信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合主要教學(xué)模式與典型案例

分析教學(xué)目標(biāo)（確定教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)順序或?qū)W習(xí)的主題）分析學(xué)習(xí)者特征（確定學(xué)習(xí)者的基礎(chǔ)知識、認(rèn)知能力和認(rèn)知結(jié)構(gòu)變量）確定教學(xué)的起點根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和認(rèn)知結(jié)構(gòu)變量決定是否采用“傳遞—接受”教學(xué)方式情境創(chuàng)設(shè)信息資源提供自主學(xué)習(xí)策略設(shè)計協(xié)作學(xué)習(xí)策略設(shè)計學(xué)習(xí)效果評價（形成性評價）協(xié)作學(xué)習(xí)策略設(shè)計分析教學(xué)目標(biāo)（確定教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)順序或?qū)W習(xí)的主題）分析學(xué)習(xí)者特征（確定學(xué)習(xí)者的基礎(chǔ)知識、認(rèn)知能力和認(rèn)知結(jié)構(gòu)變量）確定教學(xué)的起點根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和認(rèn)知結(jié)構(gòu)變量決定是否采用“傳遞—接受”教學(xué)方式情境創(chuàng)設(shè)信息資源提供自主學(xué)習(xí)策略設(shè)計協(xié)作學(xué)習(xí)策略設(shè)計學(xué)習(xí)效果評價（形成性評價）協(xié)作學(xué)習(xí)策略設(shè)計自主學(xué)習(xí)策略設(shè)計協(xié)作學(xué)習(xí)策略設(shè)計自主學(xué)習(xí)策略設(shè)計強(qiáng)化練習(xí)設(shè)計促進(jìn)知識遷移結(jié)束確定“先行組織者”（根據(jù)“組織者”與“學(xué)習(xí)主題”的呈現(xiàn)要求選擇與設(shè)計教學(xué)媒體設(shè)計教學(xué)內(nèi)容的組織策略形成性評價修改教學(xué)其他的“傳遞—接受”教學(xué)策略否（轉(zhuǎn)入“發(fā)現(xiàn)式”教學(xué)分支）是（轉(zhuǎn)入“傳遞接受”教學(xué)分支《自由落體運動》教學(xué)設(shè)計方案一、教材分析1．教材地位本節(jié)內(nèi)容是勻變速直線運動的特例。通過對自由落體運動的研究，一方面是對前面知識的復(fù)習(xí)和鞏固，同時也加強(qiáng)了課本與實際生活的聯(lián)系；另一方面通過在授課過程中講授研究物理問題的基本思路和科學(xué)方法，為以后研究比較復(fù)雜的運動規(guī)律打下良好的基礎(chǔ)。因此本節(jié)課是本章知識的復(fù)習(xí)課，培養(yǎng)學(xué)生思維的研究課，聯(lián)系生活的應(yīng)用課，也是后面課程的知識準(zhǔn)備的墊底課。所以本節(jié)課在本章中具有重要的地位和作用。2．教學(xué)目標(biāo)

知識與技能

1).理解什么是自由落體運動，知道它是初速度為零的勻加速直線運動。2).知道什么是自由落體加速度，知道它的方向和大?。恢涝诘厍蛏喜煌牡胤?重力加速度數(shù)值不同。3).掌握自由落體運動的規(guī)律并能用它來解決實際問題。4).通過探究性實驗設(shè)計與實驗操作，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、推理能力、分析綜合能力；激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力以及動手、創(chuàng)造能力。

過程與方法

1).了解伽利略在研究落體運動中率先開創(chuàng)的科學(xué)研究方法，即“大膽假設(shè)—邏輯推理—實驗驗證—得出結(jié)論”。

2).了解“理想化方法”（抓住問題的主要因素、忽略次要因素）以及“從簡單到復(fù)雜，從特殊到一般”的研究方法。3).學(xué)會分析和處理表面現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)其掩蓋下的規(guī)律，再用規(guī)律解決實際問題的物理方法。4).通過現(xiàn)代信息技術(shù)與物理課程的整合，培養(yǎng)學(xué)生從網(wǎng)絡(luò)資源獲取信息、處理信息的能力，同時讓學(xué)生體會運用計算機(jī)技術(shù)研究物理規(guī)律的一些方法.

