物理学科教育技术论文

摘要：中观设计是在单元层面上有效地运用现代教育技术提升教学效能和改进教学评价。以物理学科的案例《周期运动》来加以说明中观设计是怎样针对课程结构的四要素（目标、内容、过程、评价）来进行的，尤其是面向过程设计及评价设计。以现代教育技术理论为指导的信息技术与新课程教学优化整合，成为一种新型的教学设计形式。下面小编整理了一些《物理学科教育技术论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

物理学科教育技术论文 篇1：

现代教育技术与物理学科融合的研究

【摘 要】高中物理除了满足应试教育要求，还要注重实用性。既要掌握文本知识及内容，又要探究生活中的物理现象、实验等。物理教师要结合课程背景及高中生的年龄、心理特征，合理规划教学内容，把现代教育技术应用到物理学科中，二者相互融合，实现课程创新。文章简要论述现代教育技术特点，结合具体案例，深入探讨现代教育技术与物理学科融合方法，以期提高高中物理课程质量和效率。

【关键词】现代教育;物理学科;实验教学

前言

物理课程实用性强，旨在引导中学生学习相关物理知识及原理，并在生活中加以应用。物理学科中涉及到的相关内容和知识比较多，大多是生活中常见的光、电、磁、力学等现象。

相较于传统教学方法，现代教育技术更加直观、生动，便于及时反馈信息。这与素质教育要求相符，有助于推进教学改革。物理教师要结合课程背景和学科特点，对各类教学资源、方法等进行整合，明确现代教育优缺点，将其作为高中物理课堂教学辅助，提高高中生的课堂参与度。

一、现代教育技术特点

现代教育技术是对多元信息环境下各类教学方法和技术手段的统称。依托教学资源设计、开发、利用、评价等，优化教学过程和各类实践活动。该背景下，传统课堂灌输式教学理念和方法已经不具备适用性，将信息技术融入课堂，实现物理教学创新。具体而言，现代教育技术把声音、文字、图片、视频等统一起来，使知识信息来源渠道非常广，内容丰富，形象而直观，课堂吸引力强。这一教学环境下，学生不再局限于单一的文本框架，而是借助图文并茂的视频、图片及音频资源，营造视听组合的多媒体教学环境。该种教学方法，将抽象的教材知识和内容剥离出来，以多元立体的组合方式，便于高中生接受，提高课堂学习效率，能够实现物理课程目标，达到最佳教学效果[1]。

二、现代教育技术与物理学科融合方法

物理学科强调实用性，其通过实验和思维的结合，指导高中生学习相关知识和内容。该学科教学中，概念、规律、定理的形成都离不开实验。物理实验能够检验相关理论是否真实、准確。高中物理课程相对比较复杂，由力与运动、机械能和能源、圆周运动等相关知识点构成，借助物理实验，不仅能够对各类物理现象、定理等进行验证，还能够培养高中生的动手操作能力、观察能力、探究能力等，帮助他们学会获取、传递、处理信息，增强实验意识和学科思维。课程背景下，对各类现代教育资源进行整合，优选最佳方法，为物理课堂教学服务，使现代教学技术应用方式更加灵活。

1.现代教育技术辅助物理实验教学。

多媒体背景下，视频、音频等现代技术存在局限性，很难对物理实验进行替代，可以此为载体，对该实验过程进行验证。有时候，无法直接得出物理实验结果，需要通过实验数据处理，才能够得出准确的实验结论[2]。例如，学习“万有引力定律及其应用”这一章节时，将天体运动、天体质量计算等相关知识点，制作成微课，以直观的动图、视频等形式，展示给学生，引导其思考相关知识点。课上，还要向学生展示完整的“万有引力”实验过程，鼓励高中生在课余时间自主操作，达到良好的物理实验教学效果。

2.区分教学内容，善用现代教育技术。

首先，展示微观和宏观世界。高中物理教学中，实验非常关键。但因受时间、空间、设备仪器等显示，很难达到良好的物理实验效果。依托现代教育技术，能够对物理实验教学加以优化。例如，学习电场强度时，因其无法用肉眼观察，不能够借助实验，把各类微观内容展示出来，这便增加了物理课程教学难度。该背景下，发挥现代教育优势，以网络多媒体为载体，对以上实验进行模拟，让高中生直观感受到电场，了解与电场强度相关的各类知识点，降低课程学习难度。

