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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:計算機技術(shù)與教育理論相結合的教學(xué)方式已成為實(shí)現教育普及化的重要趨勢.在傳統物理教學(xué)方式的基礎上，研究教學(xué)資源的合理利用與物理教學(xué)相結合，提出構建相應的教學(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)習者初步建立正確的客觀(guān)物理世界的圖景，培養其物理思維的能力.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律的發(fā)現，還是物理基礎理論的創(chuàng )立和突破，都離不開(kāi)思維能力和抽象過(guò)程.如牛頓運動(dòng)定律、法拉第電磁感應定律等，都是以實(shí)驗事實(shí)為基礎，運用分析、綜合、推理和歸納而總結出來(lái)的.基于物理學(xué)科的特點(diǎn)，在傳統教學(xué)模式下，學(xué)生往往機械地解決靜態(tài)的模型化的問(wèn)題，埋頭于大量的枯燥的練習，而把物理學(xué)解決實(shí)際間題的完整過(guò)程和思維方法割斷，從而失去了學(xué)習物理的興趣，與培養具有創(chuàng )新能力的人才的要求相悖.因此，傳統的教學(xué)觀(guān)念、教學(xué)模式必須改變.
近年來(lái)，計算機越來(lái)越多地影響著(zhù)人們的日常生活、學(xué)習和工作.讓計算機技術(shù)進(jìn)入中學(xué)物理課程，成為物理課程的組成部分，從而可以加強物理課程內容與現實(shí)世界的聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習方式的改變，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展.因此，構筑信息技術(shù)平臺，實(shí)現物理課程與計算機技術(shù)的整合，探討教學(xué)資源庫建設以及基于教學(xué)資源庫的案例教學(xué)法在物理教學(xué)中的應用具有實(shí)踐意義.
1教學(xué)信息與教學(xué)資源庫建設
在當前教育信息化蓬勃發(fā)展的環(huán)境下，教學(xué)資源庫的建設應以教育需求為前提田，遵循國家頒布的技術(shù)規范，在較大范圍內實(shí)現資源的開(kāi)放與共享.對教學(xué)資源庫建設有關(guān)人員，如任課教師、技術(shù)組人員，應當進(jìn)行合理的任務(wù)分配，使各部分人員掌握工作的技術(shù)細節，明確資源建設項目的目的和整體實(shí)施計劃.
1.I教學(xué)信息資源的組織
教育信息資源建設的主力是工作在教學(xué)最前線(xiàn)的教師，他們了解教學(xué)中最迫切需要的是什么，因而應由他們來(lái)確定資源建設的詳細內容(具體按教學(xué)大綱和課程目錄的順序劃分要建設的資源)，細化到對資源每個(gè)屬性的具體要求，以便于技術(shù)人員制作.制作時(shí)，技術(shù)人員應當參考任課教師的要求，以知識點(diǎn)為基礎，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(dòng)畫(huà)、視頻等多維信息的集合.
1.2教學(xué)資源庫建設
教學(xué)資源庫的設計將傳統的瀏覽器/Web服務(wù)器的兩層體系結構擴展成瀏覽器一Web服務(wù)器+應用服務(wù)器一數據庫服務(wù)器三層體系結構.采用JAVA技術(shù)架構設計的多層B/S結構:JSP+SERVLET-f-JAVABEAN實(shí)現MVC三層模式，后臺數據庫使用MySQLServer5.2.
根據現實(shí)的需求分析，本課題研究開(kāi)發(fā)的教學(xué)資源庫主要實(shí)現以下功能:
1)系統管理.通過(guò)系統管理功能，管理員可對教學(xué)資源庫服務(wù)進(jìn)行配置;對系統相關(guān)用戶(hù)信息、用戶(hù)權限進(jìn)行管理，確保不同類(lèi)型、不同角色的用戶(hù)具有不同的權限;管理資源的上傳和資源的發(fā)布;系統的數據備份與恢復管理.
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(shí)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)或復習以及進(jìn)行知識擴展方面的學(xué)習資源，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的信息資源進(jìn)行管理，包括資源的分類(lèi)、入庫、更新、查詢(xún)、檢索、上傳、下載等.系統地管理資源，使教師和學(xué)生可以方便快捷地查詢(xún)到所需要的信息、資料等.