情感態(tài)度與價值觀

1).激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)、積極參與科學(xué)探索的熱情，培養(yǎng)學(xué)生主動探究的思維習(xí)慣，增強(qiáng)他們將物理知識自覺應(yīng)用于生產(chǎn)生活實際的意識。2).學(xué)習(xí)伽利略相信科學(xué)、大膽質(zhì)疑、敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)的精神，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度、樹立辯證唯物主義世界觀。3).通過學(xué)生之間的討論、交流與協(xié)作探究，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊合作精神。3．教學(xué)重點1).闡述輕重不同的物體自由下落快慢相同（即加速度相同）。2).探究自由落體運動的本質(zhì)及其運動規(guī)律。4．教學(xué)器材牛頓管、抽氣機(jī)、打點計時器（紙帶）、重錘、金屬書簽、米尺、一元硬幣、大小紙片、自制多媒體網(wǎng)絡(luò)課件，校園多媒體網(wǎng)絡(luò)資源（網(wǎng)絡(luò)教室）二、教學(xué)設(shè)想（本課教學(xué)創(chuàng)新點）1．靈活使用和處理教材，充分挖掘教材中蘊含的探究因素。教材是教學(xué)的主要依據(jù)和培養(yǎng)能力的憑借。但是我們使用教材、又不應(yīng)局限于教材。在教學(xué)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)需要確定學(xué)習(xí)內(nèi)容，因地制宜和靈活處理教材中的實驗、插圖及課外小實驗。本課教學(xué)中，我將閱讀材料中“伽俐略用數(shù)學(xué)推理駁斥亞里士多德的觀點”、“伽俐略用斜面實驗研究自由落體運動”等素材巧妙地揉合到學(xué)生的探究學(xué)習(xí)資源中；讓學(xué)生動手做“硬幣和紙片下落快慢的對比實驗”、“牛頓管對比實驗”；讓學(xué)生自主設(shè)計“頻閃照相法”、“打點計時器紙帶法”等實驗來探究自由落體運動的本質(zhì)規(guī)律并測定本地的重力加速度；讓學(xué)生在課堂上設(shè)計小實驗來測定“反應(yīng)時間”等等。2．教學(xué)設(shè)計充分體現(xiàn)自主、協(xié)作研究性學(xué)習(xí)理念。研究性學(xué)習(xí)是學(xué)生在教師指導(dǎo)下，以探究的方式主動地獲取知識、應(yīng)用知識、解決問題的發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)方式。研究性學(xué)習(xí)結(jié)合課堂教學(xué)開展是一種有效的方式。本課的設(shè)計把學(xué)生看作是信息加工的主體、強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知主體作用，同時以重視教師的指導(dǎo)作用，把教師看作是意義建構(gòu)的幫助者、促進(jìn)者。本節(jié)課重點要解決“影響物體下落快慢的因素是什么？自由落體運動是一種什么性質(zhì)的運動？”這兩個問題。如果把結(jié)論直接告訴學(xué)生，則忽視了學(xué)生的探索過程。因此，我讓學(xué)生從理論和實驗的角度來探究影響物體下落快慢的因素；讓學(xué)生以小組為單位，設(shè)計實驗來探究自由落體運動的實質(zhì)及其規(guī)律。這樣，學(xué)生由被動接受變成了主動探索，體驗了知識的發(fā)生過程，培養(yǎng)了他們研究性學(xué)習(xí)的能力。另外，我還精心設(shè)計了4個課后研究性小課題，有意識地留問題給學(xué)生，讓學(xué)有余力的同學(xué)進(jìn)行更深層次的自主探究，使教學(xué)延伸到課外，把探究問題的創(chuàng)造性活動引向深入。3．