“信息技术与高中物理教学整合的理论与实践研究”课题研究 报告

我校申报的《信息技术与高中物理教学整合中对中学生能力的培养的研究》课题，经审定，被立为中央电化教育馆“十五”教育技术规划课题，课题负责人：马洪，立项通知文号：教电馆研[2002]178—28号，后经课题组申请，报中央电教馆、湖北省教育信息化发展中心同意，课题更名为《信息技术与高中物理教学整合的理论与实践研究》，课题研究工作接受中央电教馆和省信息化发展中心的管理和指导，从2002年5月起动，到2005年8月基本完成研究工作，在三年多的时间里我校课题组认真开展整合实验，并进行总结和探索，课题研究取得了预期的效果。

一、研究的内容和预期目标

（一）课题研究的内容：

课题研究内容主要包括：

高中物理教学中运用信息技术的途径和方法；

基于信息技术与高中物理教学整合的设计；

信息技术与高中物理教学整合的模式；

如何评价一节信息技术与学科教学整合课；

信息技术与高中物理教学整合对教师教学行为的影响；

信息技术与高中物理教学整合对学生学习行为的影响；

实施信息技术与高中物理教学整合对信息技术环境与设施的要求；

实施信息技术与高中物理教学整合对教师的要求；

提高教师信息技术与学科整合能力的措施和方法；

信息技术与高中物理教学整合中如何提高学生的信息素养；

信息技术与高中物理教学整合中如何提高学生的自主学习能力；

信息技术与高中物理教学整合中如何提高学生的探究性学习能力；

信息技术与高中物理教学整合中如何提高学生的创新能力；

信息技术与高中物理教学整合中如何培养学生的协作精神和合作意识；

信息技术与高中物理教学整合中对学生学习兴趣、动机、注意力、情感等非智力因素的影响；

在课题研究过程中积累教学资源，包括课例、课件、教学设计等。

（二）课题研究的预期目标是：

1、通过课题研究完成对以下五个方面问题的探索和总结，（1）探索信息技术与高中物理教学整合的理论，（2）探索信息技术与高中物理教学整合的目标，（3）探索信息技术与高中物理教学整合的方法，（4）探索信息技术与高中物理教学整合的教学模式，（5）探索信息技术与高中物理教学整合的评价模式。

2、通过课题研究探索出如何在课程整合中为学生构建一个自主学习和探究性学习的环境，如何在课程整合中提高学生的信息素养、创新能力、自主学习能力、探究性学习能力、以及协作精神和合作意识。

3、通过课题研究探索信息技术与学科整合对教师的基本要求以及在整合实践中提高教师整合能力的途径和方法，培养信息技术与课程整合的骨干队伍，为在更大范围内开展信息技术与课程整合以及教师整合能力的培训工作积累经验和大量的整合案例，进而培养一大批适应新课改要求的教师队伍。

4、通过课题研究促进学校信息化建设，积累教学资源。

二、研究方法的特色、研究措施及研究步骤

（一）实验及研究方法的特色：

在课题研究过程中我们精选实验研究人员，并确定实验班和实验对比班，对于经课题组选定的实验章节或课节在实验班使用基于整合方式的教学设计和教学方法及课堂教学模式，对比班使用传统教学方式进行教学，按照实验－总结－再实验－再总结的指导思想开展课题实验及研究工作。

采用的主要研究方法有：行动研究法，实践反思法和个案反思法。以准实验研究法及行动研究法为主，辅以个案研究和调查研究等方法进行试验研究。

1、实验研究与准实验研究相结合的研究：课题研究有明确的实验目的，认真对实验进行设计（实验假设），对实验过程进行控制，收集了有关信息和数据，对实验资料进行了统计分析，总结提炼，形成实验结果，并对实验假设进行验证。

2、行动研究：课题组成员不断反复地进行整合实践，并在课题组或更大的范围内进行研究和批判性的思考，并采取相应的行动对整合课的设计，实施不断的改造。

3、调查研究：课题组成员运用观察、访谈、问卷、测试等方式收集研究问题的资料，并对搜集到的大量资料进行分析、综合、比较与归纳，从而得出研究结论。

4、个案研究：通过典型的课例作全面而深入的分析和研究，提炼相关结果。个案研究贯穿在其它的研究类型中，使研究成果更加具有说服力。

（二）主要研究措施有：

1、加强理论学习。为了统一课题组成员的认识，转变观念，掌握和了解有关课程整合及相关的理论。课题组每学期至少举行一次封闭的理论学习，并要求课题组合全体成员加强自学。

