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《信息技术与高中物理“课题研究”整合的实践》课题研究总结报告

作者：佚名来源：歙县教育局发布时间：2009年02月26日点击数：

【内容提要】通过对信息技术与高中物理“课题研究”教学的整合实践，阐述了整合教学中取得教师教学理念的转变和学生学习方式的转变的研究指导思想、研究过程、研究方法及研究的初步成果，并对研究过程中存在的问题等做了说明。

【关键词】课题研究、研究性学习、信息技术、课程整合。

一、课题研究的基本情况

随着教学改革的不断深入，教育信息化对高中教育的积极作用日显突出，新的课程标准更加重视学生自主学习、主动探究的学习方式，高中物理新教材中也将“课题研究”作为学生学习的重要内容。高中物理教师如何面对新一轮教学改革的挑战，主动适应教学发展对自己新的更高的要求，主动迎合形势发展的需求，运用丰富的、开放的、各种形式的信息资源去指导学生积极、主动的参与到课题研究中去，为他们的全面发展做一些有益的探索，也就成了我们物理教育工作者需要认真思考和实践的一个重要课题。基于以上的思考，我们于2002年3月在课题负责人的倡议和组织下，成立了课题研究小组，对课题的命名、研究目的、研究方法、研究手段、预期的研究成果等进行了仔细的研讨，对课题研究的可行性进行了充分的估计，制定了《信息技术》与《高中物理·课题研究》整合的实践课题计划，分别通过县、市教研室的审查并上报省课题领导组的审批，于2002年6月正式批准立项，紧接着我们制定了详细的《信息技术》与《高中物理·课题研究》整合的实践课题实施方案，并于新学年伊始正式开题研究。

1.根据《实施方案》，本课题以“教师指导学生进行《课题研究》”为研究对象，立足于教学实践，定位于“信息技术与物理教学”的整合。在研究中充分运用信息技术中的网络资源，开展整合教学的实践，从而更好地培养学生获取、收集、分析、处理信息的能力，培养学生运用信息技术进行物理学习的能力，让学生在研究过程中学会进行课题研究的方法，激发学习物理的热情，培养学生的创新与创造能力。

2.参与本课题的研究人员主要有县教研室物理教研员、本校高一年级物理教师和不同班级的部分学生。在人员的组成上既有专业教学研究人员的指导，又有一线教师的教学实践，更有高一学生这一重要研究主体的参与。

3.课题研究的主要策略是整体策划——分步实施——阶段侧重——专题突破。意旨是整个课题的研究在整体的框架下分阶段、分专题、有重点、有目的的进行。

二、课题研究的指导思想

抓住实施校校通工程的良好契机，充分利用与有机整合网络资源，紧密结合高中物理必修和选修课新教材中的《课题研究》的研究性学习课程，培养学生综合运用所学知识、灵活运用现代教育技术，有目的的收集和处理信息的能力，激发探究意识，培养创新能力。

三、物理探究学习网的建立

利用因特网的开放性、适时性、交互性、可操作性等特征，更由于适应学生对网络学习与操作的兴趣性与信息技术与物理学习的整合性的需要，在前期准备工作中，搜集大量的相关资料，我们在校园网中建立了“物理探究学习网”，为学生开展物理课题的研究性学习搭建了一个切实可行、方便、实用的操作平台。在学生进行课题研究的资源问题上解决了传统教学所无法解决的课题研究资源问题。根据学校和学生的实际情况，在 “学生物理探究学习网”中设置了八个栏目，其栏目名称和相应的功能如下：

1.研究方向：在教师的指导下，学生自愿选择并组合成课题研究小组，各小组根据本组人员的特长，提出各自的物理课题研究方向。如：高一（7）班的姜志斌同学对自然界的风感兴趣，经常收集一些有关风的资料，任课课老师杨静就指导他和其他几位同学以风为主线，就风的形成、风的能量与利用、风的不利与防范等，进行研究，他们通过研究并撰写了《关于“风帆、风车和风能》的文章、又如高一（7）班的胡苗苗同学学习课本中“人造卫星”的内容后，提出“卫星会掉下来吗？”的疑问，指导教师就指导她通过“物理探究学习”查阅资料，让她和小组的同学一起研究这个问题。

