网络环境下物理教育初探_物理论文

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随着信息技术的飞速发展,人们已清醒地认识到,从某种意义上来说,互联网和教育决定着我们的未来,因为这两个因素已逐步成为推动社会经济文化发展的两个核心动力.用互联网来创造面向未来的全新的教育体系,将成为我国能够持续发展的必要的原动力.利用全新的教学模式——网络教育,可以培养和造就大量的具有创新能力的人才,这将极大地提高我们在新世纪的竞争力.本文拟就物理网络教育的意义、原则、实践探索和发展前景几方面做简要阐述.

一、物理网络教育的意义

近年来人们把在教育过程中比较全面地运用以计算机多媒体和网络通讯为基础的现代教育技术称为“教育信息化”,现代教育技术已过渡到网络教学(Web—Based Instruction,即WBI)阶段,我们认为教学的网络化是现代教育的一大特征,网络教学代表了现代教育的一个发展方向.网络教学是以计算机网络为依托的一种教学方式,计算机网络系统由服务器、教师、主机和学生工作站联接而成,教师通过主机控制整个网络的每一个终端,与学生进行交互会话,学生在自己的计算机前接受教师的指导进行学习.在教学活动中,学生利用计算机的交互功能,首先在局域网(如校园网)与教师和其他学生进行交流,若教学资源不能满足要求,则可进入Internet网,以寻求更多的资源或信息.

网络教学与传统课堂教学存在着很大的差异,也与电教、CAI存在本质的区别.网络教学先进的教学理念预示着它具有强大的生命力:(1)网络教学突出了学生的主体性,从根本上改变了传统教学中教师的中心地位;(2)网络教学突出了学生学习的自主性,使学生从被动听讲的接受者,转变为主动参与的学习主体;(3)网络教学把媒体从原来作为教师的演示工具,转变为学生的认知工具,(4)网络教学真正落实了因材施教的教学原则.

我们把在网络环境下的物理教育称为“物理网络教育”.那么物理网络教育带给我们物理教育的意义何在?我们认为,它首先极大地提高了知识更新速度,其次是它能够突破教育环境的时空限制,利用多媒体技术创设一种有利于学生对所学知识意义建构的情景,使学生在特定的接近现实的情景中,主动地获取知识.多媒体技术的出现和发展,正在迅速地改变着我们传统的物理教学模式、教学内容、教学手段和教学方法,并且已经引起了教育思想、教学理论甚至教学体制的深刻变革.大量电子教材的出版,各种形式网校的兴起,以及众多专业网站的出现,互联网使得大量优秀的教学资源能够做到全国共享.利用网络进行教学,教学模式可以是课堂式的,也可以是个体式的或协作式的;学习模式可以是探索式的,也可以是渐进式的或跳跃式的.课堂教学可以按照创设网络情境、学生自主探究、学生网上讨论、学生在线练习和师生共同总结几个环节进行.在个体式一对一的教学模式中更有利于因材施教,学生能够按照自己的计划和目标选择教材、安排时间、搜集资料、复习检查、评价矫正,极大地调动了学生获取知识的主动性和积极性,同时能够培养学生的创新精神和实践能力.

二、物理网络教育的原则

前苏联教育科学院院士巴班斯基在其《教学过程最优化——一般教学论方面》一书中,系统地阐述了教学过程最优化理论.他明确指出,最优化教学就是如何选择能使教师和学生在一定的条件下,使当前教学任务的解决花费最少的时间,达到最佳的效果.这一理论要求从整体上探讨教学过程的最优化模式,从而推动教学现代化的进程,而合理使用网络环境在教学过程最优化设计中有着重要的地位和作用.因此,最优化教学理论为物理网络教育提供了理论基础.

建构主义学习理论告诉我们,学生得到的知识不是靠教师传授的,而是在一定的环境中,通过对话与合作的方式自然获取的.教师要做的工作就是营造、设计和改进能够帮助学生有效获取知识的学习环境,教师扮演的角色不是传授者,而是组织者、指导者、帮助者、激发者.

因此,物理网络教育的基本原则可以概括为三条:(1)网络资源的开放性、丰富性;(2)网络传播的互动性、灵活性;(3)网络环境的适应性、人本性.

三、物理网络教育的实践探索——“谢璞物理教育网”网络平台解剖

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“谢璞物理教育网-http://www.xiepu.com”是为广大物理教师和学生提供的一个网络平台,是关于物理教育理论与实践研究的专业网站,设有:教学理论、教学素材、教法研究、学法指导、疑难解析、教学课案、物理课件、问题讨论、物理题库、物理试卷、最新信息、友情链接等栏目;同时还设有:免费电子信箱、谢璞网智能搜索、谢璞网新闻频道、谢璞网娱乐频道、谢璞网自助链接、谢璞网在线答疑、BBS、天气预报等.下面简要介绍其中的主要栏目.

教学理论 主要收集笔者在物理教育理论方面研究的论文,同时收集一些知名专家学者的教育理论专著和研究论文.

