試論基于教學資源庫的案例教學法在物理教學中的應(yīng)用論文
論文關(guān)鍵詞:教學資源庫 物理 案例教學
論文摘要:計算機技術(shù)與教育理論相結(jié)合的教學方式已成為實現(xiàn)教育普及化的重要趨勢.在傳統(tǒng)物理教學方式的基礎(chǔ)上，研究教學資源的合理利用與物理教學相結(jié)合，提出構(gòu)建相應(yīng)的教學資源庫，充分發(fā)揮案例教學法在物理教學中的優(yōu)勢.
物理的主要目的是使學習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)，運用分析、綜合、推理和歸納而總結(jié)出來的.基于物理學科的特點，在傳統(tǒng)教學模式下，學生往往機械地解決靜態(tài)的模型化的問題，埋頭于大量的枯燥的練習，而把物理學解決實際間題的完整過程和思維方法割斷，從而失去了學習物理的興趣，與培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才的要求相悖.因此，傳統(tǒng)的教學觀念、教學模式必須改變.
近年來，計算機越來越多地影響著人們的日常生活、學習和工作.讓計算機技術(shù)進入中學物理課程，成為物理課程的組成部分，從而可以加強物理課程內(nèi)容與現(xiàn)實世界的聯(lián)系，促進學生學習方式的改變，促進學生的發(fā)展.因此，構(gòu)筑信息技術(shù)平臺，實現(xiàn)物理課程與計算機技術(shù)的整合，探討教學資源庫建設(shè)以及基于教學資源庫的案例教學法在物理教學中的應(yīng)用具有實踐意義.
1教學信息與教學資源庫建設(shè)
在當前教育信息化蓬勃發(fā)展的環(huán)境下，教學資源庫的建設(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)當進行合理的任務(wù)分配，使各部分人員掌握工作的技術(shù)細節(jié)，明確資源建設(shè)項目的目的和整體實施計劃.
1.I教學信息資源的組織
教育信息資源建設(shè)的主力是工作在教學最前線的教師，他們了解教學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)的詳細內(nèi)容(具體按教學大綱和課程目錄的順序劃分要建設(shè)的資源)，細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)當參考任課教師的要求，以知識點為基礎(chǔ)，將各素材在資源庫進行多元化的表示，包括圖形、表格、文字、聲音、動畫、視頻等多維信息的集合.
1.2教學資源庫建設(shè)
教學資源庫的設(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，管理員可對教學資源庫服務(wù)進行配置;對系統(tǒng)相關(guān)用戶信息、用戶權(quán)限進行管理，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)備份與恢復管理.
2)教學資源庫.教學資源庫分為教師模塊和學生模塊.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、教輔資料和教學案例等.學生模塊提供關(guān)于學生在課后自學或復習以及進行知識擴展方面的學習資源，包括教學大綱、教材、多媒體課件、教學單元知識以及與學科有關(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.作為系統(tǒng)的主要功能模塊，允許有權(quán)限的用戶將教學資源上傳到資源庫中，并對資源的相關(guān)信息(如名稱、編號、學科、類型、使用對象等)及其存放進行管理;對一些資源的使用過程進行組織;上傳資源者可對其擁有的資源進行編輯及相關(guān)屬性進行修改等.
5)論壇.論壇是教師(資源共享系統(tǒng)的使用者)、學生與建設(shè)者之間交流的工具.當然教師與教師，學生與教師，學生與學生之間也可以通過此板塊進行交流等.
本課題研究設(shè)計的教學資源庫，具有安全穩(wěn)定、可廣泛共享、方便易用的特點.有效地實現(xiàn)教學信息資源的數(shù)字化、共享化，把多媒體教學網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與現(xiàn)代化教學設(shè)施有機的結(jié)合在一起，從而豐富教學手段，優(yōu)化教育教學環(huán)境.
2案例教學法在物理教學中的應(yīng)用
案例教學法是一種突出培養(yǎng)學生綜合能力的教學方法，最早興起于美國哈佛大學法學院，后來在醫(yī)學和工商管理等教學領(lǐng)域得到推廣20世紀80年代初，中國一些高等院校也開始在一些學科教學中引入案例教學，經(jīng)過多年的實踐和探索，案例教學法的運用已日趨規(guī)范，對中國高校教學的改革和發(fā)展起到了很大地促進作用.