其次，呈现生活场景，再现科技成果。尽管物理教学中，相关概念和规律比较多，但还要关注高中物理知识在生活中的实际应用。故而，课堂教学之余，还要向学生普及生活中的物理现象和科技知识等。诸如，磁悬浮列车、行车记录仪等。发挥现代教育技术优势，把生活中的物理现象展示出来，配上图片、视频等，使物理课堂教学内容更加直观，降低高中生的课程理解难度[3]。例如，学习“示波器的奥秘”时，预先为学生播放一段处于工作状态的带电离子加速、偏转视频，让高中生直观感受到示波器工作情况，继而为其讲解相关工作原理和方法。通过这种方式，激发高中生的物理学科探究兴趣，为后续课程学习奠定良好的基础，提高物理课堂质量和效率。再比如，现代教育技术还能够实现课程延展，教师可引导高中生借助所学的电路、力学知识等，在课余时间动手制作电动汽车玩具，自制电动马达火车头，把旧鼠标改造成电动玩具车等。

第三，依据课程要求，及时更新现代教育技术。现代教育技术在物理学科中的应用不是一成不变的。教师要优选最佳教学方法和手段，开展课程教学。例如，学习“静电力”时，以往会借助PPT向学生展示点电荷、库伦定律等相关内容，引导高中生进行学习和分析。这种教学方法过于传统，很难激发高中生的物理学习兴趣。如果鼓励学生观察生活中的静电力，在该背景下，指导学生学习相关章节内容，效果非常好，便于强化高中生的记忆。这种教学方法能够培养高中生的观察能力、思考能力，提高他们在物理课堂中的参与度，相较于文本知识学习，更加有趣，课堂效率高，还能够激发高中生的物理学习兴趣。

结语

综上，在高中物理课堂融入现代教育技术，作为课堂教学的辅助，能够使物理课堂教学方法更加多元，内容更加丰富，对高中生物理学习非常有帮助。物理教师要从传统教学思路中跳脱出来，把网络多媒体等现代教育技术的优势凸显出来，弥补传统课堂教学中的不足，向高中生展示宏观和微观物理知识，借助生活场景，降低物理学习难度，帮助他们灵活掌握各类实验操作技巧和方法，使高中物理课堂教学质量和效率得到全面提升，增强课程趣味性，提高高中生的物理知识应用能力。

参考文献

[1]陈宏玲.浅谈现代教育技术与物理教学[J].中小学实验与装备，2016，26（1）：51-52.

[2]马洪尧.现代教育技术在高中物理教学中的运用[J].知识窗（教师版），2017（4）：15-15.

[3]夏学顺，陈士高.现代教育术与高中物理演示实验整合研究[J].中国教育技术装备，2017（17）：143-144.

作者：陈健

物理学科教育技术论文 篇2：

现代教育技术支持下的物理学科教学的中观设计

摘要：中观设计是在单元层面上有效地运用现代教育技术提升教学效能和改进教学评价。以物理学科的案例《周期运动》来加以说明中观设计是怎样针对课程结构的四要素（目标、内容、过程、评价）来进行的，尤其是面向过程设计及评价设计。以现代教育技术理论为指导的信息技术与新课程教学优化整合，成为一种新型的教学设计形式。