充分發(fā)揮多媒體網(wǎng)絡(luò)課件以及校園計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)勢，為學(xué)生進(jìn)行自主探究創(chuàng)造必要的條件。本課學(xué)習(xí)在網(wǎng)絡(luò)教室進(jìn)行，教室中分設(shè)學(xué)習(xí)區(qū)（學(xué)生網(wǎng)頁素材）、討論區(qū)（網(wǎng)上論壇）和實驗區(qū)（教室前面和后面分別安排了相關(guān)實驗的器材），學(xué)生可以在網(wǎng)頁導(dǎo)航的指導(dǎo)下進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。本節(jié)課的教改創(chuàng)新在于設(shè)計了“公告留言板”和“在線論論”，學(xué)生可以不受課堂空間界限，自愿組合討論。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生隨時可以到“學(xué)習(xí)論壇”參與老師和同學(xué)們的討論?！霸诰€討論”可以匿名進(jìn)入，能有效地克服學(xué)生因心理原因不好意思提出問題，使問題能及時解決.“公告留言板”可以讓每個學(xué)生都有總結(jié)發(fā)言的機(jī)會，并且可以看到其他同學(xué)的觀點，便于與別人進(jìn)行溝通和比較。學(xué)生在自學(xué)過程中，如果遇到問題，還可以通過“電子舉手”問老師，老師可以利用“交互輔導(dǎo)”單獨對他輔導(dǎo)，學(xué)生還可以通過瀏覽“疑難解析”、“資料寶庫”中相關(guān)的知識自己解決問題。在“疑難解析”和“資料寶庫”中，我們提供了大量的與本節(jié)內(nèi)容相關(guān)的知識，有利于新、舊知識的聯(lián)系。學(xué)生完成新課學(xué)習(xí)后可通過“在線測試”進(jìn)行自我檢測。多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，拓寬了課堂教學(xué)中的教學(xué)資源，學(xué)生在研究過程中遇到問題可通過網(wǎng)絡(luò)獲取更多有價值的知識和信息，有利于培養(yǎng)學(xué)生獲取知識的能力，并易激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)自主學(xué)習(xí)；采取網(wǎng)絡(luò)課自學(xué)模式，可以打破常規(guī)教學(xué)的單一節(jié)奏、統(tǒng)一進(jìn)度的局限，使每個學(xué)生能夠根據(jù)自己的基礎(chǔ)和能力自行控制，使不同程度的學(xué)生都有收獲；交互式輔導(dǎo)可以使學(xué)生在自學(xué)中遇到的問題及時解決，并且不影響其他學(xué)生的學(xué)習(xí)；多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)更有利于因材施教，達(dá)到優(yōu)化教學(xué)的目的，從而全面提高學(xué)生的素質(zhì)。這一切，正適應(yīng)了當(dāng)前信息化社會對新型人才的要求。本節(jié)課的特色還在于充分發(fā)揮計算機(jī)多媒體課件的優(yōu)勢,顯著加大了課堂密度,內(nèi)容充實豐滿,能較好體現(xiàn)物理思想、物理方法?！罢婵展苤休p重物體下落快慢對比實驗”、“頻閃照相過程模擬”、“伽俐略斜面實驗”、“雨點下落過程的動畫分析”等動畫演示，遠(yuǎn)比書上的彩圖來得直觀、生動、形象，給學(xué)生留下深刻印象。另外，在本節(jié)課中對大量的從頻閃照片或紙帶得來的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和處理，會耗費時間而且分散學(xué)生的注意，影響他們對物理問題的思考。為解決這個問題，我使用了“頻閃照片或紙帶數(shù)據(jù)分析計算軟件”，這樣把讀取數(shù)據(jù)的工作交給學(xué)生，把繁瑣的數(shù)學(xué)運算交給軟件，學(xué)生可以專注于采用什么方法分析數(shù)據(jù)，去關(guān)注實驗的結(jié)果反映了什么樣的運動規(guī)律，也從中體會到了科學(xué)研究的樂趣。