數(shù)字教材在初中物理備課中的應(yīng)用

李茂菲

為積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”發(fā)展，加快教育現(xiàn)代化和教育強(qiáng)國建設(shè)，落實(shí)《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，廣西正在推進(jìn)實(shí)施數(shù)字教材規(guī)?；瘧?yīng)用，大幅提升基礎(chǔ)教育設(shè)施水平，與此同時(shí)，引入數(shù)字教材配套資源，為學(xué)校提供優(yōu)質(zhì)的數(shù)字資源和設(shè)施，為教育均衡發(fā)展添磚加瓦[1]。目前，數(shù)字教材平臺(tái)教學(xué)及教學(xué)資源應(yīng)用已經(jīng)惠及40多萬名小學(xué)、初中教師，數(shù)字教材及資源覆蓋義務(wù)教育階段主要學(xué)科和全部學(xué)段。在此基礎(chǔ)上，數(shù)字教材平臺(tái)還為教師備授課提供配套服務(wù)，支持全區(qū)各義務(wù)教育階段教師使用人教版教材進(jìn)行閱讀、備課、授課。2020年，廣西教育研究院在廣西壯族自治區(qū)14個(gè)市開展了針對(duì)數(shù)字教材規(guī)?；瘧?yīng)用骨干教師培訓(xùn)的問卷調(diào)查，開展了“在信息技術(shù)平臺(tái)不同使用頻率下教師使用數(shù)字教材的難易程度”調(diào)查[2]。結(jié)果顯示，每周使用數(shù)字教材少于一次的占17.74%，使用數(shù)字教材“難度較小”和“不困難”的占33.22%。一些教師沒有真正參與數(shù)字教材的推廣應(yīng)用。廣西各市縣教育發(fā)展不平衡，各地區(qū)教育信息化程度不同，教師學(xué)習(xí)和應(yīng)用信息技術(shù)的能力也不同，因此不同地區(qū)普及數(shù)字教材的難度也不同。全區(qū)近半數(shù)教師使用數(shù)字教材感覺“難度較大”或“難度中等”，他們需要接受相應(yīng)的指導(dǎo)和培訓(xùn)。以初中物理為例，筆者探索“八桂教學(xué)通”平臺(tái)支持下備課的方法與策略。

一、數(shù)字教材的界定和平臺(tái)簡(jiǎn)介

數(shù)字教材是教材的一種特殊形態(tài)，不僅包括電子教科書，而且包括與之配套的音頻、視頻、圖片、課件、教學(xué)評(píng)價(jià)工具等資源。從教育視角看，數(shù)字教材是新媒介時(shí)代信息技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容深度融合的“教學(xué)文本”[3]。

本文述及數(shù)字教材指廣西“八桂教學(xué)通”教學(xué)平臺(tái)搭載的人教數(shù)字教材。

人教數(shù)字教材是面向中小學(xué)師生，針對(duì)信息化環(huán)境下教與學(xué)的新需求，依據(jù)國家課程標(biāo)準(zhǔn)，以人教版紙質(zhì)教科書為藍(lán)本，利用互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字媒體、大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段，融教材內(nèi)容、數(shù)字資源、學(xué)科工具、應(yīng)用數(shù)據(jù)于一體的立體化教材。

廣西“八桂教學(xué)通”平臺(tái)是以人教數(shù)字教材為核心，在教學(xué)課程組織工具、教學(xué)課件工具、資源庫、題庫、學(xué)科工具庫、課堂活動(dòng)庫、授課工具庫等基礎(chǔ)模塊的支撐下，為中小學(xué)教師提供備課、授課及教學(xué)管理等功能，支持課堂教學(xué)場(chǎng)景應(yīng)用的數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱“平臺(tái)”）。開發(fā)和應(yīng)用數(shù)字教材，旨在幫助教師提高備課、授課效率，優(yōu)化教學(xué)過程。以下將重點(diǎn)介紹如何借助數(shù)字教材進(jìn)行備課。

二、利用數(shù)字教材備課的策略

（一）運(yùn)用數(shù)字教材及內(nèi)嵌資源備課

1.教材

數(shù)字教材以人教版紙質(zhì)教材為基礎(chǔ)，用數(shù)字技術(shù)原版原式呈現(xiàn)《義務(wù)教育教科書 物理》內(nèi)容?！鞍斯鸾虒W(xué)通”平臺(tái)支持多終端應(yīng)用，教師可通過智能手機(jī)、個(gè)人電腦、平板電腦等終端隨時(shí)隨地翻閱電子課本。教師注冊(cè)登錄后，在“數(shù)字教材”欄目中搜索對(duì)應(yīng)的學(xué)段、學(xué)科和出版社，就能搜出對(duì)應(yīng)的數(shù)字教材。教師點(diǎn)擊“加入書架”后就能夠在自己的教材頁面翻閱教材內(nèi)容。例如，教師通過電腦或手機(jī)瀏覽“電流與電壓和電阻的關(guān)系”一節(jié)的內(nèi)容，看到的與紙質(zhì)教材的編排一模一樣。