关键词：中观设计；主题单元；课程结构要素；现代教育技术

为适应我国中小学教师教育技术能力建设的需要，经教育部师范司审定通过目前全国已进入了对中小学教师实施教育技术中级培训的阶段，而中观设计是本培训的核心。中观设计，即在单元层面上有效地运用现代教育技术提升教学效能和改进教学评价。所谓现代教育技术，就是运用现代教育理论和现代信息技术，通过对教与学过程和教学资源的设计、开发、利用、评价和管理，以实现教学优化的理论和实践。在不同层次上，教学设计可分为微观、中观和宏观三个层次。长期以来，我们不缺宏观设计，如学科课程标准（或教学大纲）；也不缺微观设计，如课时设计，但缺乏以教师为主体进行的中观教学设计。众所周知，微观设计的好处是现实应对，解决眼前的任务。但是这个任务和下个任务是什么关系，这个任务和前一个任务是什么关系，这些如果不考虑清楚，一课时的教学往往会剑走偏锋。学科教学长期高耗低效和这种不考虑课与课之间关联的现状不无关系。要考虑课与课的联系，就需要建立一个整体教学的理念，建立一种多课时群集汇合的中观设计。中观设计的具体形式是主题单元设计，包括单元化规划、问题化设计、多样化活动、主题化资源、全空间环境、多元化评价、多维度整合等。从而，体现出现代教育理论与信息技术支持教学创新的魅力。下面以中观设计案例物理学科的《周期运动》来加以说明。

一、用思维导图来规划主题单元的中观设计

以下的思维导图中心是《周期运动》单元设计（如图所示）。思维导图提供一个有效的工具，运用图文并重的技巧，开启人类大脑的无限潜能。它充分运用左右脑的机能，协助人们在科学与艺术、逻辑与想象之间平衡发展。思维导图就是一幅帮助你了解并掌握大脑工作原理的使用说明书。它能够：增强使用者的超强记忆能力、增强使用者的立体思维能力、增强使用者的总体规划能力。

二、教学设计的主要依据课程结构要素

著名的“泰勒原理”把课程编制过程分为（1）教学目标的确定（2）学习经验的选择（3）课程内容的组织（4）教学结果的评价四个环节。泰勒原理注重对目标、效率和行为控制，强调通过控制学生的学习行为和教师的教学过程来促进学生对于知识和技能的获得。泰勒原理对应着课程结构的四要素：目标、内容、过程、评价。无论是周期很长的宏观课程，还是只有单个课时的微观课程，都包含了这几个课程结构要素。（如图所示）其中，目标指课程所需要达到的各类教学目标，在新课程标准中，把课程目标划分为：知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三类。内容指课程教学过程中所采用的具体内容和辅助资源，可以包括教科书、配套手册等印刷材料和非印刷材料。过程指课程的具体实施过程，涉及到课程活动、课程任务、课程工具等。评价指在课程实施各环节中所开展的各类评价，它能够有效保障课程的实施。

下面，是《周期运动》主题单元的要素设计。

1.单元教学目标

2.知识与技能：①理解圆周运动的基本概念，掌握万有引力定律。②理解机械振动的基本概念。③理解机械波的基本概念。

3.过程与方法：①通过万有引力定律的学习，让学生感受到自然界是高度和谐统一的。②通过对机械振动和机械波的学习，让学生感受到时间和空间的周期性。③通过根据实验目的、选择使用器材，合理安排实验步骤、正确完成实验操作，培养学生探究一般物理问题的实验技能。④在信息化环境中能熟练地选择、加工和利用信息。

4.情感态度与价值观：①学习万有引力定律，感受牛顿发现万有引力定律时的创新精神和科学态度。②认识科学、技术、社会之间的关系。③通过合作学习培养学生善于学习和组织人际交流的能力。

5.主题单元问题设计：①如何描述圆周运动，万有引力定律是如何发现的？②如何描述机械振动？③如何描述机械波？

6.专题划分：①圆周运动与万有引力定律。②机械振动。③机械波。

其中，问题设计是属于以终为始的逆向设计的思想方法。逆向设计的基本步骤是：为单元确定主题、学习专题和引导性问题。为单元设计一个总的学习结果。根据课程标准排列单元教学内容、学习结果、策略和学习活动过程。选择并创造支持主题单元的主题资源。回顾课程设计并对学习活动进行调整、修正。

