信息技術與物理實驗教學整合的現狀

陳國宇

為了順利實現教育改革的目標,充分發揮信息技術的優勢,將信息技術與課程教學整合,逐步改變學生的學習方式和課堂教學模式已成為當今教育研究的一個熱點。筆者結合自己的教學實踐,談談信息技術與物理實驗教學整合的實施策略。

1 當前的研究現狀

1.1 超媒體超媒體是一種基于計算機的交流和思考的環境,它包括超文本和多媒體技術。多媒體技術是一種交互的信息提供技術,還可以用于模擬實驗過程。

1.2 交互視頻系統交互視頻系統主要是運用計算機的交互性和巨大的存儲空間,它能夠提供高質量的視頻圖像,使交互指導成為可能。它主要是運用于拋錨式的教學方式,通過視頻系統為學生提供反映真實的、豐富的學習環境,讓學生在這樣的環境中自主學習。

1.3 虛擬實驗虛擬實驗是用計算機來模擬真實世界中的一些現象,在這個模擬的實驗中可以通過設置控制變量和交互變量來改變它的復雜程度。學習者在這樣的環境中通過自身去發現問題,解釋現象,并從中得出結論。

2 信息技術在物理實驗教學中的作用

我國目前對信息技術與學科教學整合進行了廣泛的研究,內容涉及整合的內涵、層次、原則、模式等方方面面,但這些研究者大多是教育專家和學者,中學一線教師參與比較少。在實踐中,廣大教師已將信息技術廣泛運用于實驗教學,如多媒體技術、網絡技術、數字實驗系統、虛擬實驗技術等,但是這些運用大多注重于實驗現象的演示和模擬、處理實驗數據和完成常規實驗器材無法完成的實驗,注重從技術上實現實驗的最優化,而較少能從整合的角度來運用信息技術。

2.1 提供教學資源實驗教學需要教學資源,這種資源不僅是進行實驗的物質性的設備和器材,還有創設實驗教學環境的軟件資源。新課程理念要求課程資源具有廣闊性、綜合性、可探究性、親和性和開放性,傳統的課程資源已經不能滿足探究教學的需要,現代技術為提供這種資源創造條件。

2.2 創設學習情境利用現代教育技術和現代實驗技術能夠提供反映真實的、豐富多彩的、隱含問題的、跨越時空的情景,這樣的情景能夠引發學生的認知沖突,培養和調動學生學習的興趣與積極性,引發他們積極思考,支持學生的探究活動。

2.3 引導科學探究 學生科學探究能力的養成是一個漸進的過程,有一個從扶到放的過程,在這個過程中需要大量的指導與幫助。運用信息技術支持傳統實驗,建立探究性網站可以很好地引導學生進行探究,解決教師精力相對不足的矛盾,也為科學探究提供新的教學模式。

2.4 滿足實驗需要 利用現代技術與傳統實驗相結合,能夠滿足開發新實驗的需要,也能滿足改造老實驗的需要。如創設新的測量手段、創設新的顯示方式、解決一些物理量難以測量的困難、提高測量精度、自動采集數據和處理數據等。

2.5 促進互動數字化的實驗系統和網絡支持的傳統實驗,都為利用網絡互動創造很好的條件。利用留言板、討論版、電子郵件等現代信息技術和網絡強大的交互功能,可以有效促進人機之間、生生之間和師生間的交流,提供全方位的、多邊互動的場所,促進學生對實驗方案設計的互動、探究中發現問題的交流,以及各種有爭議問題的討論。

2.6 實施有效的評價將傳感器技術與計算機技術結合,開發數字化的實驗系統,為網絡管理創造條件。另外,網絡學習平臺可以對學生實施動態管理,上傳實驗報告,記錄學生的登入次數、時間以及有關問題見解等信息,為評價提供一定的依據。

3 信息技術與物理實驗教學的整合需要考慮的問題

3.1轉變傳統的師生觀教師需由原來的處于中心地位的知識權威轉變為學生學習的指導者和合作者;學生則應由過去被動的知識受體變為知識的主宰、學習的主體,成為教學活動的積極參與者和知識的建構者。

3.2 轉變傳統的課程觀由過去以課堂的教學內容、教材,教師的經驗以及學生的接受和理解為主的課程,轉變為一種包括其他各種媒體類型的課程資源、學生的經驗和反饋、課程體系的調整以及教學活動和學習活動在內的課程觀。

3.3 轉變傳統的媒體觀多媒體的主要功能由傳遞教學刺激的載體變為教師創設情景、激發和維持學生學習動機、引導和幫助學生探索知識、延伸自己潛能的工具。

3.4 分析物理實驗教學目標、學生特征和學習需求分析物理實驗教學目標、學生特征和學習需求是進行整合教學的前提。整合的目的是為了更好地實現教學目標,但整合并不是處理教學的唯一方法和處理任何教學的最佳方法,因此,應分析既定教學內容、學生特征和學習需要是否適合運用信息技術,信息技術是否能夠發揮出其優越性和不可替代性。

3.5合理評價教學效果對整合效果進行評價與分析是深化信息技術與物理實驗教學整合的重要環節。評價包括教學過程中學生的主動性、參與性,學生積極的情感投入、成就感的獲得,認知的范圍,深層次的認知體驗,對信息技術的使用及其發揮的功能等方面。這些評價與分析能夠有效促進對整合的進一步思考,有利于進一步實施整合教學和提高整合效率。

(作者單位:銀川育才中學)