2、加强培训和交流学习。采取多种方式加强课题组成员的培训，提高课题组成员的整合能力，主要采用下面几种方式：一是积极参加总课题组组织和省市相关部门组织的培训；二是积极参加各级教研和信息化管理部门，相关科研实验校组织的交流；三是校内针对性培训。

3、认真落实课题研究的实施情况。每月召开一次全体课题组成员参加的课题实施情况通气会，各研究子项和小组汇报课题研究的进展情况。调整和落实下阶段课题研究方案。

4、强化整合实践，要求课题实验教师每周上一节整合实验课，并对教学设计，教学过程，评价与反馈作好记录，特别是在教学设计、实施、反馈过程中涉及的整合方法和手段进行认真的研究。

5、作好课堂记录与观察。每节整合课均由课题组成员作好课堂实录和课堂结构性观察，便于课后总结与反思，及时对课堂结构性观察数据进行统计。

6、作好课后分析、反思工作。每节整合课后，课题组成员结合教学设计、教学过程、师生反馈的相关信息与要素，进行认真的分析和反思，并形成书面资料。

7、作好总结。每学期在课题组内进行一次阶段性的总结工作，每年参加学校的课题总结和交流。

8、学校提供信息化设备设施及教学资源的支持，为了支持学校信息技术与课程整合工作，学校在2002年为每位教师配备了笔记本电脑，学校机房、电子阅览等场馆和设施对教师和学生开放。

9、借助外力联合研究，与湖北师范学院教育技术系进行联合研究，获得理论上的指导和支持。

（三）课题研究的步骤：

课题研究从2002年5月开始，至2005年9月，共分5个阶段。

第一阶段：准备阶段（2002年5月至2002年12月），主要任务有：

1、建立课题研究组织，确定研究人员，并对研究人员进行相关培训；

2、学习理论，更新观念，对“信息技术与学科教学整合”的重要性和必要性形成共识；

3、制定研究方案和实施方案，进行可行性论证。

第二阶段：前期实验阶段（2002年12月至2003年9月），主要任务有：

1、实施整合实验和研究；

2、组内交流整合经验，教师通过培训、相互交流克服在整合课设计与实施过程中遇到的困难，收集整合课程设计、课堂实录和课堂观察、实验数据；

3、探讨整合模式、整合课评价方法；

4、培养整合骨干。

第三阶段：初步总结阶段（2003年9月至2004年3月），主要任务有：

1、对前期实验结果和数据进行分析和提炼，对实验的过程进行分析和总结；

2、初步构建信息技术与物理教学的整合模式；

3、总结课程整合对教师的要求以及提高教师整合能力的办法，初步形成教师整合能力的校本培训模式；

4、初步形成整合课的评价方法。

第四阶段：后期实验阶段（2004年3月至2005年6月），主要任务有：

1、前期实验教师在继续实验，检验前期实验成果，并进行更深层次的整合实践

2、利用前期成果，将实验扩大到其它学科，开展第二轮实验教师的培训

3、第二轮教师开展整合实践

第五阶段：总结阶段（2005年6月至2005年9月）

1、收集研究材料，总结经验成果。

2、完成研究报告、工作报告等。

3、聘请专家进行成果鉴定，结题。　

三、研究的主要结论与观点

通过信息技术与课程整合的实验，以及对实验总结、分析,课题组形成以下主要观点和结论：

（一）有关信息技术与高中物理教学整合的理论探讨和实践总结

1、总结了信息技术与高中物理教学整合的基本原则

（1）以学生认知为中心的整合原则
　　建构主义“认知工具”理论认为，学习是以思维为中介的，为了更直接地影响学习进程，应减少一直以来对传递技术的过分关注，而更多地关心在完成不同任务中如何要求学习者思维的技术。认知工具理论就是在这种基础上应运而生的。认知工具是支持、指导、扩展学习者思维过程的心理或计算装置。前者存在于学习者的认知、元认知策略；后者则是外部的，包括基于计算机的装置和环境；它们都是知识建构的助成工具。以多媒体教学技术和网络技术为核心的现代信息技术成为最理想、最实用的认知工具。课程整合中，强调信息技术服务于具体的任务，学生以一种自然的方式对待信息技术，把信息技术作为获取信息、探索问题、协作解决问题的认知工具，并且对这种工具的使用要像铅笔、橡皮那样顺手、自然。要培养学生学会把信息技术作为获取信息、探索问题、协作讨论、解决问题和知识构建的认知工具，将信息技术作为演示工具、交流工具、个别辅导工具、情境探究和发现学习工具、信息加工与知识构建工具、协作工具、研发工具、情感激励工具等。