三、评价量规的制作要点

首先，确定与学习目标紧密结合的主要指标并用简短的词语进行描述。它可以分解成几个二级指标，所确定的主要指标整体要能够涵盖影响评价要素的各个主要方面。然后，对所选定评价要素的评价指标进行综合权衡，为每个主要评价指标分配权重，并对量规中各结构分量的权重（分数）进行合理设置。结构分量的权重设计与学习目标的侧重点有直接的关系，并与评价的目的有关。反映主要考查目的的结构分量，权重应该高一些。再着，在分析评价指标的具体要求的基础上，为各评价指标写出等级描述。等级描述体现了该评价指标的具体要求，应体现该指标具有的特征，使等级描述能体现评价的标准。等级描述应具体、可操作，并尽量做到定性与定量相结合，能够量化的尽可能量化。一般可以先写出最高等级的描述，最后，根据不同的等级，相应地写出不同等级的评价要求。等级的划分，可依据评价的要求，结合学生的年龄特征，适当划分成3~4个等级。例如，优秀、良好、合格、需努力等。本主题单元针对单摆的周期与哪些因素有关的研究性活动做了评价量规。（略）

四、中观设计的理论价值和实践意义

在信息技术支持下的中观设计，学习内容围绕主题进行情境脉络的有意义的组织；学习资源包括了与主题相关的任何学习材料；学习活动构成了主题单元的学习过程，鼓励学习者主动探究并体验知识的形成过程；学习的评价是多元的，以各过程的评价为主要形式，注重知识的理解与应用能力。中观教学设计思想融合了当今教育研究的最新成果，体现了新课程改革和上海二期课改的诸多新理念，把传统的“教教材”真正转变为“用教材”，通过设计一组以学习目标为核心的开放性问题，引领学生开展自主实践活动，使学生既能掌握本学科的核心知识体系，又能促进多元智能的发展，具有很广的学科发展空间和应用价值。它将从根本上改变当前教学无序和无逻辑的现状，切实提升学科教学的科学品质，为课堂教学的丰富性和多样化创造提供重要的前提。以主题单元作为设计核心的教学模式，体现中观的教学设计思想，围绕主题单元展开信息技术与课程整合，成为一种新型的整合课程形式，在很大程度上也成为信息技术与课程整合的主导模式。

基于上述对中观设计理论价值和实践意义的认识，我们力图帮助教师在理解新课改理念基础上，突破传统的课时教学设计的局限，学会基于单元的教学规划方法，以便在较大的视野中协调目标、活动、内容与评价的相互关系，统筹信息资源与媒体工具的有效利用。我们期望看到中观教学设计思想在基础教育的学科教学中得到运用和落实。

参考文献：

[1]祝智庭.教育技术培训教程（中级）[M].北京：北京师范大学出版社，2008.

[2]皮连生.教学设计——心理学的理论与技术[M].北京：高等教育出版社，2000.

[3]裴新宁.面向学习者的教学设计[M].北京：教育科学出版社，2005.

作者：汤军琳

物理学科教育技术论文 篇3：

物理学科教学知识（PPCK）研究述评

摘 要：本文对国内物理学科教学知识（PPCK）的研究进行了综述，众多研究集中在物理师范生、在职物理教师的PCK现状及发展对策，还有特定主题内容的PCK。发现物理师范生和在职的物理教师都有不同程度上的PCK欠缺，另外，以PCK理论设计教学内容需要教师拥有丰富的知识背景和教学经验，对应的我们总结了培养建议和发展规划。

关键词：物理教学；学科教学知识；PCK；教师教育

自上世纪八十年代舒尔曼提出学科教学知识（PCK）以来，引起了教育界的极大关注，大量的研究者也投入其中，对PCK进行批判和继承，使得PCK得到了不断地完善和发展。学科教学知识是教师个人教学经验、学科内容知识、教学法知识的特殊整合，是教师最有用的知识，是区分普通教师和学科教学专家的主要依据。实际教育工作者的研究往往是针对特定学科，本文对国内物理学科教学（PPCK）的研究成果进行综述，给中学物理教学提供建议。目前的研究主要在以下三个方面：

