高等师范院校物理师范生信息化教学能力培养路径研究

［摘 要］文章基于河南省高等师范院校物理师范生信息化教学能力培养现状，从课程结构的优化、教学模式的创新、教学团队的组建以及评价体系的完善等方面提出了高等师范院校物理师范生信息化教学能力培养路径。

［关键词］物理师范生；信息化教学能力；信息技术与物理教学融合

［中图分类号］ G645 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）15-0130-04

2018年4月，教育部印发了《教育信息化2.0行动计划》，将“推进信息技术与教育教学融合，推动教育信息化转段升级，启动中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0”作为夯实教育发展的基础之一[1]。教育部印发的《基础教育课程改革纲要（试行）》中明确提出，要大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生的互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具[2]。

教师既是教学活动的实施者，又是实现信息技术与教育教学相融合的推动者，更是实现信息技术创新的主体，教师的信息化教学能力在很大程度上影响着信息技术在教育中的作用。只有从教师的职前培养抓起，才能使培养出来的中小学教师符合新时代信息化的要求[3]。高等师范院校是未来教育工作者的培养基地，师范生作为中小学教师队伍的主要来源和后备力量，其信息化教学能力对未来的教育质量有着一定的影响。2018年2月，教育部等五部门联合印发的《教师教育振兴行动计划（2018—2022年）》指出，要注重师范生信息技术应用能力培养，提高师范生信息素养和信息化教学能力[4]。这意味着对高等师范院校师范生的信息化教学能力的培养进入了一个新阶段，也面临着新挑战。师范生的信息化教学能力的培养和提升不仅是当前高等师范院校师范专业的重要任务，也对我国教育现代化的实现有着强大的推动作用[4-5]。

近年来，国内诸多高校掀起了师范生信息化教学能力的研究热潮[6-8]，但是，在诸多的研究建议中，关于信息化教学能力如何与学科进行有效融合的研究较少。项目组通过调研，梳理了高等师范院校物理师范生信息化教学能力的培养情况，发现了物理师范生信息化教学能力培养存在的一些问题。基于河南省高等师范院校物理师范生的培养情况，以信阳师范大学（以下简称我校）为例，提出了高等师范院校物理师范生信息化教学能力培养的路径。

一、信息技术与物理教学融合的重要性

物理是中学阶段科学教育领域的一门基础课程，将信息技术与物理教学进行融合是新时代物理教师需具备的基本实践技能之一，也是中学物理教师专业能力的重要组成部分。信息技术的飞速发展及其在物理课堂的应用，在一定程度上提高了学生学习物理知识的主动性，促进了教师的教学方式以及学生的学习方式的重大改革，提升了物理教学的效果，在一定程度上推动了基础教育的改革与发展。

（一）信息技术与物理教学的融合，有利于创设物理情境，激发学生学习兴趣

信息化教学手段有利于突破教学环境的时空限制，将物理情境形象直观地再现于课堂教学中。物理是一门难度较大、实用性强、以实验为基础、密切联系生活的学科。物理现象的解释、模型的建立、概念的理解、规律的应用、情境的想象、过程的分析以及物理实验的操作等在中学物理教学中都存在一定的难度。而现代信息技术集文字、图像、音频、动画和视频于一体，可为学生创设多角度的物理情境，展现生动具体的物理画面，既能使抽象的问题形象化、复杂的过程简单化，又能吸引学生的注意力，激发学生学习物理的动力。

（二）信息技术与物理教学的融合，有利于辅助物理实验教学，提高教学效率

实验教学是中学物理必不可少的一个教学环节，但是不少实验受到设备仪器以及实验场所等硬性条件的影响和限制，很多实验无法一一进行演示，比如物化现象实验、光电效应实验等。有的实验容易受到实验条件的影响而达不到理想效果，比如光学干涉和衍射实验。有的实验由于发生时间极为短暂，不利于学生观察详细的实验过程，难以测量过程数据，比如碰撞试验等。针对这些无法通过课堂演示或者实验室操作让学生观察到实验现象的实验，教师可以借助动画模拟、特殊技术处理等信息化手段，打破传统讲实验的方式，将实验过程和实验现象形象直观地呈现给学生，有助于学生理解物理现象、概念和规律，提高教学效率。