隨著研究性學習在中學的廣泛開展，人們開始探索適應(yīng)物理課程的教學方法.就是在這種背景下，本文提出通過構(gòu)建教學資源庫，將案例教學法更好的應(yīng)用到物理教學中去.教師根據(jù)課程教學目標和教學內(nèi)容的要求，通過設(shè)置具體的教學案例，引導學生參與分析、討論等活動，讓學生在具體的問題情境中積極思考探索.它強調(diào)以學生為主體，以培養(yǎng)學生的自主學習能力、實踐能力和創(chuàng)新能力為目的.
案例教學法可以改變枯燥的教學氛圍，調(diào)動學生的課堂積極性和主動性，激發(fā)學生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題，從而實現(xiàn)主動學習的效果，這也是學校教育的目的所在，改變“填鴨式”的呆板的教學模式.此外，案例教學法可以貫穿多個知識點，實現(xiàn)教學內(nèi)容的融會貫通，使學生達到綜合把握知識點的效果，把零散的知識點以不同的線索串聯(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).案例教學法在教學中的運用，使學生成為課堂的主角，充分調(diào)動學生學習的熱情，達到良好的教學效果. 在物理課中引入案例教學法，充分利用理論教學與計算機技術(shù)相結(jié)合的優(yōu)勢，將教學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)建到教學資源庫中去，便于教師和學生檢索、使用.充分利用學校現(xiàn)有的多媒體及網(wǎng)絡(luò)資源，將物理課程中的教學案例，以靜態(tài)畫面的形式投影到屏幕上，便于教師講解和學生觀察;對于一些復雜的動態(tài)過程，能夠進行動態(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，基于教學資源庫的案例教學法對于促進中學物理教學改革和加強素質(zhì)教育有著更加積極的意義.
2.1教學內(nèi)容組織
物理課程案例教學法成功與否的關(guān)鍵是教師對于課程的科學建設(shè)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(jù)教學目的和教學內(nèi)容的要求收集整理相關(guān)知識點，構(gòu)建與教學內(nèi)容密切相關(guān)的教學資源庫.依托多媒體教學設(shè)施和教學資源庫，使教學內(nèi)容更加形象直觀、生動活潑.既激發(fā)學生的學習熱情和主動性，加深學生對理論知識的理解，又能培養(yǎng)學生的學習能力和分析解決問題的能力.另一方面，教師又可根據(jù)教學要求和教學進度，從教學資源庫中選取適當?shù)乃夭模慕M織課堂教學，形象生動、直觀的演示課程中涉及到的實驗、例題，誘發(fā)出學生的直觀興趣，進而激發(fā)學生的思索興趣.運用案例教學法以案例帶出問題，通過問題及問題的解決闡述相關(guān)概念及理論，引導學生善于歸納，培養(yǎng)主動探究的意識.
2.2實驗教學設(shè)計
在物理課程教學不斷深化的背景下，要重點開展創(chuàng)新型實驗教學體系的研究，開展創(chuàng)新型實驗選題、案例、指導模式等系列研究.課上演示實驗引入新課的好壞，直接影響教學效果.本課程著重于與教學內(nèi)容相關(guān)的驗證性實驗，另外安排了部分練習和探索性實驗，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，以增強演示實驗的直觀性，將群體的積極性及學習興趣調(diào)動起來.教學實踐充分證明，生動、形象、直觀、有趣的演示實驗導人新課，是提高課堂教學效果的關(guān)鍵一環(huán).因此，物理實驗教學更應(yīng)當與計算機結(jié)合起來，充分利用已有教學資源.
本文對計算機在物理實驗教學中的應(yīng)用進行了專門的研究，將其主要優(yōu)點總結(jié)如下:
1)演示靜態(tài)內(nèi)容，充分調(diào)動學生感官.利用多媒體可以“解剖”復雜的實驗儀器，讓學生了解儀器的組成、結(jié)構(gòu)特點和使用原理，使學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，實驗中學生只能看到碰撞前后的情況，碰撞過程中學生難以觀察碰撞瞬間的變化.運用多媒體技術(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)教學中只能靠教師板書和語言進行講授，學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，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，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，增強感性認識，加深理解，提高學習能力.
3結(jié)束語
案例教學法使得學生能夠通過對某些過程的研究與發(fā)現(xiàn)來進行學習，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)性較強的學科，其學習過程與觀察、實驗和思維密不可分.由本課題組成員構(gòu)建的教學資源庫能夠為教師和學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題形象化，既方便教師課堂教學內(nèi)容的組織，也提高了學生對于學習物理課程的興趣.因此，本文作者認為基于教學資源庫的案例教學法非常適合于物理課程的教學.
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