（2）以物理课程为主体的整合原则

课程整合的主体是课程而不是信息技术。所以，整合必须充分考虑物理学科的特点，把信息技术有机地融入到物理教学中去，支持物理的教与学，实现有效的整合；它必须把提高学生的学科素养作为整合的主要目标之一，在整合中让学生的信息素养及其它能力自然得到提升。　　

（3）因材整合的原则

课程整合强调“具体问题具体分析”，我们决不能不顾教学实际，逢课必言整合，过于追求整合的表面形式，“为整合而整合”，以模拟代替实际操作，以网络体验代替生活体验，以媒体再现代替现场观察。我们也决不能采用一种整合方案一整到底，不同的教学内容、不同的教学对象，采取的整合方案应该是有所区别的。整合是一项系统的优化工程，在课程中网络媒体是否介入并不是信息技术与课程整合与否的标准。用何克抗教授的话说，这个标准应该是“新型教学结构”的创建，即在进行课程整合的教学设计工作中，教学系统中的四个要素（教师、学生、教材、教学媒体）的地位与作用同传统教学过程相比是否发生改变？改变的程度有多大？等等。可见，只要是从根本上能够改变传统的教学结构和教学模式，达到培养创新精神、实践能力的要求，这就是整合。所以，在整合中，我们不必拘泥于形式，应以课程目标为最根本的出发点，选用合适的技术和手段，实现教学过程的整体优化。避免在使用传统教学手段能够取得良好效果的时候，生硬地使用信息技术。

（4）可操作性整合原则

任何实验方案必须具有可操作性，缺乏可操作性的整合方案注定是无源之水，无本之木。所以，高中物理课程与信息技术整合的方案必须与实际教学联系起来，可供操作是提出整合方案的前提。

（5）课内课外结合的整合原则

整合为我们提供了一个开放性的教学实践平台，从某种意义上说，学科性多媒体辅助教学网站的建设，数字化学习资源库、智能化模拟演示库、互动交流协作学习网络的形成，已经擦去了课内课外的分界线，所以，我们在设计整合方案的时候，必须坚持课内课外结合的原则。

2、总结了信息技术与高中物理教学整合中应注意的几个问题

（1）“整合”需从一点一滴做起。“整合”是一个长期的庞大的工程，需要方方面面共同努力，因此在进行信息技术与物理学科“整合”的实践中，既要着眼于未来，着眼于大局，又要切实可行，从一点一滴做起；既要勇于创新探索，又要善于总结过去的宝贵经验：既要学习、了解、掌握信息技术，又要深刻认识物理教学的精髓与内含；“整合”水平的高低，关键在观念的转变、在实践的探索。

（2）“整合”要特别注意科学性。由物理学科本身特点，要特别注意内容的科学性，因此，在进行“整合”的过程中，特别在容易出现问题的动画创意、课件的设计与制作中，更要把科学性放在首位。

（3）“整合”要注意实用性。“整合”的目的是为提高教学的水平、教学的质量，不是为“整合”而“整合”，不是摆样子，图虚名，因此，在进行“整合”实验时，要讲究实用，不能脱离实际，要把教学质量搞上去，这种“整合”才是真正有价值的，才是有生命力的。

（4）“整合”要符合学生年龄特征。我们是在为中学生讲课，为中学生准备“整合”的素材，因此，这些素材一定要符合中学生的年龄特征，要提高艺术性，注意趣味性，让中学生爱听爱看，从中培养学生的兴趣，这样学生才能生动活泼的主动的学习，喻教于乐，事半功倍。

