◆李冬婷

在信息化的教學(xué)環(huán)境下，如何有效地實(shí)現(xiàn)科學(xué)課程與信息技術(shù)的整合，值得每位科學(xué)教師不斷地思考和探索。以“落體運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)為例，對其中的多媒體組合教學(xué)進(jìn)行實(shí)踐和探索，希望能為多媒體教學(xué)帶來參考和借鑒。

科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)，應(yīng)注重科學(xué)課程的教學(xué)與信息技術(shù)的整合，利用各種信息技術(shù)促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)，創(chuàng)設(shè)自主探究、多重交互、合作學(xué)習(xí)、資源共享等學(xué)習(xí)環(huán)境[1]。也就是說，科學(xué)教師需要精心地選擇、組合和設(shè)計(jì)多媒體，使之帶有明確的目的性和指向性，合理地貫穿在整個(gè)教學(xué)過程中。只有當(dāng)多媒體與教學(xué)內(nèi)容建立起有意義的聯(lián)系時(shí)，才能激發(fā)出不同層次的教學(xué)功能。本文將結(jié)合“落體運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)實(shí)踐為例，對其中的多媒體組合教學(xué)的特色進(jìn)行探索和剖析，希望能為優(yōu)化多媒體組合教學(xué)帶來參考和借鑒。

1 多媒體組合教學(xué)的理念

“落體運(yùn)動(dòng)”是一節(jié)研究物體下落快慢現(xiàn)象的科學(xué)探究課。本節(jié)課采用多媒體組合教學(xué)的方式，將現(xiàn)代媒體與傳統(tǒng)媒體融合在整個(gè)科學(xué)探究的教學(xué)過程中，有效地支持課堂從教師中心轉(zhuǎn)向?qū)W生中心，從個(gè)體學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向小組合作學(xué)習(xí)，從接受學(xué)習(xí)逐步走向發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的教學(xué)轉(zhuǎn)型[2]。如圖1所示，該節(jié)課力圖通過教師的主導(dǎo)活動(dòng)、學(xué)生的主體活動(dòng)以及教學(xué)媒體的運(yùn)用三個(gè)方面的整合設(shè)計(jì)，在教師—媒體—學(xué)生三者之間形成實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)的和生成性的互動(dòng)關(guān)系。

2 多媒體組合教學(xué)的實(shí)踐

創(chuàng)設(shè)情景、導(dǎo)入新課

【圖片展示】蘋果砸重牛頓腦袋的趣味漫畫，引入學(xué)習(xí)的主題——落體運(yùn)動(dòng)。

【教師演示】羽毛、網(wǎng)球、卡片、氣球、木塊、紙巾等物體落體運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。

【學(xué)生活動(dòng)】請學(xué)生在黑板上繪制出這些物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，詢問其他學(xué)生這些學(xué)生畫得完不完整，很快就發(fā)現(xiàn)問題，即未標(biāo)明運(yùn)動(dòng)的方向。

在建立起共同經(jīng)驗(yàn)之后，由軌跡的特點(diǎn)歸納出落體運(yùn)動(dòng)的共同趨勢，即豎直向下。如圖2中的①②所示。

啟發(fā)思考、制造沖突

【思考討論】怎樣的物體下落快？怎樣的物體下落慢？教師在黑板上對學(xué)生的觀點(diǎn)進(jìn)行歸納和分類。如圖2中的③所示。

【板書提煉】

觀點(diǎn)一（亞里士多德）：

重——慢 輕——快

觀點(diǎn)二（伽利略）：與質(zhì)量無關(guān)

【投影講解】邊演示邊介紹亞里士多德和伽利略的觀點(diǎn)，并與黑板上學(xué)生的兩種觀點(diǎn)進(jìn)行比較，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的觀點(diǎn)正好與科學(xué)史上出現(xiàn)的兩種關(guān)于落體運(yùn)動(dòng)快慢的觀點(diǎn)吻合。

