“惠芬课程”平台在高中物理教学中的研究与应用_教育信息化论文

高中物理“慧备课”平台的研发与应用，本文主要内容关键词为：高中物理论文,平台论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。

      在当今的信息时代，云技术、物联网和基于二者的大数据技术正推动教育发生变革。教育在“互联网+”时代变得越来越个性化，大数据技术的应用将有利于个性化教育，标准化的学习内容由学生自己组织学习，学校和教师更多的是关注学生的个性化培养，教师由教学者逐渐转变为助学者。高中物理“慧备课”平台，探寻“数据支撑、智慧互联、学习创新”的教育信息化发展模式，坚守“一切的教都皈依到学”的原则，从教育教学流程再造开始，引领重构教育生态，实施培养功能、教育角色、课堂流程、学习形式、服务方式等方面的更新提升或重构再造，提供丰富多样的教育教学资源和个性化学习支持，建构无处不在的网络学习，融合创新的网络科研，提升师生课堂学习力，深化高中物理课程改革，提高教学质量。

      一、研究背景及现状分析

      国家教育规划纲要指出，全面完成教育信息化目标任务，形成与国家教育现代化发展目标相适应的教育信息化服务体系，基本建成人人可享有优质教育资源的信息化学习环境。教育信息化规划把数字校园建设列为重要工作，数字校园建设已成为国家教育信息化整体规划的重要组成部分。教育部等五部委出台的构建利用信息化手段扩大优质教育资源覆盖面有效机制的实施方案中提出，开展教师研修模式、教与学方式的变革探索，鼓励教师利用网络学习空间开展协同备课和网络研修，形成共同备课、教学研究、资源共享等一体化协作交流机制等。因此，学校应把信息化应用作为着力点，大力推动教育管理和教育教学现代化，不断完善教育信息化公共服务环境，改革教学方式、进行教学创新、促进教师专业发展。

      新课程理念指出，课堂教学是师生共同建构的过程，强调在合作互助中学习，特别关注学生的主体要求，尊重学生的原有知识和经验，顺应学生的自我发展，鼓励学生的个性，培养他们的创新意识和自我探究的学习能力，提升学生的核心素养。在这样的理念下，课堂教学效率的核心问题归结为教师如何备课上。备课是教师上课前进行的教学准备，是上好课的前提条件，教师的教学方式必须发生改变，课堂流程势必再造，在线备课（或称网络集体备课）平台由此应运而生。

      至2015年，国内共有近三十家集体备课平台诞生。大致分成资源堆积型、备课软件型、云平台型三类。前两类平台仍停留在Web1.0时代，强调内容组织与提供，后者则体现出互联网的思想，但均没有很好地实现备课平台的真实价值。在线备课平台的建设亟待解决的三个重点问题，一是统一的资源建设标准；二是统一的资源应用平台；三是统一的共享服务机制。高中物理“慧备课”平台力图在这些方面实现重大突破，彻底解决优质教学资源的形成与分布不均问题，完善资源共享机制，满足中小学学校或教育机构自身发展与校际合作发展的需要。

      二、高中物理“慧备课”平台的研发

      研发一个在互联网环境下支持物理学科教研组的教师终端的个性化备课展示与共享、线上线下集体备课网络化、备课管理大数据化平台，称为“慧备课”平台。

      （一）研发“慧备课”平台的意义

      随着互联网、物联网和人工智能技术的发展，传统的教学方式已难以适应“互联网+”时代的要求。数字化校园建设乃至智慧校园建设在各类学校正如火如荼地开展着，作为学校日常活动重要组成部分，实现备课及集体备课的数字化，应该是智慧校园建设中必不可少的重要工作内容。高中物理“慧备课”平台的研发有以下几点意义：一是在我国基础教育信息化发展的环境下，实现高中物理备课活动互联网化、泛在化、大数据化、资源优质化；二是平台设计了基于知识创生螺旋的集体备课流程，以期通过该备课环境的使用，提高教师个体及教研组备课的效率，促进教师专业的发展，极大地丰富和优化学校的教育资源，提高教学质量；三是通过该平台的使用，实现教师个人智慧的增长及向集体智慧的转化，促进学校校园文化的丰厚积淀。