一、物理师范生PCK的研究

PCK是教师教学经验、学科知识和教育学知识等的综合，具备优良的PCK对实际教学大有裨益。PCK的培养要尽早起步，所以高校里师范生的PCK提升刻不容缓。

马春桃（2011）采用问卷调查、访谈、课堂实时记录等方式对三名物理实习教师的PCK现状进行调查研究。研究发现物理实习教师的学科知识基础薄弱，对中学物理知识的掌握还处于低级阶段，比如对物理知识的掌握具有单一性，缺乏整体性，物理概念之间的联系把握较少，对物理知识的理解程度不够深入。文章还分析了男女物理实习教师在PCK不同成分上的差异，如女生对教学法知识和课程知识的掌握略优于男生，但男生对学生知识的分析优于女生，点明了物理实习教师的PCK尚处于转化阶段。

张蓓蓓（2012）通过光学知识性问卷调查和让物理师范生画概念图的方式对沈阳师范大学07、08级的物理师范生实习前后光学PCK的差异进行研究。采用A、B卷的形式对实习前后的物理师范生光学的本体知识和课程知识进行调查，分析发现其实习前后光学本体知识结构没有发生实质性改变，但某些知识单元发生了变化，如“光的折射”、“透镜成像”认识更加深刻。实习前对光学知识的理解仅限于表面层次，实习后有了改善，但对课程知识的掌握还不深刻，不善于针对课程合理运用教学策略。文章建议培养师范生的PCK，需增设与中学物理教学衔接的课程，开设的课程要体现师范性，争取更多的教育实践机会。

岳晓婷（2014）利用马格努森提出的科学教师的PCK理论模型，选取了华东、华南、华北、华中四大地区6所高等院校的34名物理学师范专业的大四学生为研究对象，采用教学准备法（说课和访谈），以牛顿第二定律这节内容为例进行研究。研究发现物理师范生大多能够掌握物理专业知识，但是在面对某一特定内容时，往往知道知识本身“是什么”，不知道应该“教什么”及“如何教”。课程知识上，对基础知识掌握较好，但自己表述时容易抓不住重点，对概念、规律的理解也比较浅显。学生理解的知识上，师范生知道了学生有了哪些前知识，但是对学生可能误解的内容认识不够。教学策略上，教学的设计还是过多依赖教科书，按课本上的内容顺序进行教学。评价方面，更多的受传统的评价方法影响，注重知识与技能方面，强调对概念、规律的掌握。

林钦（2014）以物理师范生PCK发展的困境为切入点，指明了物理师范生PCK发展的桥梁课程不足，高校里需要建设《物理教育技术》课程与现存的物理教学论系列课形成良好的互补；其次，物理师范生PCK发展缺乏实践，PCK是一种实践的知识，要在不断的实践中发展，所以要增加师范生教学实习的机会。

二、物理教师的PCK现状及发展对策

自PCK引入国内，必然少不了对在职教师的PCK状况研究，发现他们在教学中存在的不足，给出相应的发展对策。

陈美玲（2012）认为高中职初物理教师PCK提升要从教师自身、学校及教师培训三个角度出发。概念教学PCK的提升需要优化教学思路，具体说有知识内容的组织要有结构；学生理解的知识要分类；要有针对性的设计效果反馈；综合各方面情况理清教学思路；针对关键问题可设计问题串，有逻辑的完成知识构建。

冯爽（2013）根据物理学科的特点和多年培训物理教师的经验，在舒尔曼和格努斯曼等人理论的基础上，对物理PCK结构做了改进，主要包括五个方面知识：主题最核心的内容及其教育价值；内容之间的联系；学生已有的经验和可能出现的困难；帮助学生学会的策略；实验的操作和价值挖掘。

张中华，张正严（2014）采用马格努森等人提出的PCK理论结构对四川省某市一名典型高中物理教师研究。从学科取向知识来看，由于受高考指挥棒的影响，他还是将目标放在应试教育上，更多的采用题海战术；课程知识方面，教学目标上更多的以高考考试大纲为准，偏向于对学生知识与技能的要求，学科知识与生活实际脱节；学生知识上，能够准确把握学生学习的困难所在；教学策略上，他能够运用多种策略进行物理概念和物理规律的教学，但教学手段依然落后——传统的黑板教学；最后其评价依然以笔试为主。