4．滲透科學(xué)方法教育。伽利略開創(chuàng)了研究自然規(guī)律的科學(xué)方法——抽象思維、數(shù)學(xué)推導(dǎo)和科學(xué)實驗相結(jié)合的方法，在其后的幾百年時間里，物理學(xué)逐漸發(fā)展成為科學(xué)知識與科學(xué)方法相結(jié)合的自然科學(xué)。因此，在物理教學(xué)中，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識的同時，還應(yīng)當(dāng)重視科學(xué)方法的教育。因此，在設(shè)計教學(xué)時，應(yīng)以科學(xué)方法為線索處理教材和組織教學(xué)過程。“自由落體運動”一課，有兩條科學(xué)方法教育線索：①物體下落的快慢是否由輕重決定？②自由落體是一種什么性質(zhì)的運動？為了使學(xué)生感悟科學(xué)研究的方法，特模擬伽利略“大膽假說——邏輯推理——實驗驗證——得出結(jié)論”的探索思路，設(shè)計教學(xué)過程，作為科學(xué)方法教育的啟蒙。在這種類似科學(xué)研究的探究過程中，學(xué)生的研究能力和創(chuàng)新能力逐步得到提高。5．注重將科學(xué)精神與人文精神的培養(yǎng)結(jié)合。物理學(xué)史是一部人類的進(jìn)步史，每一項重大的發(fā)現(xiàn)，都聯(lián)系著社會，聯(lián)系著人。許多物理學(xué)家的治學(xué)態(tài)度、研究方法，以及他們的人格、品行，都是我們學(xué)習(xí)的榜樣。因此，物理學(xué)史中蘊藏著極其豐富的人文思想。在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的同時，適當(dāng)進(jìn)行一些學(xué)史的介紹，就能潛移默化地對學(xué)生進(jìn)行人文教育。在進(jìn)行“自由落體運動”的教學(xué)前，指導(dǎo)學(xué)生課前預(yù)習(xí)：閱讀課本上的閱讀材料——伽利略對落體運動的研究，還可以閱讀伽利略的傳記。號召學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)伽利略研究自然規(guī)律的科學(xué)方法，還要學(xué)習(xí)他盡管身處逆境卻始終不屈不撓地探求真理的精神。三、教學(xué)過程1.創(chuàng)設(shè)情景，提出課題屏幕展示落體運動圖片，播放跳傘、跳水等實況錄像，提出本節(jié)課需要探究的兩個課題任務(wù)。探究任務(wù)一：影響物體下落快慢的因素是什么？問題1:影響物體下落快慢的可能因素有哪些？問題2:亞里士多德認(rèn)為：“物體下落的快慢是由重力大小決定的，物體越重，下落得越快!”你同意這個論斷嗎？如果你認(rèn)為這個論斷是錯誤的，你能否從理論上(數(shù)學(xué)推理)加以駁斥論證？你能不能設(shè)計一個小實驗來驗證、闡明你的觀點！問題3:造成輕重物體下落快慢不完全相同的原因究竟是什么呢？你能否設(shè)計一個實驗方案來驗證你的猜想？請你動手做一做，看看從中能得出什么結(jié)論？探究任務(wù)二：自由落體運動是一種什么性質(zhì)的運動？具有哪些規(guī)律？問題1：如何判斷物體是否做初速為零的勻變速直線運動？問題2：探究上述問題有哪些可行的實驗方案？問題3：請你從中選擇一個最佳的實驗方案進(jìn)行實驗探索！認(rèn)真對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，看看能從中得出什么結(jié)論？問題4：請你進(jìn)一步算出重錘自由下落時加速度的大小，并查看其他小組的計算結(jié)果，看看能從中得出什么結(jié)論？問題5：點擊有關(guān)自由落體加速度（也叫重力加速度）的網(wǎng)站，查閱石獅地區(qū)地表附近的g值約為多少？對照剛才的實驗結(jié)果，請你說說造成誤差的可能原因是什么？問題6：繼續(xù)查閱有關(guān)重力加速度的資料，看看還能獲得哪些信息？（在地球上不同緯度、不同高度g值呈現(xiàn)出何種規(guī)律性的變化？）