【設(shè)問激疑】我們的生活經(jīng)驗(yàn)和亞里士多德的觀點(diǎn)比較符合，那是伽利略錯(cuò)了嗎？對于這兩個(gè)科學(xué)家，到底該相信誰的觀點(diǎn)呢？

合作探究、解決問題

活動(dòng)一：鐵球落地的簡單模擬實(shí)驗(yàn)。小組合作演示不同重量的實(shí)心鐵球從同一高度下落的現(xiàn)象。然后，教師將各小組的觀察結(jié)果進(jìn)行投影，發(fā)現(xiàn)由于人眼觀測誤差的存在，不同小組的觀察結(jié)果存在分歧。那該如何消除這種觀測的誤差呢？

活動(dòng)二：鐵球落地的高空攝影實(shí)驗(yàn)。學(xué)生借助由教師提供的數(shù)碼照相機(jī)，重復(fù)剛才的實(shí)驗(yàn)，拍攝落體運(yùn)動(dòng)的過程。然后，教師通過電腦慢放的軟件，比較兩鐵球落地的實(shí)際情況。從落地的時(shí)間記錄顯示，還是重的鐵球先落地。

【教師總結(jié)】從剛才兩個(gè)實(shí)驗(yàn)來看，結(jié)果都是支持亞里士多德的觀點(diǎn)。

協(xié)作交流、信息共享

【設(shè)疑過渡】難道真的是伽利略錯(cuò)了嗎？伽利略到底是憑借什么理由，才敢對亞里士多德的觀點(diǎn)提出與事實(shí)經(jīng)驗(yàn)相反的觀點(diǎn)呢？

【啟發(fā)思維】教師揭示支持伽利略觀點(diǎn)的強(qiáng)大工具——邏輯推理（思想實(shí)驗(yàn)），借助黑板演示伽利略的推理過程。

【思考討論】伽利略如此嚴(yán)密的邏輯推理，為什么實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與理論的預(yù)測不一致呢？到底是什么因素在干擾？

歸納總結(jié)、拓展提升

【播放視頻】學(xué)生觀看在月球的真空環(huán)境下做落體實(shí)驗(yàn)的視頻，發(fā)現(xiàn)不同重量的物體會同時(shí)下落。這一實(shí)驗(yàn)是提供支持伽利略觀點(diǎn)的事實(shí)證據(jù)。

【歸納總結(jié)】由于空氣阻力的存在，影響物體下落的快慢。所以伽利略后來對原先的假說進(jìn)行修正，得出新的結(jié)論：在真空中任何物體，不管其重量、形狀和比重，下落速度都是一樣的。

【拓展提升】幻燈片呈現(xiàn)科學(xué)家對伽利略觀點(diǎn)的拓展實(shí)驗(yàn)，了解目前關(guān)于落體運(yùn)動(dòng)科學(xué)發(fā)展前沿的動(dòng)態(tài)研究成果。

3 多媒體組合教學(xué)的探索

實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)與現(xiàn)代媒體的互補(bǔ)，優(yōu)化多媒體的組合教學(xué) 本節(jié)課將傳統(tǒng)媒體與現(xiàn)代媒體組合使用，收到取長補(bǔ)短、優(yōu)勢互補(bǔ)的教學(xué)效果。

首先，現(xiàn)代媒體豐富的表現(xiàn)力和重現(xiàn)力，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)媒體技術(shù)方面的不足。尤其是視頻、錄像、動(dòng)畫等現(xiàn)代教學(xué)媒體，可以在短時(shí)間內(nèi)重現(xiàn)演繹宇宙之大、粒子之微、火箭之速、化工之巧、地球之變等學(xué)生難以親身經(jīng)歷的科學(xué)現(xiàn)象和過程，起到“籠天地于形內(nèi)，觀古今于須臾”的效果[3]。比如在研究真空環(huán)境中的落體現(xiàn)象時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，往往無法讓學(xué)生在課堂中親歷和見證這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果。此時(shí)視頻的使用不僅可以有效地突破時(shí)空的瓶頸，而且可以增強(qiáng)學(xué)生的替代性體驗(yàn)。