（三）信息技术与物理教学的融合，有利于体现“以学生为中心”的教学理念，培养学生自主学习能力

信息化教学手段所具备的交互性特点，有助于教师在授课中借助信息化手段，让学生置身于接近真实的物理情境中，从被动的知识接受者转变为主动的学习参与者，充分发挥学生的主体作用。比如，教师可以借助信息化技术和网络教学平台构建虚拟的物理学习情境，将相关教学资源上传至教学平台，包括教学视频、音频、章节测验、问题等，学生根据自身需求进行自主学习。学生可以针对自己不理解的问题与教师和同学开展讨论，教师可以实时跟踪了解每一位学生学习的情况。这样既可以优化物理教学设计，构建个性化学习情境，营造协作式的学习氛围，又可以实现良好的师生互动和生生互动，改变传统的学习方式，实现个性化和开放性教学。

（四）信息技术与物理教学的融合，有利于促进中学物理教师的专业化成长

信息技术与物理教学的有效融合，并不是简单地把信息技术与物理学科进行组合，而是要求物理教师以信息技术为先导，以系统的教育技术理论和教育方法为指导，根据物理学科各个章节的知识结构、学生的学习情况等开展物理教学活动，从而提高物理教学效果和质量。信息技术与物理教学的融合为物理教师开展教学研究提供了实践支持，促进教师教育理念的更新、教学方式的转变、教学手段的创新等，实现教师专业化成长，推动教师的教育研究能力和实践能力不断提升。

二、高等师范院校物理师范生信息化教学能力培养现状

为了详细了解高等师范院校物理师范生信息化教学能力的培养现状，项目组走访了河南省几所高等师范院校，考察了高等师范院校对师范生信息化教学能力培养的硬件条件和培养方案，并调查了物理师范生的信息化教学能力培养现况。考察中发现，这几所高等师范院校对信息化教学所需设备的投入力度都比较大，多媒体教室、微格教室、智慧教室、智慧黑板以及录播教室等配备率较高。在对物理学专业不同年级的学生进行深入调查时发现，学生基本上能够认识到掌握信息化教学能力的重要性，认为师范生具备一定的信息化教学能力是有必要的。在调查师范生应该具备什么样的信息化教学能力时，84.7%的学生认为需掌握多媒体设备的操作方法、PPT课件制作方法、office编辑软件的操作方式等，但对其他的设备、教学软件以及教学平台，尤其是智慧化的教学手段知道的较少甚至不知道。在调查学生对自己的信息化教学能力的满意度时，大部分的学生认为通过在校学习掌握了一定的信息技术基本理论，但是自身信息化的素养还需提高，实践经验以及利用信息技术进行教学设计的能力还不足，除利用图片、视频以及一些简单的动画外，对其他的信息化手段还不够了解，对教学资源进行加工和整合的能力还不足。

根据前期调查结果，结合部分高等师范院校物理学专业的培养方案，项目组总结出河南省高等师范院校物理师范生信息化教学能力培养主要存在的问题：一是信息化教学能力提升课程的结构不够合理。从物理学专业培养方案来看，信息化教学能力培养的课程占比较低。二是信息化能力培养课程普遍倾向于理论层面，实践课程较少。除有一所学校设置有物理Mooc设计、翻转课堂课程外，其他高等师范院校的信息技术培养课程主要是现代教育技术、大学计算机基础、程序设计基础等传统理论课程，实践课程以微格教学技能训练、教育实习等为主，这些课程对于学生信息化教学能力的要求不够凸显，缺乏多元化的实践模式。三是信息技术与物理教学融合不够。部分高等师范院校课程存在“一刀切”现象，主要偏重对学生计算机和office软件的应用能力培养，缺乏与物理学科相融合的课程，学生难以将信息技术的理论与物理教学实践有机结合起来，专业的优势无法凸显。四是学生对信息化教学的认识不足，无法厘清信息技术与学科知识以及教法之间的联系，这样不利于师范生教学能力，尤其是信息化教学能力的提升。