2.科學(xué)猜想，實驗研究這一階段是學(xué)生自主、協(xié)作探究階段，學(xué)生帶著問題進(jìn)入探究式學(xué)習(xí)網(wǎng)頁進(jìn)行學(xué)習(xí)與探討。1）學(xué)生從邏輯推理的角度駁斥亞氏的觀點，并設(shè)計小實驗證明物體下落快慢與輕重?zé)o關(guān)；學(xué)生進(jìn)一步猜想導(dǎo)致物體下落快慢不同的原因是空氣阻力，并設(shè)計真空管對比實驗加以驗證。2）學(xué)生猜測“自由落體運動是一種初速為零的勻加速直線運動”3）教師介紹伽俐略對自由落體運動的研究過程與方法（多媒體視頻展示），然后要求同學(xué)們設(shè)計實驗方案來驗證各自的猜想，并測量出重物自由下落的加速度。4）學(xué)生以課題小組為單位（3人一組），動手進(jìn)行實驗操作并對紙帶或頻閃照片進(jìn)行測量。利用“紙帶數(shù)據(jù)分析”軟件，讓學(xué)生利用計算機(jī)輸入數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)并得出結(jié)論。（注意：本實驗有意讓不同小組使用不同規(guī)格不同質(zhì)量的重錘）3.分析討論，得出結(jié)論這一階段是學(xué)生合作探究階段，學(xué)生對自主探究過程中遇到的問題與老師或同學(xué)進(jìn)行交流討論，可以是面對面的交流，也可以進(jìn)入學(xué)習(xí)論壇交流。4.課題小結(jié)，匯報評價請部分小組選派代表上臺講演，向全班同學(xué)匯報本小組的探究成果。其他小組的同學(xué)可以提出質(zhì)疑或發(fā)表自己的看法或提出建設(shè)性的意見，最后由老師對學(xué)生的發(fā)言進(jìn)行適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充、總結(jié)和評價。5.歸納總結(jié)、測試反饋：1）自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。2）在同一地點，一切物體在自由落體運動中加速度都相同(g=9.8m/s2)3）自由落體運動的速度、位移規(guī)律：Vt=gt、S=gt2/2、Vt2-V02=2as等等。6.例題分析，學(xué)以致用。[例題1]假定雨滴從4.5km高處無初速下落，試求雨滴下落到地面的瞬間速度大小是多少？（g取10m/s2）引發(fā)質(zhì)疑：引導(dǎo)同學(xué)對答案的合理性產(chǎn)生懷疑，并鼓勵同學(xué)進(jìn)一步探究雨滴下落的真實情景（受力特征、運動特點等）電腦模擬：通過動態(tài)模擬分析，把學(xué)生的認(rèn)識引向更深層次（具體問題具體分析），從而完成對空氣阻力認(rèn)識上的“否定之否定”。[例題2]2001年4月5日，中國科學(xué)考察探險隊進(jìn)入廣西百色地區(qū)樂業(yè)縣，開始對世界上最大的天坑群進(jìn)行科學(xué)探險考察。4月10日，科考隊員對大石圍天坑附近的“冒氣洞”進(jìn)行考察……洞口很小，直徑僅2米左右,借助探照燈，隊員們看到洞內(nèi)的空間很大，洞口距洞底的垂直高度估計有一百多米，確實很像一個巨大的煙囪提出問題：請你為科考隊員設(shè)計一個簡易的方案粗略測量“冒氣洞”的深度！[例題3]師生合作做一個小游戲，這個小游戲能檢驗人反應(yīng)的靈敏程度。實驗設(shè)計：啟發(fā)學(xué)生設(shè)計一個測定“反應(yīng)時間”的小實驗，并請同學(xué)談?wù)剬嶒灥脑怼⑺杵鞑?、操作步驟、讀數(shù)方法、如何計算反應(yīng)時間等等。分組實驗：同學(xué)兩人一組，測出各自的反應(yīng)時間。進(jìn)一步探究：教師出示一把可直接讀出反應(yīng)時間“神秘”的尺子，其刻度不是長度而是時間，請同學(xué)猜一猜其中的奧秘。7.課后拓展探究：開展課外研究性學(xué)習(xí)、培育更深層次的自主探究能力。課題1：建議學(xué)生課后動手制作一把“反應(yīng)時間測量尺”，用它跟蹤檢測自已的反應(yīng)時間；檢測不同人群（性別、年齡、