2.课题概述：对各研究课题有关的基本情况作一介绍，让学生对所选课题有进一步的了解。如高一（10）班的胡宏升同学在确定“走马灯”的研究课题后，写了一些关于“走马灯“的历史、制作及原理的文章，使得全组同学进一步了解热空气和伯努利方程等相关知识。

3.学习资源：有关课题研究的参考书目和相关网址。对学生选择的一些课题，指导老师在网上列出了一些参考书目：如“少年科技”、“科技博览”等。还做了有关科技网站的超级链接，如“安徽省青少年科技网”、“北京科普之窗网”等。

4.网上交流：老师和学生的作业、课题研究中的问题或成果在此进行交流和展示。如指导老师对学生学习“摩擦力”的有关知识后，针对学生作业中的一些问题在网上提出了对“摩擦力”认识上问题，让学生讨论，许多学生积极发表自己的看法。高一（5）班的刘杰等三位同学还写了“谈谈我对学习摩擦力的体会”的文章，对许多同学经常把“摩擦力”当作阻力，谈了他们的看法，对其他同学有着很大的启发。

5.课题管理：教师、学生对自己的研究课题进行申报，管理自己的研究方向。各班对本班申报的研究课题进行登记，由栏目管理员公布在网上公布。

6.提交作业：学生将自己的最终研究结果通过网络上交，如作业、作品、论文等。对学生研究的结果或完成老师布置的任务，由学生自己在网上做简单的汇报，再由指导老师根据学生的初稿，提出修改意见后，发给结题成果表的专用稿纸，让学生誊写文章的正文。

7.成果评价：将各小组提交的研究成果，让教师和学生成为评价活动的主角，大家发表评价意见，以进一步完善研究成果。对各班学生誊写好的文章，在教室后面出专栏墙报进行展览，让学生评议，并在网上对其打分，指导老师再对其进行提问和评价，最后再完成学生课题的各个奖励等级。

8.在线帮助：介绍研究性学习的基本理论和一般方法，指导、帮助、解答学生在研究性学习过程中的个性与共性问题。

教师和学生通过“学生物理探究学习网”中这些栏目的访问，实现了在物理课题研究性学习过程中，对需要着重把握的几个主要阶段（即研究课题的确定阶段、研究课题的实施阶段、研究成果的评价阶段等）的学习要求。同时，通过对相关栏目的访问，学生对信息技术的学习和使用也就自然而然掌握了，并贯穿在课题研究性学习之中，将信息技术与物理课题研究性学习很好的整合在一起，对学生的学习兴趣的激发与学习方式的改变都有着重要作用。

四、学生课题研究性学习的三个阶段

1.研究课题的确定阶段：在这个阶段中，学生根据教师的指导，在“学生物理探究学习网”提供的“研究方向”中选择一个自己感兴趣的研究课题，或学生自己通过课外实践活动提出一个自己感兴趣的研究课题，上传到“物理探究学习网”上，通过有关教师的审查，提出必要的修改意见，帮助完善研究方案，发回有关小组，便完成课题的申请。

各小组在通过申请后，小组成员便可通过“课题概述”阅读各自课题研究方向的“综述”，大致了解研究方向的基本情况，再通过“学习资源”由校园网访问与研究方向相关的因特网址，从中收集有关的资料，同时也可以在学校图书馆和阅览室中查阅有关的参考书目。通过查找、阅读、交流、讨论等形式做好课题研究的前期准备工作。

2.研究课题实施阶段。

一般来说，在开展课题研究的过程中主要经历三个阶段，即“开题”、“研究”、“答辩”。在这三个阶段中，需要分别撰写“开题报告”、“研究报告”和“答辩报告”。

在此过程中，指导教师在指定的时间和地点，将从事相似课题研究的学生组织成课题小组或组成大题组，在各课题组中开展讨论交流，对学生进行面对面的指导，而学生更多的时间则可以继续利用“物理探究学习网”的网上资源进行交流讨论、查找资料。如果学生对课题有什么问题需要解答，可以在BBS上求助，或自己上网查询。教师或学生在阅读BBS的相关内容后及时发回相关信息，通过师生或学生间进行交流和探讨，师生间或生生间的互动为学习与研究提供了更广阔的时空。