      （二）“慧备课”平台的研究内容、功能及特色

      综合国内外现有的备课平台特点，以及从当前的学校备课现状和教师与学校的需求，创建独具特色的“慧备课”平台。平台由优质资源库、个人备课中心、备课组、管理中心四个核心模块组成，结构如图1所示。确定统一的资源建设标准、统一的云应用平台、统一的共享服务机制、人性化的管理与激励机制。

      1.优质核心资源库。在高中物理知识框架下，融合各版本教材章节到知识点，形成三级目录结构，以知识点为基本单位，依照统一的资源标准，为用户提供极易浏览、检索、下载、上传的简洁界面。具有清晰的目录结构，如图2、图3所示。

      

      

      所有资源均由一线名优教师精心编写，改变目前所有备课平台的资源数量繁多、资源质量良莠不齐状态、可参考资料欠缺现状。在资源建设的标准中新增大量最新教育教学思想。如学历案、微课、新型的教学设计、核心素养目标分析，解决备课工作效率低下问题，满足不同区域不同层次教师的学习及实际教学需求。具有独特的资源内容，如下页图4所示。

      首次在备课平台建立特级教师资源库，打造一个汇集全国特级教师智慧的平台，传播他们的精神、思想、品质，高超的教学艺术。让所有特级教师及全国名优教师在平台上相互分享，相互欣赏与提高。通过平台展示他们的教师教育智慧和教育教学思想，同时让年轻教师通过平台能够吸收、学习他们的经验和智慧，迅速成长。

      

      2.统一的云应用平台。“慧备课”平台采用公有云加私有云相结合的混合架构，所有的在线教师个体及备课组不分地域均可在云平台上个性生成、在线互动，网络备课、课程直播、数据采集，进而达到分区化（私有云）信息管理。形成“标准统一、全面覆盖、互联互通”的市、区、校、个体四级备课联系网络，实现“设施完备、功能齐全、运行高效、应用广泛”的区域教育信息化发展格局。

      3.统一的共享服务机制。“慧备课”平台为用户提供一个通用便捷、种类齐全、涵盖K12的优质精品教育资源库及由广大在线教师个性生成的海量资源库；为用户提供资源采集、上传、浏览、检索、下载、推送、交互、重组、生成和评价等功能；为用户提供一个基于资源库的备课向导，并将相关资源渗透融合其中，实现生态化互联网平台的共建共享，重构一个集备课与授课于一体的网上备课平台，促进教师利用优质教学资源实现教育的可持续发展。

      4.统一的管理与激励机制。“慧备课”平台专门首创开放性资源库，设计了适应性激励机制和行政管理导引机制，通过同侪互助等三个管道，促进了使用者和参与者共建的积极性，以达到资源不断补充、更新和共享。

      三、高中物理“慧备课”平台的应用

      通过推进以“互联网+慧备课”一站式智能化生态云平台为重点内容的教育资源公共服务平台规模化应用试点工作建设，实现以下主要目标：一是将教学准备、教学实施、备课检查等有机组织起来；二是丰富了素材资源库、题库以及组建校本数字化教学资源库；三是实现校内、校际间备课的共享以及备课的相互评论；四是教育管理人员可以实时进行教案检查，实施集体备课教研活动的督促和评价教学。

      （一）“慧备课”平台操作流程

      “慧备课”智能生态云平台，以《教育资源建设技术规范》为标准，整合各类教育应用平台，融合当下互联网最好的交互、体验，平台界面简洁，简单易用。注册登录后，不同的教师均可依照强大的导航轻松使用，所有备课环节与问题在平台内一站解决。

