灌”效应；三是运用媒体而忽视新课程改革理念的要求。3.现代教育技术在初中物理中的应用研究。现代教育技术在初中物理课堂教学中应用的研究指出：利用现代教育技术手段
16、创设教材情境，培养学生学习物理课程的积极性；利用现代教育技术突破重难点，让学生体会到物理教育的内涵；利用现代教育技术手段创新学生思维，打造高效的物理课堂教学。（三）研究述评本课题结合我校实际情况提出了现代教育技术在初中物理课堂辅助演示应用研究，侧重从学科层面在数字化校园中如何提高物理教师运用现代教育技术的能力、提高初中物理课堂教学效率和教师信息素养的研究。6五、研究目标及内容（一）研究目标1.实现现代教育技术下的多媒体物理课堂中的高效、合理的应用辅助演示教学。2.利用现代教育技术在物理教学的演示，让学生能够形象直观的理解物理状态及过程。（二）研究内容1.师生对现代教育技术在初中物理课堂辅助演示
17、情况问卷调查；2.探索出符合初中物理课堂辅助演示的教学模式；3.提出了优化现代教育技术在初中物理教学辅助演示 的对策及建议六、研究对象及范围研究对象：1.教师：物理学科的教师共 8 人。2.学生：初二 5 个班和初三 5 个班的学生共 500 人左右。研究范围：现代多媒技术在初二、初三物理课堂中的辅助演示运用七、研究方法及运用本课题主要采用行动研究法，辅以了文献研究法、调查研究法、访谈研究法等。行动研究法：现代教育技术在初中物理课堂教学应用过程中，充分听取教师和学生在教学中发现的问题和试用“教学观察表”时的经验和建议，对“现代教育技术环境下卓越课堂评价标准”的结构和内容进行了多次修改。文献研究
18、法：充分查阅资料，借鉴各种相关的理论和经验，指导课题研究。调查研究法：通过对教师和学生的问卷调查，及时掌握现代教育技术在初中物理课堂教学中的应用进展情况和效果。统计分析法：重视调查结果的统计分析，为现代教育技术在初中物理课堂教学中的应用提供支撑。八、研究成果7（一）前期调查摸清了我校物理学科现代教育技术的应用现状2014 年 3 月，抽取了我校 10 个教学班，其中 5 个初二年级 5 个初三年级，共 510 名学生及 21 名教师。1.摸清了老师和学生对现代教育技术在物理课堂教学中的应用情况学生调查问卷由 17 道选择题和 3 道笔答题组成。问卷发出学生卷 200 份，收回 181 份，回收
19、率 90.5%，有效问卷 181 份，有效率 90.5%。（1）现代教育技术在初中物理课堂应用情况的调查数据整理90%的物理教师能“配合讲授恰当运用”，但是多媒体使用局限在电子板书和简单课件的范畴，只有 10%的教师运用多媒体设备进行演示教学。分析结果从调查数据可以看出直观形象的演示教学，对物理教师在课堂教学中使用相当有限，未充分发挥现代教育技术在物理学科中的作用。建议1.教师必须改变教学观念，明确现代教育技术在物理教学演示中的作用以及对物理教学效率提升的优势。2.加强对物理教师现代教育技术能力提升的培训。让其有更多的运用辅助演示帮助学生理解物理状态和过程，而不是单一的使用电子板书“满堂灌”（
20、2）学生对现代教育技术在物理课堂中的辅助演示需求度调查数据整理82.45%的学生觉得运用现代教育技术对于学习和掌握知识有非常大的帮助或有帮助，70.51%的学生对课程中使用电子板书教学对理解物理状态和过程的帮助很小或者是不大，其中有 16%的学生认为电子板书对理解物理状态和过程有一定帮助，还有 82.31%的学生希望在课程中多利用现代教育技术进行演示才能更有利于帮助理解物理状态和过程。分析结果根据以上数据显示学生对传统的电子板书式的物理课堂提出了更高的要求，应该适当减少电子板书的使用量，增加物理课堂中的辅助演示教学的使用，来帮助学生更好地理解物理状态和过程，从而达到物理学科的课堂高效化。（二）