指导教师如认为有必要，也可以在“学生物理探究学习网”上的“网上练习”中建立与研究课题有关的一些基础知识的练习题库，供有关学生测试自己的相关知识和能力，以了解自己需要补充哪些方面的知识，明确自己的努力方向等。。

最后，每位学生都要将研究成果和研究报告以论文的形式，上传给教师指导组进行展示。

3、研究成果评价阶段。

在这个阶段，每位同学都要将自己物理课题研究报告以论文的形式上传到教师指导组，由教师指导组组织对部分学生的研究课题论文进行答辩，其他同学和老师看了答辩后，可以在网上提问，答辩的同学也可以在网上回答。答辩结束后，答辩同学对自己的答辩进行自评，指导教师给出一个评分，其他同学也可以对答辩同学进行评价。通过这种方法，实现了评价活动中的合作和交流，体现了评价的开放性、互动性、参与性和激励性，学生既是课题的研究者、也是课题成果的评价者，体现出学生在课题研究中的全程参与和整体互动。

五、实验的初步成果

1.在整合过程中，促进了教师教学理念的转变。

由于传统的教学模式与学生物理课题研究性学习的特点存在着较大的差异，传统的教学方式更很难适应开放的学生课题研究性学习的教学指导。通过信息技术和学生课题研究性学习的整合。教师的教学理念产生了很大的转变，教师从课堂教学方式、组织形式、课堂评价方式、备课形式和学生的作业形式上都打破了传统的模式。如教师在备课时，利用网上的资源制作教学课件、利用网上实验动画给学生讲课、开展网上问题讨论、利用聊天室回答学生问题、教师从网上学生喜欢发表的问题来了解学生等。

在研究过程中，教师体会最深的是在教学中首先要了解学生关心什么，对什么感兴趣，哪些是真正适合学生的问题或课题，以能使学生这个教学的主体地位进一步得到突出。在对学生课题研究性学习的指导上，充分发挥信息技术在教学中的运用，尽量避免给出具体的步骤和方法的传统指导模式，鼓励学生对课堂物理实验，跨学科和新科学技术方面的问题，采用不同的方法提出不同的见解，利用信息技术的网络平台，对所提出的问题进行探究。对学生的课题研究的评价上，不再只用传统的“对”与“错”来评判。而是考虑学生是否提出了新的有意义的问题，对课题的分析是否有独立的见解，所用的资料有多少是自己收集的，是否用到了课堂上、课本上没有讲到的知识等方面给予了总体的评价，指出其特点和不足，而不是只给一个简单的分数。研究方法的多样性首先给教师的创新意识上有了更具体、更直接的启示，教师在创新教学上也与学生共同进步。如学生在课外参观活动中，参观了黄山市气象台，学生了解了许多气象方面的知识，并在网上讨论一些有关气象变化的问题，教师对这些问题也不甚了解，通过学生从网上了解的新知识，教师也进行了一些这方面问题的学习。

教师需认真处理好教与学的关系，一是教师自学和向学生学的充实提高。如学生从网上学到的一些关于“流星雨”等天文现象的知识，在向老师提问时，教师也必须自学一些这方面的知识来增加学生对天体认识，为学生学习课本中关于万有引力定律的知识提高兴趣。二是教师运用信息技术知识对学生进行的课题研究方面的指导，是对其研究方向和研究方法给予指导，并不是用信息技术知识对学生不懂的研究问题进行解答，也不是为了学生学到某些具体的知识，充分相信学生蕴藏着的积极性和创造力，并把它们充分发掘发出来，同时自己也从中吸取营养，做到教学相长。在课题研究过程中，教师与学生的关系是一种真正的平等、民主、和谐的关系，学生也在这种宽松、自主、舒畅的研究氛围中体会到学习的乐趣与享受，感受到教师的人格与师德作用的无形影响。如高一（7）班的学生提出“高空中的人造卫星会掉下来吗？”的问题，指导教师没把它当作一个可笑的问题，也没有对这个问题做正面的回答，而是和学生一起从网上查询一些资料，通过老师和学生互相学习的方法，最后由学生自己回答，教师对其回答的评价上只是从是否违反科学规律方面去点评，而不对其回答的是否全面进行评判。