      1.教师个性备课。教师依托一站式智能化生态“慧备课”平台，找到对应教学节点（如加速度）检索并下载所需要的课程资源，学习、消化、感受一线优秀教师提供的优质资源，修改生成自己的个性化教学资料（PPT、练习、微课）等。

      2.备课组中心的共享。在激励机制和管理制度环境下，所有备课组成员将个性化备课资料上传至云平台，各备课组成员的教学资料在备课组中心平面化呈现，组员之间可以分享，可以查阅、点评、互动等。实现组内资源共享，教师个体专业水平内化，备课组全体成员的教学水平共同提升的目标。

      3.教师集体性备课。在“慧备课”平台网络备课窗口（聊天室）发起备课或在线课例研讨，平台自成“个人初备——主备详备——集体研究——个人复备——教学反思”的备课工作链，系统自动生成并记录、统计。教师通过讨论交流，取长补短，集思广益，做到“目标任务化，任务问题化，问题具体化”，整合优化“学科数字化教学资源”，最后由备课组长审核，上传到“慧备课”平台，实现教学资源的优化和共享。

      4.教师跨区域学习分享。在“慧备课”平台点击所要资源目录，进行检索，系统即刻展示不同学校、不同地区的该内容的教学资源。通过系统专业引领，提供跨学校、跨学科、跨区域的专家交流服务。通过互动、交流、共享的教师协作研修共同体，形成教师个体专业成长、同侪互助、校际交流、区域合作的网络教研新常态。

      （二）“慧备课”平台应用案例及分析

      互联网的前十年是内容为王，第二个十年是产品为王，下一个十年是集中两者为一身的平台为王。一站式智能化生态“慧备课”平台的推出，就以其新锐的思想、优质的内容、超级的交互体验、完美的构思吸引IT界、教育界的关注。关于平台内容，自从伽利略引出加速度概念后，它在整个物理教学过程中就占有非常重要的地位，是物理学习的基础之一。下面以“加速度”为例说明。

      1.“加速度”教学资源包结构。项目结构包括课件类、练习类、视频类、教案学案、实验、札记反思、课程标准和学业质量等。具体如表1所示。

      

      2.“加速度”教学资源包内容。资源包内容包括人教版和粤教版两个版本教材内容，具体教学资源包内容目录如图5所示。

      

      3.核心素养分析。近些年来世界各地都在关注学生的核心素养，并构建核心素养模型。“慧备课”平台的所有教学设计对此设有专论。“加速度”教学设立的核心素养如下。

      （1）科学素养。①理解、掌握加速度概念及相关内容。②知道引入加速度概念的物理需求及认识规律需求。③能充分认识到加速度概念对生产技术及社会、个人所产生的影响。

      （2）学习素养。①学会学习比值定义法建立物理量方法，形成迁移建立相关未知概念的能力。②归纳总结已学的“比较快慢”类（功率、速度）的物理量，提高学习效率。③引导学生观察对比“汽车销售人员的语言（百公里时速）”进行拓展等活动，进一步激发学生的未知欲。

      （3）创新与实践。引导学生寻找生产生活中加速度或大（飞机起飞）或小（电梯启动）的实例；观察分析路面汽车刹车痕迹及辽宁号航母的飞机着舰轮印等案例，培养学生探究实践素养。

      （4）交流与合作。①通过设计学生看、听、感觉、演出“加速度”等表演活动，加强学生沟通、交流、合作的意识。②讨论公交站的选址（汽车进、出站时，加速减速伴随的声音对居住人员的影响），培养学生的环境素养和可持续发展意识。③教育学生从“听加速度”来判断运动物体对自身安全的影响，增加学生的安全意识。