4)資源維護.作為系統的主要功能模塊，允許有權限的用戶(hù)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(chēng)、編號、學(xué)科、類(lèi)型、使用對象等)及其存放進(jìn)行管理;對一些資源的使用過(guò)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(資源共享系統的使用者)、學(xué)生與建設者之間交流的工具.當然教師與教師，學(xué)生與教師，學(xué)生與學(xué)生之間也可以通過(guò)此板塊進(jìn)行交流等.
本課題研究設計的教學(xué)資源庫，具有安全穩定、可廣泛共享、方便易用的特點(diǎn).有效地實(shí)現教學(xué)信息資源的數字化、共享化，把多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò )系統與現代化教學(xué)設施有機的結合在一起，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)中的應用
案例教學(xué)法是一種突出培養學(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(lái)在醫學(xué)和工商管理等教學(xué)領(lǐng)域得到推廣20世紀80年代初，中國一些高等院校也開(kāi)始在一些學(xué)科教學(xué)中引入案例教學(xué)，經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐和探索，案例教學(xué)法的運用已日趨規范，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(zhù)研究性學(xué)習在中學(xué)的廣泛開(kāi)展，人們開(kāi)始探索適應物理課程的教學(xué)方法.就是在這種背景下，本文提出通過(guò)構建教學(xué)資源庫，將案例教學(xué)法更好的應用到物理教學(xué)中去.教師根據課程教學(xué)目標和教學(xué)內容的要求，通過(guò)設置具體的教學(xué)案例，引導學(xué)生參與分析、討論等活動(dòng)，讓學(xué)生在具體的問(wèn)題情境中積極思考探索.它強調以學(xué)生為主體，以培養學(xué)生的自主學(xué)習能力、實(shí)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，調動(dòng)學(xué)生的課堂積極性和主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生發(fā)現問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題，從而實(shí)現主動(dòng)學(xué)習的效果，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(gè)知識點(diǎn)，實(shí)現教學(xué)內容的融會(huì )貫通，使學(xué)生達到綜合把握知識點(diǎn)的效果，把零散的知識點(diǎn)以不同的線(xiàn)索串聯(lián)起來(lái)，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(shí)踐很好地聯(lián)系在一起，防止二者之間出現脫節.案例教學(xué)法在教學(xué)中的運用，使學(xué)生成為課堂的主角，充分調動(dòng)學(xué)生學(xué)習的熱情，達到良好的教學(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)與計算機技術(shù)相結合的優(yōu)勢，將教學(xué)及實(shí)驗過(guò)程中所涉及到的主要內容，分層次、有條理的構建到教學(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(huà)面的形式投影到屏幕上，便于教師講解和學(xué)生觀(guān)察;對于一些復雜的動(dòng)態(tài)過(guò)程，能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)的演示，使抽象的過(guò)程形象化;對于一些無(wú)法用實(shí)驗進(jìn)行演示的微觀(guān)結構和微觀(guān)現象，也可以通過(guò)多媒體技術(shù)顯示出來(lái).可見(jiàn)，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)改革和加強素質(zhì)教育有著(zhù)更加積極的意義.
2.1教學(xué)內容組織
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)建設與課堂指導.一方面，在任課教師的精心策劃和指導下，由課題組成員根據教學(xué)目的和教學(xué)內容的要求收集整理相關(guān)知識點(diǎn)，構建與教學(xué)內容密切相關(guān)的教學(xué)資源庫.依托多媒體教學(xué)設施和教學(xué)資源庫，使教學(xué)內容更加形象直觀(guān)、生動(dòng)活潑.既激發(fā)學(xué)生的學(xué)習熱情和主動(dòng)性，加深學(xué)生對理論知識的理解，又能培養學(xué)生的學(xué)習能力和分析解決問(wèn)題的能力.另一方面，教師又可根據教學(xué)要求和教學(xué)進(jìn)度，從教學(xué)資源庫中選取適當的素材，精心組織課堂教學(xué)，形象生動(dòng)、直觀(guān)的演示課程中涉及到的實(shí)驗、例題，誘發(fā)出學(xué)生的直觀(guān)興趣，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的思索興趣.運用案例教學(xué)法以案例帶出問(wèn)題，通過(guò)問(wèn)題及問(wèn)題的解決闡述相關(guān)概念及理論，引導學(xué)生善于歸納，培養主動(dòng)探究的意識.