2.整合教学中，促进了学生学习方式的转变。

学生通过利用信息技术对物理课题的研究性学习中，改变了学生的学习方式和交流方式，在一定意义上实现了数字化学习，这主要表现在以下几个方面：

①由他主学习向自主学习的转变：信息技术中的网络资源为学生提供了丰富的课程资源，加上互联网本身具有的庞大的信息资源和易于查询、便于检索等特点，给学生构建了一个能充分发挥主观能动性去进行创新学习的环境，在这种学习环境中，学生可以不依赖或很少依赖教师和他人，而独立自主地开展物理课题的研究性学习，学习没有固定的路径，学习的全过程是开放的。如高一（2）班的徐海华同学在课外参观活动中，参观了“黄山世纪公园”的索拉桥后，对桥的形状和设计产生了兴趣，并从网上资源中了解一些关于桥的物理知识，还从汽车过桥的受力分析中学习了对物理学中力知识的理解。

②由个别学习向协作学习的转变

信息技术的发展，特别是网络技术的飞速发展，为学生之间的学习交流提供了很多的方式，也使学生间的协作性学习在协作手段、方式、环境、范围、程度和水平上发生了改变。网络技术使学生在物理课题研究性学习中交流沟通效率得以提高，使有关信息的组织更为有效。学生的分组方式也更为灵活、多样，学生不仅可以在班集体内自由进行组合，而且可以与网络上的其他人协作交流。学生通过网络的协作学习，培养了学生的信息能力、学习能力和社交能力，也有助于学生适应校外学习和现代远程学习，培养终生学习的素养。借助网络的协作学习，发挥教师的主导、学生主体的作用来实现学生由个别学习向协作学习的转变。如高一（5）班的许翼同学，在网上用QQ和外地的网友聊天时说到自家的猫从房顶上跳下时没受伤的事情，对方不解，并和班上的另两位同学一起，在网上找到了一些物理学家关于猫的“绝技”述说的一些资料，和网上的网友一起交流探讨这个问题，最后一起写了“为什么猫从高处落下时能稳稳的落地？”的文章。

③由接受学习向研究学习的转变

高中阶段的物理课中，加入的学生课题研究内容，目的之一就是要将学生的学习形式由接受学习引向探究学习。信息技术环境下的探究学习是一种基于计算机网络环境，在教师的指导下，从学习生活和社会生活中选择和确定研究主题，用类似科学研究的方式，通过学生自主、独立地发现问题、实验、操作、调查、信息搜集与处理、表达与交流等探究活动，生动地获取知识、应用知识、解决问题并发展情感和态度的学习方式。网络资源特别是互联网上丰富的信息资源，使学生发现和提出一些既具有研究价值、又适合学生进行研究的问题，学生充分利用计算机网络的功能和作用，上网查找、收集研究的文献资料，并利用网络突破时间和空间的限制，进行协作、交流。另外计算机的数据采集、存储和处理功能，为探索、研究过程和结果的记录、评价提供了科学、准确的依据。通过信息技术和学生物理课题研究的整合教学，是实现学生由接受学习向研究学习的转变的一条重要途径。如教师在课堂上讲了伽俐略的比萨斜塔实验的故事后，高一（3）班的王乘善同学，也做了两个球下落的实验，把实心球改成空心球，在里面加不同的材料来做下落的实验，并写了“对两个铁球下落的探讨”的文章。

④由适应性学习向创新性学习转变

将信息技术与学生物理课题研究的进行整合教学，使教师有条件发现和使用不同的教学方法和教学方式，实施因材施教、超越传统课堂教学中的适应性学习，使教学充满活力和创造力，促进学生的个性发展。个性的发展引发创新性，个性化的学习就是创新学习。信息技术促进了学习方式由继承性、适应性学习向创新性学习转变，有利于培养学生的创新精神和实践能力。如高一（3）班舒晴同学对电子器件方面比较感兴趣，指导老师指导他制作了“自制钟控（定时开、关）的电源盒”使她对电子器件的改进方面有了创新的想法。