其次，傳統(tǒng)媒體特有的開放性和生成性，可以彌補(bǔ)現(xiàn)代媒體推演方面的不足。特別是像黑板、實(shí)物、模型等傳統(tǒng)教學(xué)媒體的使用，不僅有助于捕捉學(xué)生的注意力、呈現(xiàn)思維的過程，而且能提供豐富的表象、構(gòu)成活躍的“思維場”[4]。比如利用實(shí)物動(dòng)態(tài)的演示結(jié)合黑板靜態(tài)的描繪方式，學(xué)生就能很直觀地總結(jié)出落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。還比如，在研究落體運(yùn)動(dòng)快慢與物體重量大小的關(guān)系時(shí)，教師利用板書將不同學(xué)生的觀點(diǎn)進(jìn)行顯現(xiàn)化和對立化，不僅有助于暴露學(xué)生的前概念、制造認(rèn)知沖突，而且有利于引發(fā)學(xué)生的討論和爭辯，深化對問題的認(rèn)識。

發(fā)揮多媒體的技術(shù)優(yōu)勢，創(chuàng)新科學(xué)探究的實(shí)踐活動(dòng) 本節(jié)課充分發(fā)揮了多媒體的技術(shù)優(yōu)勢，對科學(xué)探究過程進(jìn)行了優(yōu)化和創(chuàng)新。自從多媒體信息技術(shù)入駐科學(xué)課堂以來，使得科學(xué)探究活動(dòng)更加趨向多樣化和科學(xué)化。尤其是一些數(shù)碼音像器材、文字編輯軟件、傳感器、數(shù)據(jù)庫等數(shù)字化媒體的普及應(yīng)用，一方面為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、處理和分析提供了理想的環(huán)境和資源，為解決問題提供了有效的外部支持；另一方面，這些技術(shù)也使得原先科學(xué)實(shí)驗(yàn)中某些不易測量、不易觀察的細(xì)微變化，得到全方位、立體化的詮釋和演繹，極大地降低了科學(xué)探究的難度，提高了科學(xué)探究的精度。

比如在研究落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，由于鐵球下落的速度之快，使人眼無法準(zhǔn)確辨識不同重量的鐵球下落的先后順序。為了克服因人眼觀測而帶來的誤差，本節(jié)課就巧妙地將數(shù)碼照相機(jī)的攝像功能與電腦的慢放軟件結(jié)合使用，對鐵球落地的每個(gè)瞬間加以比較和分析，使得科學(xué)探究的結(jié)果更加科學(xué)和嚴(yán)謹(jǐn)。最重要的是，學(xué)生在運(yùn)用這些信息“集成”工具的過程中，不僅提升了對科學(xué)工具和技術(shù)的掌握能力，而且提高了信息加工處理和合作交流的能力。

調(diào)整多媒體的使用主體，促進(jìn)課堂教學(xué)的師生互動(dòng) 本節(jié)課通過增加學(xué)生使用多媒體的機(jī)會，有效地促進(jìn)了課堂的師生互動(dòng)。在以往的科學(xué)課堂中，教師往往是教學(xué)媒體的使用主體，因此在很多時(shí)候會將信息技術(shù)的功能降級為僅是用來輔助教師教學(xué)的直觀演示工具，而掩蓋了教學(xué)媒體所具有的諸如啟發(fā)探究、認(rèn)知加工、評價(jià)交流等多方面的教學(xué)功能。如果教師適時(shí)地弱化使用多媒體的權(quán)力，將更多使用多媒體的機(jī)會讓給學(xué)生，有時(shí)候可能會產(chǎn)生意想不到的教學(xué)效果。特別是在信息化的教學(xué)環(huán)境下，學(xué)習(xí)者與媒體的互動(dòng)，會影響學(xué)習(xí)者通過媒介的其他互動(dòng)活動(dòng)[5]。