廣義的數(shù)字教材可提供數(shù)字化的教學(xué)和學(xué)習(xí)環(huán)境，是“內(nèi)容平臺(tái)終端”的集合[4]。數(shù)字教材與紙質(zhì)教材的區(qū)別不僅僅在于載體的不同，更重要的是數(shù)字教材拓寬了教材的邊界，使教材的開發(fā)和使用更具開放性、互動(dòng)性和便利性。教師通過數(shù)字教材平臺(tái)可用手機(jī)或電腦翻閱課本，突破備課時(shí)間、地點(diǎn)的限制，能以多種方式隨時(shí)隨地備課，提高教學(xué)效率。

在課堂授課時(shí)，教師可直接在平臺(tái)內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)電子課本與課件、視頻等教學(xué)資源的交互操作。教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，針對(duì)教學(xué)對(duì)象靈活運(yùn)用數(shù)字資源，使課堂教學(xué)方式多樣化。

2.實(shí)驗(yàn)

初中物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。數(shù)字教材中載有優(yōu)質(zhì)的仿真實(shí)驗(yàn)和視頻資源，教師可借助以下功能備課和授課。

第一，利用內(nèi)嵌仿真實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的設(shè)計(jì)。在數(shù)字教材中，實(shí)驗(yàn)標(biāo)題旁邊的“? ? ”圖標(biāo)表示該實(shí)驗(yàn)有內(nèi)嵌仿真實(shí)驗(yàn)。教師備課時(shí)，可以利用仿真實(shí)驗(yàn)提前做好實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)。

科學(xué)探究指基于觀察和實(shí)驗(yàn)提出問題，形成猜想與假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂方案，獲取與處理信息，基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋，并對(duì)探究過程和結(jié)果進(jìn)行交流、評(píng)估、反思。初中生科學(xué)探究能力較弱，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂方案方面需要教師引導(dǎo)和幫助。

以學(xué)生實(shí)驗(yàn)“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”為例，教師先確定探究目的：探究電流與電壓的關(guān)系；探究電流與電阻的關(guān)系。教師引導(dǎo)學(xué)生用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，需要分別控制電阻不變和電壓不變。此外，教師根據(jù)測(cè)量需要選擇電壓表和電流表，并確定量程。教師設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生在仿真實(shí)驗(yàn)中完成實(shí)驗(yàn)器材的選擇和電路設(shè)計(jì)?！疤骄侩娏髋c電壓的關(guān)系”仿真實(shí)驗(yàn)（如圖1）模塊帶有6個(gè)阻值不同的定值電阻，以及電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電壓表和電流表等器材，學(xué)生可選擇器件做實(shí)驗(yàn)，利用器材完成電路設(shè)計(jì)工作（如圖2），對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理（如圖3）。

教師利用仿真實(shí)驗(yàn)資源做好教學(xué)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)電路圖，并對(duì)數(shù)據(jù)處理的方法進(jìn)行說明。學(xué)生經(jīng)歷了可視化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程后，再進(jìn)行真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作和收集處理數(shù)據(jù)，這有利于培養(yǎng)他們?cè)O(shè)計(jì)科學(xué)探究方案的能力，也有利于培養(yǎng)他們的科學(xué)思維和創(chuàng)造性思維。

第二，利用內(nèi)嵌演示視頻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)。在數(shù)字教材中，一些實(shí)驗(yàn)標(biāo)題旁有“? ? ?”圖標(biāo)，此圖標(biāo)表示該實(shí)驗(yàn)有內(nèi)嵌的演示視頻。師生點(diǎn)擊圖標(biāo)即可在線觀看。數(shù)字教材中演示視頻都是真人演示，過程清晰，操作嚴(yán)謹(jǐn)，講解得當(dāng)。

在復(fù)習(xí)階段，教師備課需對(duì)教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合和再創(chuàng)造（使用），引導(dǎo)學(xué)生思考、分析實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生深入思考，提高復(fù)習(xí)效果。實(shí)驗(yàn)過程的重現(xiàn)能夠讓學(xué)生真聽、真看、真感受，確保學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)。演示實(shí)驗(yàn)視頻的應(yīng)用解決了課堂上演示實(shí)驗(yàn)不能讓全班學(xué)生（包括處于角落的學(xué)生）清晰觀察的問題，還解決了一些實(shí)驗(yàn)由于缺少器材或來不及準(zhǔn)備而無法給學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)演示的難題。教師備課，可將利用演示視頻重現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程作為一種教學(xué)方式。

