略談信息技術(shù)在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

隨著計算機多媒體信息技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教學(xué)中應(yīng)用的普及，越來越多的學(xué)校在課堂教學(xué)中應(yīng)用了多媒體的輔助手段進(jìn)行課堂教學(xué)。它是教師用以運載知識、傳遞教學(xué)信息的物質(zhì)媒介。特別是在表現(xiàn)一些抽象的概念和不易觀察的物理現(xiàn)象時，用多媒體輔助教學(xué)可以起到極好的作用，收到顯著的效果，使得復(fù)雜問題簡單化、抽象問題具體化。

一、根據(jù)物理學(xué)科的特點，準(zhǔn)確理解課程整合的涵義。

現(xiàn)在國內(nèi)研究人員對多年來的計算機輔助教學(xué)和教學(xué)軟件開發(fā)與推廣進(jìn)行了反思和探討，借鑒國外的相關(guān)研究成果，引入了信息技術(shù)與課程整合概念，并且對計算機輔助教學(xué)同信息技術(shù)與課程整合的關(guān)系作出了自己的論述。例如何克抗指出:“信息技術(shù)與課程整合不等同于CAI(計算機輔助教學(xué))?！薄靶畔⒓夹g(shù)與課程整合后，實際上信息技術(shù)不再僅僅是輔助教或輔助學(xué)的工具，而是要從根本上改變傳統(tǒng)的教學(xué)結(jié)構(gòu)與教育本質(zhì)。”

因此，信息技術(shù)與物理課程的整合強調(diào)的是整合和融入，是基于全局觀和系統(tǒng)觀的，考慮的是整個物理課程的整體效果，是從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)方法、教學(xué)模式等各方面全面的整合，而不是孤立的物理知識點。它考慮的應(yīng)是整節(jié)課甚至整個單元，強調(diào)采取信息化教學(xué)設(shè)計的方法來進(jìn)行物理課程與教學(xué)設(shè)計，而不是只是考慮促進(jìn)某個知識點的教與學(xué)。同時就信息技術(shù)的作用上，信息技術(shù)已經(jīng)成為物理課程與教學(xué)中的一個因素，成為教師教的工具，學(xué)生學(xué)的工具，以及環(huán)境構(gòu)建的工具，而不是單單作為輔助的媒體和工具。

所以，信息技術(shù)與物理課程整合不是簡單地將信息技術(shù)應(yīng)用于中學(xué)物理教學(xué)，而是高層次的融合與主動適應(yīng)。我們必須改變傳統(tǒng)的單一輔助教學(xué)的觀點，從物理課程的整體觀考慮信息技術(shù)的功能與作用。同時根據(jù)建構(gòu)主義理論可以認(rèn)為:知識是由學(xué)生觀察外在事物后的探索、體會與反思等思考活動(Thinking Activities)建立的，應(yīng)強調(diào)的是以學(xué)生為中心(Learner-Centered)的學(xué)習(xí)環(huán)境。據(jù)此，教師應(yīng)在現(xiàn)代信息技術(shù)與物理學(xué)科的整合的實踐中把信息技術(shù)作為促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的認(rèn)知工具與情感激勵工具、豐富的物理教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)工具，并將這些工具全面應(yīng)用到物理學(xué)科的各教學(xué)過程中，如創(chuàng)造數(shù)字化的學(xué)習(xí)環(huán)境，創(chuàng)設(shè)主動學(xué)習(xí)情景，并創(chuàng)設(shè)條件讓學(xué)生最大限度地接觸信息技術(shù)，等等;而學(xué)生則利用這些工具發(fā)展物理知識，并將工具當(dāng)作自我學(xué)習(xí)伙伴(Learning Partner)，從而使各種教學(xué)資源、教學(xué)要素和教學(xué)環(huán)節(jié)，經(jīng)過整理、組合、相互融合，在整體優(yōu)化的基礎(chǔ)上產(chǎn)生聚集效應(yīng)，從而實現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、親自探索的構(gòu)建過程，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與實踐能力的目標(biāo)。

二、應(yīng)用多媒體物理課件教學(xué)可以多方位地提高學(xué)習(xí)效果和培養(yǎng)能力，提高課堂教學(xué)效果。

1.應(yīng)用課件創(chuàng)設(shè)物理情景、培養(yǎng)學(xué)生的直覺思維能力。例如:回旋加速器是實驗室中大量產(chǎn)生高能粒子的實驗設(shè)備，高中物理課本以文字和插圖形式描述了它的工作原理，因為是靜態(tài)的，比較抽象、枯燥，不易被學(xué)生接受。利用幾何畫板或Flash制作成課件，創(chuàng)設(shè)情景，在這個情景中學(xué)生可以觀察到周期性變化的電場變化情況與粒子運動之間的時間對應(yīng)關(guān)系，教師只提出為什么要有這種對應(yīng)關(guān)系，就去激發(fā)學(xué)生思維的積極性，從而真正建立起粒子旋轉(zhuǎn)與義變電場“同步”的概念。這種觀念的建議和理解不是邏輯推理的結(jié)果，而是通過對物理情景認(rèn)真反復(fù)地觀察、主動思考來實現(xiàn)的，是學(xué)生自己“悟”出來的，是一種直覺。