比如在這節(jié)課中，科學(xué)教師通過組織學(xué)生上黑板繪制落體運(yùn)動(dòng)的軌跡，指導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)碼相機(jī)改進(jìn)落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，組織學(xué)生利用投影儀匯報(bào)小組實(shí)驗(yàn)探究的成果等活動(dòng)，都可以更好地引發(fā)探究者的認(rèn)知沖突、質(zhì)疑反駁、自我反思，從而將探究的內(nèi)容引向深處，加速教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的融合。這種教學(xué)媒體使用方式的設(shè)計(jì)策略，不僅可以讓更多的學(xué)生表達(dá)觀點(diǎn)、討論交流、共享信息。同時(shí)也為教師評價(jià)學(xué)生的觀察能力、語言表達(dá)能力、合作交流能力，提供了可視化的操作性支持。

創(chuàng)設(shè)多媒體的問題情境，促進(jìn)科學(xué)知識的意義建構(gòu) 本節(jié)課借助多媒體創(chuàng)設(shè)問題情境，有效地促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)知識的意義建構(gòu)。尤其是教師將啟發(fā)式的教學(xué)理念融入多媒體教學(xué)中，適時(shí)地設(shè)計(jì)啟發(fā)性問題來引導(dǎo)學(xué)生思考，設(shè)置探測性問題來暴露學(xué)生的前概念，穿插激勵(lì)性問題來引發(fā)學(xué)生質(zhì)疑辯論。同時(shí)，在學(xué)生與多媒體進(jìn)行互動(dòng)的過程中，教師會留給學(xué)生足夠的思考空間來探索消化，強(qiáng)調(diào)思考的過程而不急于告知答案，利用媒體技術(shù)強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的能力，從而讓科學(xué)探究的過程真正成為學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)、合作探究和自我建構(gòu)的過程。

比如在引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)碼攝像機(jī)來探究鐵球的落體運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)中，教師通過設(shè)置“伽利略在比薩斜塔上做了什么實(shí)驗(yàn)，反駁亞里士多德的觀點(diǎn)”“以伽利略當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件，在這么短的時(shí)間內(nèi)，他憑什么判斷兩鐵球是同時(shí)落地的”“既然無法消除人眼的誤差，那該如何來改進(jìn)實(shí)驗(yàn)?zāi)亍钡葐栴}鏈，循循善誘、因勢利導(dǎo)，自然而然地促使學(xué)生帶著問題進(jìn)入探究的情境，激發(fā)學(xué)生利用技術(shù)解決問題的探究欲望，增加學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究實(shí)踐的樂趣。

綜上所述，“落體運(yùn)動(dòng)”這節(jié)課通過將傳統(tǒng)媒體與現(xiàn)代媒體優(yōu)勢互補(bǔ)，把學(xué)生作為多媒體的使用主體，以多媒體的問題情境啟發(fā)思維，有效地實(shí)現(xiàn)了科學(xué)探究的優(yōu)化和創(chuàng)新，加強(qiáng)了課堂中的互動(dòng)交流，促進(jìn)了科學(xué)知識的意義建構(gòu)。在整個(gè)教學(xué)過程中，既發(fā)揮了教師的主導(dǎo)作用，又充分地體現(xiàn)了學(xué)生的主體性，實(shí)現(xiàn)科學(xué)課程與多媒體的有效整合。

[1]教育部.初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:北京師范大學(xué)出版集團(tuán),2011:56.

[2]戴曉娥.信息技術(shù)對課堂教學(xué)的影響[J].中國電化教育,2013(2):93-97.

[3]蔡鐵權(quán),姜旭英.科學(xué)課程與教學(xué)研究[M].杭州:浙江教育出版社,2008:239.

[4]王以寧.教學(xué)媒體理論與實(shí)踐[M].北京:高等教育出版社,2007:44.

[5]王陸.信息化教育研究中的新內(nèi)容:互動(dòng)關(guān)系研究[J].電化教育研究,2008(1):11-21.