六、整合教学实践的体会。

以“学生物理探究学习网”为平台，我们在对信息技术与高中物理学生课题研究性学习课程进行整合的探索中，深刻感觉到，将信息技术与学生物理课题研究性学习课程通过“学生物理探究学习网”得到整合后，学生物理课题研究性学习的教学效果大为提高。本来一个学校只有几个的学生课题，现在一下子发展到超过几十个课题，课题研究的水平也有一定提高，多名学生的课题成果参加了县、市级的展示。学习中学生的学习积极性空前高涨，我们在一个调查中发现80%以上的学生认为自己正在研究的课题是自己很感兴趣的，彻底改变了苦读书的状况，学生们在课题小结中纷纷表示希望今后多开设这样的研究性学习课程。

通过信息技术与学生物理课题研究性学习课程的整合，我们实现了两者的全程融合。学生在物理课题研究型课上主要是进行面对面的指导、讨论，统一进度，进行操作实验等工作，而学生在信息科技课上则通过网络查找资料、交流讨论、处理数据、制作研究报告、网站和答辩报告等，完成了学生物理课题研究性学习课程的大部分学习任务。我们只以很少的课时，就完成了学生物理课题研究性学习的教学任务，提高了教学效率，而离开信息技术与学生物理课题研究性学习课程的整合，则是绝对不可能实现的，这也体现了了信息技术与高中物理课程整合的必要性、可行性和重要性，对改善高中物理及其他学科的学习都有着重要的意义。

此外，学生物理课题研究性学习课程还为信息科技课的教学提供了大量活生生的案例作为教学中的任务驱动，给信息技术课的教学也带来了生气，高中信息技术课的教学要求，全部得到了贯彻。学生带着真正的、有用的、与教学或生活相关的任务来进行学习，学习效率提高，学习积极性高涨，学习效果好。本来，两个学期的教学任务，现在就可以多出一些时间，这又给学生物理课题研究性学习课程提供了宝贵的时间。学生的能力得到培养、学生的素质得到提高，学生的学习态度、价值观等有了明显的改善。

实践证明，我们教师只要大胆地转变传统的教学理念，摆正教师在学生物理课题研究性学习课程中的地位，充分发挥信息技术在教学中的运用，必能促进学生学习方式的转变，实现学生主体性和教师主导性的统一、以及学生自主性和协作性的统一，推进教学改革，以促进学生的全面发展。

七、存在的问题和对策

首先，教师的教育理念需要进一步更新，来自传统的教育思想的阻力还相当大，在教学中时常会自觉或不自觉的受到传统教学方法的影响。部分教师不适应研究性学习课程的开放性，总想用自己的想法去统一学生的想法，不能摆正教师在研究性学习课程中的地位。

其次，教师计算机和因特网技术的应用水平差异较大，部分教师尚不能熟练地进行网络浏览及相关操作，影响了研究性学习课程的教学效果。学生也要提高计算机和网络应用的水平，提高计算机操作的能力。

再次，由于技术的限制，许多有利于研究性学习的手段尚不能使用，如：动态影像的实时传送；许多基于网络的因特网服务功能（ASP）还处于起步阶段，难于对研究性学习提供实质性的帮助，如：现在尚未有一家ASP能提供基于WEB的中外大百科全书的全文检索、查阅功能；一般中学中，计算机的硬件和软件还不能实现“虚拟现实”技术，那就对学生研究一些近、现代物理化学等方面的课题产生极大的制约，如：不可能研究原子核方面的课题；由于要考虑网络的安全问题，就要用“防火墙”将校园网与因特网隔离，这样，学生在开展课题研究时就很难得到社会上专家的及时指导，交流的范围只能局限于校园内，虽然可以采用“请进来”、“走出去”的方法，尽可能多地得到专家的帮助，但不管怎么说，校园网与因特网交流限制，使课题研究的开放性受到了一定影响。

最后，由于经验不足，在进行运用校园网开展研究性学习的过程，也遇到了不少困难，如指导教师的安排、场地和时间的调配、教师指导能力的提高等，特别对一些学生自己确定研究方向的课题较难把握，这些都需要在今后的实践中加以完善。

课题负责人：

贺良治冯潜

课题组成员：

张文彬杨静程永活余海宝汪建汪琳