3、探讨了信息技术与学科教学整合的几个误区以及避免的方法

（1）思想认识上的误区

① 认为课程整合就是多媒体辅助教学。其实，课程整合与多媒体辅助教学有着很大的差异。信息技术与课程整合，包含了所有与信息技术相关的教学活动，因此，多媒体辅助教学属于信息技术与课程整合的一个层面，它强调的是对某个或某些知识点的辅助性学习，它考虑的是如何利用信息技术促进某个知识点的教与学。信息技术与课程整合考虑信息技术对整节课甚至整个单元的作用，强调信息化教学的整体效果；信息技术与课程整合力图利用现代信息技术有效地改善学生的学习方式，改善学习资源和学习环境，从而提高教学质量。多媒体辅助教学则主要着眼于利用信息技术改进传统课堂教学，提高传统课堂教学的效率。信息技术与课程整合的实施，需要将既有的课程与教材进行重新设计。多媒体辅助教学完全可以沿用传统的课堂设计，对教师的课程与教学设计能力要求不高。信息技术与课程整合受到信息技术基础设施、教师信息技术技能及教学设计能力、学生运用信息技术学习的能力等诸多因素的限制；多媒体辅助教学一般只需要教师使用固有的软件进行演示，对教师的信息技术要求不高，对学生运用信息技术学习的能力没有太大的要求。

② 认为课程整合是青年教师的事情。的确，在信息技术与课程整合过程中，青年教师往往扛着大旗，充当排头兵的作用，在诸如公开课、示范课、优质课中处处能发现他们的英姿。因为信息技术与课程整合要求学科教师在先进的教育思想、理论的指导下，广泛应用以计算机为核心的信息技术，实现信息技术与学科教学的“融合”，在这一点上青年教师有“思想”优势和“技术”优势。然而，我们也要看到，课程整合不是一个新生事物，它是现代教育发展的必然趋势与要求，所有教育工作者都必须围绕这个要求去改变教育观念，把信息技术作为促进学生自主学习的认知工具与情感激励工具，来促进传统教学方式的根本变革，也就是促进以教师为中心的教学结构与教学模式的变革，从而达到培养学生创新精神与实践能力的目标。

③ 认为课程整合要求高不易开展。信息技术与课程整合对硬件和软件的要求很高，比如要有多媒体教室、电子备课室、电子阅览室、校园网、互联网等等。近年来，一些学校特别是重点中小学不断改善办学条件，逐步完善信息技术和网络建设，可是课程整合仍然难见实效，不知道课程整合究竟应该如何来开展？是不是一定要花大量的时间去做网站、课件，然后把这些东西展示出来，这才叫做整合了？有的老师这样做了，觉得整合不但不能减轻自己的负担，反而会给自己的工作带来巨大的压力，甚至最后对这种教学手段失去信心。那么如何开展了这类教学活动呢？最主要的是把侧重点放在教学活动的设计与教学资源的建设上。有了优秀的教学资源，我们只要在教学过程中能够做到有机的灵活的调用，运用得恰到好处，其实已经是完成了一次很成功的整合过程。我们应用信息技术就是为了要提高自己的工作效率，把自己从烦重的教学任务中解脱出来，使自己有更多的时间去研究教材教法，从而最终实现提高教学成绩。

（2）课程整合过程中的误区

误区一：在课堂教学中，大量使用课件。

有的教师上课时让各种信息包围学生，有音像，有视频，甚至还有投影，种类繁多，应接不暇。这样做开始时可能吸引学生，时间久了就容易导致视觉和听觉的疲劳，产生厌烦情绪，收不到应有的教学效果；有的理科教师在上实验课时，用动画替代实物进行模拟实验，比如用天平称质量，用游标尺测长度等，学生难以获得切身的体验，而且把简单的问题复杂化，这样的教学枯燥无味，缺乏实效。

误区二：过分注重课程整合的形式，忽视教学效果。

在信息技术与课程整合的热潮下，人们常常头脑发热，迷信信息技术与课程整合的作用，注重了形式，忽视了教学效果。例如，有些教师上课时把计算机、课件、网络资源提供给学生，放手让学生去学习，没有注意为学生提供学法指导和帮助学生对学科知识的衔接，导致相当多的一部分学生无所适从，一无所获。

那么，怎样才能搞好信息技术与课程整合工作呢？

首先，要树立现代教育理念 。一个好教师一定是拥有科学、先进教育理念的教师，一堂好课应该是以现代教育理念来指导教学。因此，课程整合要着眼于转变教师观念，让教师树立现代教育理念。从重视知识的传授、智力的培养向重视能力、情感的培养转变；从以学习知识为主的“知识目标观”向以学习方法为主的“能力目标观”转变：从“培养知识型人才观”向“培养创新型人才观”转变。