      因此本知识点的教学过程对学生核心素养的培养能充分体现在以下几个方面。一是物理观念中的运动观的提升。从匀速运动到变速运动的认识，从不同的匀速运动的个性特征到不同变速运动个性特征的认识和表达，丰富了学生对物质世界不同运动的相关性、差异性的认识，为培养学生对物质世界的运动观打下基础。二是科学思维中物理思维和方法的培养。提炼出加速度的概念，表达物体运动速度变化快慢，是物理学运用分类表达的方法对自然现象多样性和复杂性处理最常用的有效的方法；用比值法定义速度变化快慢的能力更体现了物理学通过现象表现出来的结果特征呈现现象内在的条件特征的巧妙与价值；而通过对物理学定义物理量的方法认识，从根本上解决了学生主观上对物理概念的正确理解，获得利用定义和定义式对物理量之间数量关系与逻辑关系的理解方式。三是实验探究中建立在现象分析基础上发现和表达现象特征的有效训练。

      （三）“慧备课”平台应用效果

      “慧备课”平台的运用，实现了教育资源分享与传承，满足了广大地区教师个体的实际需要，对高中物理课程与教学实施效果产生了深远广泛的影响。“慧备课”平台提供的优质资源是一线骨干教师耗费大量精力有些甚至是一生教学经验所集成，大批年轻教师通过分享，学到了优秀教师的教学理念、方法、艺术，教学水平迅速提高。有经验的教师也通过在平台的沟通与分享，在教法、学法、分析、教学艺术等方面相互交流、共同提高，极大地提高了教师的教学水平。年长教师通过年轻教师制作的微课、动画等网络技术性较强的资源，拓展了教师的视野。由优秀制作课件，把教师从传统的低备课工作效率状态中解放出来。

      “慧备课”平台首次实现教学资源与教师的个人课表链接，形成定位到课堂的教案库、素材库、习题库等，组建教学资源库。所有在平台上使用的学校，可将教学准备、教学实施、备课检查等常规的教学环节有机组合起来。一体化的设计保证了教师只有认真备了课，才能有课件资源去授课，管理者也可以随时通过网络了解备授课情况，能保证备授一致。教研人员随时检查教案、教学反思、教学进度，实时督导检查教师应用教学平台与学科融合情况，通过大数据分析、诊断、评价、优化教学的各个环节，大大提高了学校教学管理的智能化水平，实现大区域内智慧课堂，智慧学习。

      “慧备课”平台的运用验证了教师集体备课活动中教师个人智慧的增长和集体智慧的转化。平台借助了互联网的开放性和共享性，打破时空的局限，在网络上实现集体备课。解决了现阶段备课方式单一，可参考资料欠缺，年轻教师备课无人协助指点而进步困难等诸多常见问题，为教师提供一个宽松的备课环境、可探讨交流的畅谈空间。既解决了教师工作、生活和学习之间的矛盾，有助于教师合理安排时间；又实现了多元交流的角色平等，预留了很大的思考空间，营造出一种宽松和谐、民主开放的氛围。更在多方的互动对话中，教师的思维得到了升华，有效地激活了教师潜能和自我发展的意识与动机，培养了教师自我发展的能力。极大地帮助教师进行快速高效的问题研究和信息交流，开阔眼界，拓宽思路，共享团队的优秀资源和集体智慧，达到提高教学效果、拓展专业能力和促进知识发展的目的。网络集体备课集教研、智慧成长记录、反思为一体，推动教师专业能力的发展，提高教育教学质量，真正实现“经验共享、思想共鸣、价值共建、成长共进”的集体备课宗旨。

      “互联网+”时代，因应信息技术的发展，推动教育变革和创新，构建网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系，建设“人人皆学、处处能学、时时可学”的学习型社会，培养大批创新人才，是人类共同面临的重大课题。让教师享受教育的幸福，让学生享受幸福的教育，最终让学生用高分去升学，用智慧去成才，用创新赢得天下。

      注：本课题研究主要成员还有吴哲球、张勇、陈汉光等。

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