三、针对某一特定主题的PCK研究

中学物理中不同的主题内容，教师要有针对性的组织教学内容，综合运用多种教學策略，把握学生不同阶段的认知困难，洞察课堂上的情境变化。

倪庆博（2014）研究弹性势能表达式时，考虑到物理教师应运用其PCK在面对不同的学生，根据不同情况的学生知识，中学采用图像法和微元法，大学则利用微积分计算。

李飞跃，范亚颖（2015）介绍机械波时，以生活中实例给出类比，并解释抽象难懂的机械波。

唐建勋（2015）以格罗斯曼的PCK理论模型对“磁感应强度”课堂教学中的PCK从学科知识、学生知识、内容组织和教学策略四个方面进行深度解析。运用类比方法，让学生借鉴学习电场强度的经验，减轻理解上的困难。还用三种不同的实验方式半定量测量、传统定量测量和DIS定量方式对比，展示不同教师的PCK水平。

四、总结与展望

国内对物理学科教学知识的研究还比较少，主要围绕以上三个主题。对于物理师范生的研究都指出高校里相关课程的缺乏和师范生教学实践的机会太少，因为PCK的提升需建立在教学经验积累的基础上，但师范生的实习机会毕竟有限。所以高校里应当开设与中学物理教学衔接的课程，如：学生易误解知识点教学、中学物理实验技能训练、中学物理教学设计等，来加深物理师范生对中学物理知识点的理解，教学技能的提升。吸收前人的间接经验也是完善PCK的途径之一，等到了教学岗位再和实际教学情况相结合，刚毕业的师范生也会很快适应中学物理教学。

对于每位教师而言，其PCK是独一无二的，是教师的学科内容、教育学知识和教学经验的特殊整合。据目前现状来看，在职物理教师的PCK仍存在不少缺陷，主要是教学方式的选择比较单一；教学内容设计陈旧，与当代科技脱节严重。但是他们对学生的认知把握的比较准确，熟悉学生什么地方存在困难，什么地方可能有误解，他们还能够熟练运用多种教学策略。这些是高校里的师范生比不上的，毕竟这是他们从教多年的经验积累，教学实践加上教学反思是提升教师PCK的有效途径。在当前教育深化改革的背景下，物理教师更应该注重自身PCK的构建，不断丰富自身学科相关知识，在教学实践中不断反思，促进自身教学水平提升的同时，也完善其PCK的构建。

对物理学科教学知识的研究，必须与教学内容相结合，就目前来看，针对中学物理某一课题内容的PCK研究比较匮乏。国内的研究者更多的以格罗斯曼或马格努森的PCK理论为模型，从学科知识、学生知识、内容组织和评价等模块分析某一课题内容的注意点。相信随着越来越多的研究者的投入，更多的主题内容会被分析，也会有越来越多的PCK理论指导的教学设计出现。高考体制在不断的变革，中学物理教学在高考指挥棒下也急需作出调整，虽然PCK从诞生至今才三十多年，但在教育界早就引起关注，其理论发展还有很大空间，今后PCK理论必然会在中学物理教学中扮演愈发重要的角色。

（作者單位：扬州大学物理科学与技术学院）

参考文献：

[1]马春桃.物理实习教师PCK现状与专业发展对策研究[D].沈阳师范大学，2011.3.

[2]张蓓蓓.物理师范生实习前后光学PCK的差异比较研究[D].沈阳师范大学，2012.3.

[3]岳晓婷.物理学专业师范生PCK研究——以“牛顿第二定律”为例[D].华东师范大学，2013.4.

[4]林钦.物理师范生PCK发展的困境与对策[J].教育评论，2014（2）.

[5]陈美玲.高中物理职初教师在概念教学中PCK的提升途径研究[D].福建师范大学，2012.

[6]冯爽.中学物理教师PCK结构的构建及主题案例分析[J].教师发展论坛，2013.6.

[7]张中华，张正严.高中物理教师PCK现状的个案研究[J].物理通报，2014（3）.

[8]李飞跃.高中物理“机械波”一章的学科教学知识（PCK）探讨[J].中学物理，2015.4.

[9]唐建勋.“磁感应强度”教学中的PCK解析[J].物理教学，2015.8

作者：谷大贤　韩玖荣