21、后期测试验证了研究的实效性82014 年 9 月，通过对课堂观察、教师座谈、学生访谈，以调查报告为例，在对物理教师的调查报告中指出：教师能使用各种班班通设备，包括电子白板，计算机，投影仪等，46%的教师能熟练使用电子白板，这与研究初期的 2 人形成了鲜明的对比；在日常教学中，物理教师使用电子板书进行教学比例占 15%，而 85%的教师使用了多媒体进行演示教学。分析结果：教师逐渐接受运用现代教育技术在物理教学中进行辅助演示教学，并使用率在提高对初二、初三年级各五个班级 510 名学生进行了问卷调查，调查报告指出：学生喜欢班班通在物理学习中通过图画、影像等资源带来的生动性、直观性；物理老师借助班班
22、通查找的相关资料，对学生在学习中物理状态细节、物理过程的演示理解有很好的促进作用；节约了时间，提高了学习效率；极大地促进了物理学科的学习。分析结果：在物理课堂中通过多媒体进行辅助演示教学，对学生了解物理状态和过程有着不可替代的作用，学生对学习物理的兴趣有了明显的提升，课堂有意注意力有了明显的提升，课堂教学的吸引力有了明显的提升。（三）提出了优化现代教育技术在初中物理教学辅助演示 的对策及建议现代教育技术是实践“深度融合”的最优化的课堂形态。通过调研，现代教育技术在初中物理课堂教学中的应用处于初级阶段，呈现三个层次：一是传统多媒体技术；二是交互式多媒体技术即电子白板；三是网络技术。三个层次应用于
23、教学的人数由多到少，其难易程度由低到高，电子白板、网络技术是较难掌握的，是转变教师教学方式和学生学习方式的标志技术，是彰显多元、开放、包容的课堂教学文化的高效环境。其应用水平由“初级阶段”提升为“深度融合”阶段，任重道远，提出如下建议：1.加强现代教育技术课示范引领。从现代教育技术发展的初级阶段提升到深层次应用的“深度融合”阶段，打造优质现代教育技术课堂，案例引领，彻底摒弃“骗骗他”、“照屏幕宣科”、“电灌”等现象的发生。将现代教育技术课的评价体系深度融合于“高效课堂”体系，彻底予以必要且充分地实践。2.科学构建教学资源库。构建我校教学资源库，形成自我构建机制；重点充实图像、动画、声音，便于二
24、次开发。形成分学科按年级，及时更新的科学机制。在此基础上实践教育的互联网式变革 7，现代教育技术的优势真正在课堂中得以体现是教学高效化科学化。93.要批判的使用现代教育技术。课堂中过度的一味使用多媒体，这个比传统教学的“填鸭”量还要大，学生的“消化”跟不上信息化武装了的知识，所以我们认为特别是在物理教学中，多媒体辅助演示要用在物理学中特定的场景展现、过程细节及实际操作无法达到的一些环节，这样既弥补了传统教学手段无法展示给学生这些物理现象的尴尬，又充分的利用了现代教育技术设备，还不会由于信息量太大造成学生知识上的消化不良。（四）总结出了适合我校物理课堂辅助演示教学的模式多媒体课件、电子白板等辅助
