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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(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(jì)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(shí)現(xiàn)教育普及化的重要趨勢(shì).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(shì).
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(shí)為主，教材中所涉及的知識(shí)、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(dòng)定律、法拉第電磁感應(yīng)定律等，都是以實(shí)驗(yàn)事實(shí)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(shí)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(jì)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(jì)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(shí)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(tái)，實(shí)現(xiàn)物理課程與計(jì)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(shí)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(shí)現(xiàn)資源的開放與共享.對(duì)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(xiàng)目的目的和整體實(shí)施計(jì)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(duì)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(yīng)當(dāng)參考任課教師的要求，以知識(shí)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(dòng)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(jì)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(jì)的多層B/S結(jié)構(gòu):JSP+SERVLET-f-JAVABEAN實(shí)現(xiàn)MVC三層模式，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫使用MySQLServer5.2.
根據(jù)現(xiàn)實(shí)的需求分析，本課題研究開發(fā)的教學(xué)資源庫主要實(shí)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(duì)教學(xué)資源庫服務(wù)進(jìn)行配置;對(duì)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(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(fù)習(xí)以及進(jìn)行知識(shí)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(shí)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(duì)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(duì)資源的相關(guān)信息(如名稱、編號(hào)、學(xué)科、類型、使用對(duì)象等)及其存放進(jìn)行管理;對(duì)一些資源的使用過程進(jìn)行組織;上傳資源者可對(duì)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(jì)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(shí)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(shí)踐和探索，案例教學(xué)法的運(yùn)用已日趨規(guī)范，對(duì)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(dòng)，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(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(diào)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(xiàn)問題、思考問題、解決問題，從而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)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(gè)知識(shí)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的融會(huì)貫通，使學(xué)生達(dá)到綜合把握知識(shí)點(diǎn)的效果，把零散的知識(shí)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(shí)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(dòng)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(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)，將教學(xué)及實(shí)驗(yàn)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(duì)于一些復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過程，能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)的演示，使抽象的過程形象化;對(duì)于一些無法用實(shí)驗(yàn)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(duì)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(duì)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(shí)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(dòng)活潑.既激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主動(dòng)性，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)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(dòng)、直觀的演示課程中涉及到的實(shí)驗(yàn)、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(dòng)探究的意識(shí).
2.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)
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(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的研究，開展創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)選題、案例、指導(dǎo)模式等系列研究.課上演示實(shí)驗(yàn)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(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，另外安排了部分練習(xí)和探索性實(shí)驗(yàn)，因此，除了要注意演示實(shí)驗(yàn)的形象、生動(dòng)、有趣外，更重要地還應(yīng)注重可見度，以增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的直觀性，將群體的積極性及學(xué)習(xí)興趣調(diào)動(dòng)起來.教學(xué)實(shí)踐充分證明，生動(dòng)、形象、直觀、有趣的演示實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)更應(yīng)當(dāng)與計(jì)算機(jī)結(jié)合起來，充分利用已有教學(xué)資源.
本文對(duì)計(jì)算機(jī)在物理實(shí)驗(yàn)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(dòng)學(xué)生感官.利用多媒體可以“解剖”復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)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(duì)常見儀器的使用有深刻地了解.
2)演示動(dòng)態(tài)變化過程，使抽象的過程形象化.許多物理實(shí)驗(yàn)雖然可以用實(shí)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(shí)驗(yàn)為例，碰撞是一個(gè)在極短時(shí)間內(nèi)完成的物理過程，實(shí)驗(yàn)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(shí)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(gè)過程.整個(gè)過程既形象生動(dòng)，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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，由于受條件限制做不了這種實(shí)驗(yàn)，就可以將粒子散射的實(shí)驗(yàn)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(gè)別的粒子甚至被彈回來.這樣學(xué)生在實(shí)驗(yàn)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(shí)，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(duì)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(shí)候回憶出并應(yīng)用這些知識(shí)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(shí)驗(yàn)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?yàn)榻處熀蛯W(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(duì)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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