三、高等师范院校物理师范生信息化教学能力培养的途径

基于调研结果，项目组提出了高等师范院校物理师范生信息化教学能力培养的路径。

（一） 优化课程结构，实现分级分层教学

要提高物理师范生的信息化教学能力，高等师范院校需要从根本上提高信息技术课程的地位，适当加大信息技术课程的比重，优化师范生信息技术课程结构，根据不同专业开设具有专业针对性的课程，对不同年级、不同水平的学生进行分级分层教学[9]。例如，我校物理学专业课程包含必修课、限选课、任选课，课程分类为理论课、技能训练课、素质拓展课。课程的设置体现了初级、中级和高级三个级别，其中，通过初级课程如计算机基础、课件制作等的教学，使低年级学生具备基本的信息素养；通过中级课程教学，比如现代教育技术应用等，让学生了解与物理学科相关的专业技术软件，包括物理画板、Matlab、Flash动画制作等，使学生了解设计物理图形、物理模型，开展物理模拟实验等；高级课程如中学物理教学设计、微格技能训练，则是针对三年级学生开展的专门素质拓展课程，在这类课程中，任课教师在授课中要求学生根据教学内容使用多样化的信息化手段设计中学物理教学，使学生能够学会将信息技术与物理教学进行融合，培养学生的信息化应用和实践能力。除这些必修的课程外，我校还设置了公选课，例如微课的制作等，让学生接触最先进的信息化教学技术。通过完善课程结构、丰富课程类型，既提升了低年级学生信息化教学理论水平，又提高了高年级学生的信息化教学技能，使有限的信息化教学课时能最大限度发挥作用，解决教学学时与培养要求的矛盾。

（二）创新多样化的教学模式，提升学生实践能力

1.创新课堂形式。项目组构建了基于物理师范生信息化教学能力培养的课程体系，采用理论课程上“大课”，实践课程上“小课”的形式，加强学生实践能力锻炼，提升学生信息化教学水平。例如：计算机基础、课件制作等课程采用“大课”模式，而微格技能培训、中学物理教学设计、中学物理教学实训等课程采用“小课”模式。训练时，每个班级分为多个小组，每组不超过10人，指导教师采取流动教学的方式在各个小组间进行指导。小组成员轮流进行成果展示，小组之间展开讨论，每组集中向指导教师进行汇报，各组指导教师根据每名学生的实际情况进一步开展个性化指导。此外，在校内实习期间，给每5～6名学生分配1名指导教师，指导教师进行全方位指导，学生在反复实践演练后再深入实习基地中进行教育见习、实习和研习。

2.创新培养模式。一方面，依据我校实施的本科生导师制，充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，即学生入校后分配1名指导教师，帮助学生制订本科阶段学业计划、安排学习进程、选择专业发展方向，指导学生进行实践学习等。另一方面，基于“U-G-S”合作模式，加强与中学物理教师的深度合作，通过“请进来”的方式邀请中学物理教师深入高校课堂，让师范生与中学物理教师交流和合作，共享中学物理信息化教学资源。对于师范生来说，可以通过“走出去”的方式，深入中学物理课堂，实地观摩课堂教学，提升信息化教学能力。

3.创新实践手段。以师范生的教学比赛为抓手，是提高师范生信息化教学能力的一个重要途径。我校每年都会举办师范生微格技能竞赛、师范生教学技能大赛等，在比赛中要求学生能够熟练地将信息化手段运用于物理课程教学中。经过为期6周的微格教学技能培训，每个班级选拔出优秀的选手参加所在学院举办的师范生微格技能大赛，在比赛中获胜的学生参加校级师范生教学技能大赛，在学校比赛中获得一等奖的学生会被推荐参加河南省师范生教学技能大赛，这样就形成了从班级到省级甚至国家级的梯队式赛制，做到了师范生全员参与，由此调动了学生的积极性，激发了学生学习的欲望。学生在参与比赛的过程中，通过进一步的学习，与其他优秀参赛者同台竞技和交流，不仅实现了自我价值，而且通过与其他的参赛者交流学习和对比，能够更清晰地认识到自己的不足，进一步提升自己的能力，实现了“以赛促学、以赛促练”。