結(jié)合物理學(xué)科特點(diǎn)，教師可利用平臺(tái)的仿真實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)視頻，增強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程的引導(dǎo)效果，這有利于提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰臀锢硭季S能力。如此，學(xué)生有更強(qiáng)的欲望動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，不斷提高學(xué)科核心素養(yǎng)。此舉還能有效縮小因器材、教師水平等引起的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果差異，縮小地區(qū)間物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)差距。

以上教學(xué)資源的科學(xué)運(yùn)用能提高教學(xué)的有效性，使物理抽象的概念和過程可視化，輔助學(xué)生有效理解重難點(diǎn)知識(shí)。

（二）依托名師課件備課

廣西建設(shè)“八桂教學(xué)通”平臺(tái)旨在縮小教育差距，資源共享是縮小差距的有效方法。廣西大力開發(fā)與平臺(tái)配套的優(yōu)質(zhì)課件，共享給全區(qū)教師參考和使用，幫助教育落后地區(qū)的教師提高教學(xué)質(zhì)量。教師點(diǎn)開“教學(xué)課件”欄目后，在上方選擇“共享課件”后，會(huì)看到“名師共享”“校本共享”“群組共享”3個(gè)按鈕，其中“名師共享”里的課件是平臺(tái)經(jīng)過篩選后的優(yōu)質(zhì)課件，而“校本共享”和“群組共享”的功能則支持各學(xué)?；蚋鲗W(xué)區(qū)根據(jù)實(shí)際情況建立交流群組，便于教師在群組內(nèi)共享校本素材資源。

“名師共享”里的課件質(zhì)量很高，名師對(duì)教材的重點(diǎn)把握到位，教師可直接使用名師課件上課，也可以對(duì)課件進(jìn)行修改和編輯再使用。需要指出的是，對(duì)于難點(diǎn)的突破，名師課件涉及不多，教師使用時(shí)需要自主個(gè)性化改進(jìn)。

（三）根據(jù)學(xué)情創(chuàng)造性設(shè)計(jì)與使用數(shù)字資源

為滿足教師使用教學(xué)資源多樣化的需求，“八桂教學(xué)通”還支持多平臺(tái)融合教學(xué)。在數(shù)字化教學(xué)的發(fā)展進(jìn)程中，教師對(duì)PPT和交互式電子白板的使用較為熟悉，制作成熟的課件多為pptx或enbx格式。平臺(tái)支持多種格式的課件上傳和播放，滿足教師的使用需求。教師可以在“教學(xué)課程”欄目中選擇“新建課程”，接著在該課程中選擇“上傳資源”，即可導(dǎo)入做好的pptx或enbx格式的課件。教師還可以將內(nèi)容相關(guān)的圖片、視頻資源上傳到同一個(gè)課程目錄下。授課時(shí)，教師能在“八桂教學(xué)通”平臺(tái)上打開課件授課，并根據(jù)學(xué)情創(chuàng)造性地與平臺(tái)自帶的數(shù)字資源、自己上傳的資源交互，實(shí)現(xiàn)資源的高效使用。

教師在授課過程中如果能夠靈活使用第三方網(wǎng)站資源，將極大提高教學(xué)素材的豐富程度。一些在線的資源由于產(chǎn)權(quán)的保護(hù)是沒有辦法下載的。針對(duì)這個(gè)問題，教師可利用“八桂教學(xué)通”中“插入第三方Web應(yīng)用”的功能，將外部網(wǎng)站實(shí)時(shí)展示在課件中。教師利用這個(gè)功能，不用切換軟件或?yàn)g覽器，即可在課件中展示外部平臺(tái)網(wǎng)站的資源。

以使用外部鏈接的在線仿真實(shí)驗(yàn)為例，教師點(diǎn)擊“新建課件”，選擇教材和章節(jié)后，即成功新建了一個(gè)可在“八桂教學(xué)通”平臺(tái)上編輯的課件。教師點(diǎn)擊“? ? ? ”圖標(biāo)按鈕后，輸入外部網(wǎng)址即可將網(wǎng)頁插入課件中，例如輸入NOBOOK物理板塊的網(wǎng)址即可進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。授課過程中，教師不用打開瀏覽器，即可在課件中對(duì)網(wǎng)站資源進(jìn)行在線操作和使用。利用這個(gè)功能，師生還可以在線播放視頻、在線搜索資源。