2.2實(shí)驗教學(xué)設計
在物理課程教學(xué)不斷深化的背景下，要重點(diǎn)開(kāi)展創(chuàng )新型實(shí)驗教學(xué)體系的研究，開(kāi)展創(chuàng )新型實(shí)驗選題、案例、指導模式等系列研究.課上演示實(shí)驗引入新課的好壞，直接影響教學(xué)效果.本課程著(zhù)重于與教學(xué)內容相關(guān)的驗證性實(shí)驗，另外安排了部分練習和探索性實(shí)驗，因此，除了要注意演示實(shí)驗的形象、生動(dòng)、有趣外，更重要地還應注重可見(jiàn)度，以增強演示實(shí)驗的直觀(guān)性，將群體的積極性及學(xué)習興趣調動(dòng)起來(lái).教學(xué)實(shí)踐充分證明，生動(dòng)、形象、直觀(guān)、有趣的演示實(shí)驗導人新課，是提高課堂教學(xué)效果的關(guān)鍵一環(huán).因此，物理實(shí)驗教學(xué)更應當與計算機結合起來(lái)，充分利用已有教學(xué)資源.
本文對計算機在物理實(shí)驗教學(xué)中的應用進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)的研究，將其主要優(yōu)點(diǎn)總結如下:
1)演示靜態(tài)內容，充分調動(dòng)學(xué)生感官.利用多媒體可以“解剖”復雜的實(shí)驗儀器，讓學(xué)生了解儀器的組成、結構特點(diǎn)和使用原理，使學(xué)生對常見(jiàn)儀器的使用有深刻地了解.
2)演示動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，使抽象的過(guò)程形象化.許多物理實(shí)驗雖然可以用實(shí)物儀器做，但物理過(guò)程速度極快，現象發(fā)生極為短暫，學(xué)生無(wú)法觀(guān)察到.以“彈性碰撞”演示實(shí)驗為例，碰撞是一個(gè)在極短時(shí)間內完成的物理過(guò)程，實(shí)驗中學(xué)生只能看到碰撞前后的情況，碰撞過(guò)程中學(xué)生難以觀(guān)察碰撞瞬間的變化.運用多媒體技術(shù)可以延長(cháng)碰撞過(guò)程的時(shí)間，通過(guò)多媒體的定格慢放，可以清楚地觀(guān)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，最后恢復原狀，到兩物體分離的整個(gè)過(guò)程.整個(gè)過(guò)程既形象生動(dòng)，又能揭示物理的本質(zhì).
3)再現微觀(guān)世界，提供形象感知.許多微觀(guān)結構和微觀(guān)現象無(wú)法觀(guān)察，演示實(shí)驗也難以完成.傳統教學(xué)中只能靠教師板書(shū)和語(yǔ)言進(jìn)行講授，學(xué)生普遍感到印象不深，難以理解.應用多媒體技術(shù)配合教學(xué)，可以起到良好的效果.例如“粒子散射”實(shí)驗，由于受條件限制做不了這種實(shí)驗，就可以將粒子散射的實(shí)驗現象通過(guò)多媒體技術(shù)顯示出來(lái).學(xué)生可以觀(guān)察到放射源中射出的粒子射到金箔原子上，絕大多數粒子沿原方向前進(jìn)，少數粒子發(fā)生較大偏轉，極個(gè)別的粒子甚至被彈回來(lái).這樣學(xué)生在實(shí)驗條件不具備的情況下仍可通過(guò)多媒體親眼目睹粒子散射的情景，增強感性認識，加深理解，提高學(xué)習能力.
3結束語(yǔ)
案例教學(xué)法使得學(xué)生能夠通過(guò)對某些過(guò)程的研究與發(fā)現來(lái)進(jìn)行學(xué)習，在必要的時(shí)候回憶出并應用這些知識與技能.而物理是一門(mén)系統性較強的學(xué)科，其學(xué)習過(guò)程與觀(guān)察、實(shí)驗和思維密不可分.由本課題組成員構建的教學(xué)資源庫能夠為教師和學(xué)生提供多元化的信息表達形式，可將課程中涉及到的某些抽象問(wèn)題形象化，既方便教師課堂教學(xué)內容的組織，也提高了學(xué)生對于學(xué)習物理課程的興趣.因此，本文作者認為基于教學(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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