25、设备对物理教学有重要促进作用，经过近几年课题研究和实践，全体物理教研组成员在集体备课和教研活动中，形成多媒体课件、电子白板等辅助设备在物理教学中的辅助作用主要体现在：1在物理教学中不能用实验直观演示的物理过程可用现代教育技术替代。如原子的核式结构模型、声波的传播、电荷的定向移动形成电流、力可以使物理发生微小形变等，由于受条件限制，学校根本无法开展实验，但可利用计算机将整个实验过程，通过动画模拟的方法予以完成。用多媒体技术来模拟演示，不但可明显直观地展示实验过程，而且可做到声、文、图并茂，激发了学生学习兴趣，克服实物演示现象不明显、实验失败，不同角度观察结果不同、演示准备时间长等缺点。应用多媒体
26、技术，也可以把肉眼无法捕捉的瞬态变化缓慢地呈现在显示屏上，也可以将变化极慢的现象缩短在瞬间，使所需信息一目了然。这样大大提高了教学效率与教学质量。2习题课教学中建立物理模型分析解决问题可用多媒体、电子白板。在习题课教学中，主要是帮助学生学会建立物理模型，建立好了物理模型，这一类物理试题就可以迎刃而解。所以教会学生解物理题，更重要的是教会学生建立物理模型。习题教学中可以将一些典型的物理模型通过动画来模拟，让学生理解更深刻，从而提高建立物理模型解决物理问题的能力。物理教学中不可避免要解答一些综合题，如高考计算题中的综合题，由于这些问题往往涉及的知识点多，难点高，特别是空间思维的想象能力要求强等特点
27、，很容易给学生造成分析过程混乱，概念不清，进而很难正确解答。而借用多媒体模拟实验的方法，把难以想象的空间问题，进行动画呈现，把复杂的过程形象地描述出来，加深学生的感观认识，然后在黑板上抽象出物理模型出来，往往可以达到事半功倍的效果。九、研究影响与效果（一）影响101.对课堂的影响现代化课堂教学过程中：教师、学生、教材、媒体，这四个要素彼此联系，相互作用，形成一个有机的整体，在课堂上要充分体现出教师的主导作用和学生的主体地位，还要突出媒体的辅助功能，不能让媒体替代教师的授课，更不能一味去追求表面的“奢华”，而撇开教师的主导作用、授课的艺术及课堂效果。努力构建传统教学媒体与多媒体协作运作传送信息的
28、新型课堂教学模式。2.对教师的影响不是所有的教学内容都适合采用多媒体辅助教学，有时通过教师的语言、板演、手势及通过观察学生的表情、提问等反馈手段，教师灵活掌握教学策略，因势利导反而会获得更好的效果。任何一种现代化的教学手段，只是教师开展物理教学活动的工具，它必须依靠教师科学地设计、精心地组织，才能发挥它的效能。教师对学生特有的人格影响是任何教学手段都无法代替的。3.对学生的影响多媒体、电子白板可创建情景、渲染气氛，增强学生求知的兴趣。传统教学中教学方式手段比较单一，大多数课堂仅用粉笔、黑板，靠教师一张嘴滔滔不绝地讲，时间长了学生听起来枯燥、乏味、注意力不集中，学习效率低下，束缚了学生的思维想象
29、，结果很容易引起学生产生厌学情绪。倘若课堂教学中合理借助于多媒体技术，则教师在教学过程中可轻松引领学生进入直观、形象、甚至虚拟的场景，使学生犹如身临其境，学习兴趣倍增，由被动变为主动学习。4.对我校物理教学整体教学效果的影响多媒体辅助教学，课堂容量大，节奏快，学生要把课堂上传播的知识进行消化和吸收，是有一个认识、思考、探索的过程的，应处理好多媒体速度“快”与学生学习“慢”的关系，是要遵循学习规律的。因此在教学过程中既不能只顾教师对学生的灌输，也不能让学生脱离教师而单纯与机器交互学习，不能用电脑代替人脑。多媒体教学必须充分体现教师在教学中的主导作用和学生在学习中的主体地位，这样才能充分体现多媒体在教学中的真正意义。5.带动其他学科的影响.我校全校教师参加区微课设计比赛获奖比率约 11%，其中有两位教师被推荐参加市级比赛。在“一师一优课，一课一名师”的竞赛中我校思品、英语进入了全国的总决选。（二）成果