教学素材 为广大师生提供了K12《中学物理》、人民教育出版社《中学物理》、海淀物理教学网、杭州市中学物理网络中心、山东省物理教育资源网等众多相关网站的教学素材.

教法研究 物理教师能够根据此栏目的相关内容进行物理教法研究.

学法指导 为广大学生提供全国知名网校的学习资源,对学生学习物理进行同步指导,可以具体到每章每节的教材分析、学习指导、典型例题、能力训练、相关实验、多媒体资料及其它参考资料.

疑难解析 有疑难解析、我要提问、在线答疑三个子栏目.

教学课案 为广大教师提供笔者的一些物理专题讲座、网络教学课案和具体到每章每节的教材分析、教学建议、教案示例、典型例题、能力训练、学习指导、相关实验、多媒体资料及其它参考资料.

物理课件 收集笔者制作的物理课件和全国各类专业网站的物理课件,供物理教师和学习物理的学生参考.

问题讨论 对物理教学中的一些典型问题进行讨论.

物理题库 提供各类物理习题,供选用.

物理试卷 提供中学物理所有章节的测试题、全国各地的物理试卷及历届高考物理试卷和理科综合试卷.

谢璞网智能搜索 提供新浪、搜狐、雅虎、中华、3721、中国风网等约70个网站的智能搜索,通过谢璞网智能搜索系统,可以很方便地查询有关资料.例如,高二物理课本中提到“扫描隧道显微镜”,但对此未作任何解释,通过谢璞网智能搜索系统,输入“扫描隧道显微镜的工作原理”,便可查询到所需要的资料;再比如,物理教师对有关“热管”的知识可能不甚了解,通过谢璞网智能搜索系统,输入“热管的工作原理”,立即可以找到有关热管的资料,诸如什么是热管、热管的工作原理、热管的应用等.

谢璞网在线答疑 学生可发布自己学习过程中遇到的问题,我们可在未与学生见面的情况下就学生提出的问题予以帮助,提供在线答疑,并可使其他同学从中获得帮助,也为其他教师研究学生的问题提供依据,避免教学答疑过程中的重复劳动;同时也可以为物理教师的备课和教学研究提供在线答疑.

谢璞网论坛(BBS) 供人们在访问“谢璞物理教育网”时,就相关内容发表自己的观点.

谢璞物理教育网已经进入新浪、搜狐、雅虎、网易、中华、首都在线、中国热点、中文网星、中国风、蓝帆科技、焦点搜索、万方数据、悠游、搜索客、长青藤、K12、3721、FM365、21CN等网站的搜索引擎系统,并且在3721中文网址有关“物理教育”的网站中排列第二(“中国物理教育网”排列第一),海淀物理教学网、杭州市中学物理网络中心等众多专业网站都为本站进行了友情链接.谢璞物理教育网在第三届全国计算机多媒体与网络物理教学研究成果评比中荣获二等奖.

四、物理网络教育的发展前景

联合国教科文组织1998年的一项调查报告指出:无论是发达国家还是发展中国家,都不同程度存在教育滞后于现实需要的问题,第三世界国家尤其严重,而普及远程教育、尤其是网络教育,不仅是解决这一问题的有效途径,而且将成为革新传统教育模式的重要动力.中国社会科学院的一项调查报告称,由于信息网络技术的快速发展以及在各行业的渗透和应用,网上教育将成为我国一种速度更快、传播空间更大的新型教育形式,与课堂教育、广播教育、电视教育一同构成多元的教育手段体系.这项调查是中国社会科学院1999年开展的,共调查了100余名教育专家和60座城市的2000余位居民.

现代社会的知识更新是人类历史上前所未有的,信息量以几何级数在增长.传统的教学已不适应信息社会的变化,现代教育技术的广泛应用是现代教学的必然选择.我们认为,现代教育技术在教学中的应用有三个发展阶段.

1.展示阶段

是基于传统教学媒体下的“常规模式”阶段,它包括幻灯机、大屏幕投影、电影录像等视听设备及语音实验室等教学设备.

2.互动阶段

是基于Internet网的逐渐普及下的“网络模式”阶段,我国目前已经进入这一阶段.

3.灵境阶段

是基于计算机仿真技术的开发和应用而派生出来的“虚拟现实模式”阶段.灵境阶段的教育将是依托“虚拟现实(Virtual Reality,英文缩写VR)”技术而产生和发展的,虚拟现实技术能够生成实时的、具有三维信息的人工虚拟环境,演练者(操作人员)可以进入其中,并像在真实世界中一样地与该环境进行实时操作和相互交流.

21世纪是虚拟现实技术更加成熟的时代.我们从现在起就应当认识到网络教育发展到虚拟现实技术支持下的灵境教育的必然性,在进一步完善网络教育技术的同时,密切关注虚拟现实技术的现状及其发展,关注该技术在各个领域特别是在教育领域中的应用,并且主动地、不失时机地投入到灵境教育的探索和研究之中,为网络教育发展到灵境教育阶段作出自己的贡献.

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