（四）建立教師個(gè)人備課資源庫

教師專業(yè)成長(zhǎng)是一個(gè)不斷積累和創(chuàng)造的過程。教師除了要積累資源，建立自己的素材庫和資料庫以外，還要積累備課和授課過程中再創(chuàng)造的作品。備課痕跡和成果見證著教師的成長(zhǎng)歷程?！鞍斯鸾虒W(xué)通”的功能之一是支持教師建立個(gè)人備課資源庫。教師不僅可以積累日常收集到的教學(xué)素材，而且能保存自己的勞動(dòng)成果，還可以將自己的資源與同伴分享，達(dá)到互助學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步的效果。教師通過“教學(xué)課程”欄目，能將個(gè)人的備課資源上傳到對(duì)應(yīng)的章節(jié)目錄下，上傳課件、文檔、圖片、視頻等資源時(shí)，可選擇是否在校內(nèi)或者群組內(nèi)共享。以“物體的浮沉條件及應(yīng)用”一節(jié)為例，某教師將在資源中心搜索到的資源與其他教師共享。隨著教師觀念的更新和數(shù)字化教材的使用，資源庫里的資源會(huì)越來越豐富。

三、數(shù)字教材的不足及改進(jìn)建議

第一，物理學(xué)科工具有待進(jìn)一步完善。在學(xué)科工具中，針對(duì)物理的學(xué)科工具僅有“物理實(shí)驗(yàn)”工具，該工具中的內(nèi)容是數(shù)字教材中的仿真實(shí)驗(yàn)，這些仿真實(shí)驗(yàn)已經(jīng)內(nèi)嵌在數(shù)字教材中了，教師在學(xué)科工具中查詢和使用更加便捷。但是，這些仿真實(shí)驗(yàn)的操作步驟和實(shí)驗(yàn)工具已經(jīng)預(yù)設(shè)好，教師只能按照教材要求的做法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)的開放度有限。此外，在教學(xué)中教師經(jīng)常要對(duì)實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，電路的元件符號(hào)在備課過程中使用頻率很高。筆者建議增加電路元件符號(hào)，方便教師備課作圖和授課演示。

第二，平臺(tái)的課件編輯功能應(yīng)根據(jù)教師的習(xí)慣和需求進(jìn)行改進(jìn)。目前，教師使用的教學(xué)課件多為ppt、pptx格式，說明他們對(duì)PowerPoint的編輯與設(shè)計(jì)功能是認(rèn)可的，并且形成使用習(xí)慣。目前“八桂教學(xué)通”平臺(tái)的課件編輯功能與PowerPoint的編輯還不兼容，使用習(xí)慣上出入較大。筆者建議參考PowerPoint的界面設(shè)計(jì)來改進(jìn)平臺(tái)編輯界面和功能的設(shè)計(jì)。

第三，共享資源良莠不齊，有待優(yōu)化。隨著數(shù)字教材規(guī)?；瘧?yīng)用的推進(jìn)，“八桂教學(xué)通”上的共享資源越來越豐富，形式越來越多樣化。一些資源質(zhì)量不高，文件名稱混亂，教師在參考時(shí)需要進(jìn)行篩選，這無形中加大了備課工作量。筆者建議建立篩選機(jī)制，幫助教師篩選優(yōu)質(zhì)資源并進(jìn)行優(yōu)先推送，提高教師備課效率。

第四，平臺(tái)內(nèi)制作課件的功能應(yīng)提高兼容性。教師用平臺(tái)制作課件時(shí)，可以將ppt或pptx格式的課件導(dǎo)入，但是導(dǎo)入后，原課件中的動(dòng)作和路徑效果全都消失，圖片的位置發(fā)生較大改變，字體和字號(hào)也發(fā)生變化。教師需要調(diào)整課件位置、設(shè)置動(dòng)作，這會(huì)影響備課效率。筆者建議提高平臺(tái)上制作課件的兼容性。

總之，教師使用數(shù)字教材能提高備課效率，豐富教學(xué)手段，提升教學(xué)效果。但是教師不能“拿來就用”，應(yīng)結(jié)合學(xué)情創(chuàng)造性使用。目前，廣西數(shù)字教材資源的普及應(yīng)用還處在初級(jí)階段，雖然，外省已經(jīng)有了一些經(jīng)驗(yàn)，但在廣西區(qū)內(nèi)還沒有較成熟的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒[5]。在教師的反饋和建議下，“八桂教學(xué)通”平臺(tái)不斷升級(jí)更新，資源越來越豐富，功能設(shè)計(jì)越來越符合教師的需求。隨著教師信息技術(shù)應(yīng)用能力和數(shù)字化教學(xué)創(chuàng)新能力的提升，廣西一定會(huì)實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，使教育數(shù)字化更適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求。

注：本文系廣西教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2022年度專項(xiàng)課題重點(diǎn)課題“雙減背景下提高核心素養(yǎng)的數(shù)字資源開發(fā)與應(yīng)用——以初中物理學(xué)科為例”（課題編號(hào)：2022ZJY021）的研究成果。

參考文獻(xiàn)

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（作者系廣西壯族自治區(qū)南寧市第十八中學(xué)教師）

責(zé)任編輯：祝元志