2.應(yīng)用多媒體課件展現(xiàn)物理過程，培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力課件的制作，可以為課堂教學(xué)提供豐富、生動的實際情景，可以把復(fù)雜的物理過程(多種因素均在變化)暴露無遺，讓學(xué)生通過觀察、聯(lián)想和想象去理解動態(tài)的物理過程，形象地建立起相應(yīng)的過程圖景，這樣一方面能使學(xué)生利用自己原有的知識結(jié)構(gòu)、經(jīng)驗去同化和順應(yīng)當(dāng)前所學(xué)的知識，從而實現(xiàn)對知識意義上的建構(gòu)，另一方面又能在此過程中培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力，這樣更有利于學(xué)生產(chǎn)生靈感和頓悟。

3.應(yīng)用多媒體課件分析圖景，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。如在“交流電的產(chǎn)生”一節(jié)教學(xué)中，交流電三要素(最大值、頻率、初相)若用動畫去設(shè)計，可以事先提出問題:當(dāng)線圈匝數(shù)、磁感應(yīng)強度、矩形線圈的面積、轉(zhuǎn)動頻率發(fā)生變化時，最大值會如何變化呢?學(xué)生可以想象，得出自己的結(jié)論后，教師開始演示、驗證，并進(jìn)一步提出問題:為什么會出現(xiàn)這種情況呢?正弦圖像如何變化?這種形象的圖形會激發(fā)學(xué)生的興趣，應(yīng)用所學(xué)過的知識及已有的圖景進(jìn)行類比推理和演繹推理，并用數(shù)學(xué)公式和邏輯語言將其表現(xiàn)出來。

三、運用積件思想，尋求高層次整合方法。

近年來，計算機輔助教學(xué)工作在全國教育戰(zhàn)線上逐漸深入，但大多以“觀摩課”的形式開展，只是教育教學(xué)中的一個點綴而已，信息技術(shù)并沒有真正與學(xué)科教學(xué)“融合”在一起。究其主要原因是在進(jìn)行計算機輔助教學(xué)的過程中，沒有合適的應(yīng)用軟件和操作平臺，需要教師自己研制開發(fā)課件，而開發(fā)課件需要花費大量的時間和精力，有時候為了上好一節(jié)公開課，甚至要做數(shù)十小時的準(zhǔn)備。鑒于此，很多教師都反映計算機輔助教學(xué)是一項投入多(時間，人力，經(jīng)費)、產(chǎn)出少的工作，基本上適應(yīng)不了日常教學(xué)。在這種情況下，信息技術(shù)與學(xué)科課程整合在計算機輔助教學(xué)(簡稱CAI)的條件上日趨成熟發(fā)展起來。信息技術(shù)作為一項教學(xué)工具(Learn from IT)，能夠把各種技術(shù)手段完美地融合到課程之中，就像教師在上課時使用黑板和粉筆一樣，使計算機演變成為真正的教學(xué)工具，

教師最主要的任務(wù)不再是開發(fā)軟件，而是如何應(yīng)用現(xiàn)有的軟件把計算機的優(yōu)勢發(fā)揮出來，進(jìn)行學(xué)科教學(xué)。

在計算機輔助物理教學(xué)這個領(lǐng)域里面，市場上已有相當(dāng)數(shù)量的物理教學(xué)軟件可供購買，但能夠真正適用于教學(xué)的軟件卻不多，教師自制課件的水平又不高，容易造成“低水平重復(fù)”的現(xiàn)象。在此階段上，尋求計算機輔助教學(xué)軟件開發(fā)和應(yīng)用的新路子──積件思路應(yīng)運而生。其指導(dǎo)思想是:“課件”向“積件”發(fā)展，工具型、資料型、開放型的教學(xué)平臺已成為計算機輔助教學(xué)軟件的發(fā)展方向，它包括帶有學(xué)科特色的平臺和多媒體資料庫。教師稍加培訓(xùn)就能夠自如地運用它們來按自己的意愿制作課件，緊密配合自己的教學(xué)過程，為課堂教學(xué)所用，在真正意義上實現(xiàn)計算機輔助教學(xué)。

積件從何而來呢?我的經(jīng)驗是通過Internet把別人好的課件下載分類保存，建立自己的積件庫。對于PowerPoint大家都會點，可以進(jìn)行修改，還可以自己制作，把別人好的圖片、Flash課件插入使用，還可以把其它網(wǎng)站已有的課件的超級鏈接功能揉合到自己的CAI課件里，以“搭積木”的形式，把在教學(xué)實踐過程中制作的每一個課件鏈接起來，通過長時間教學(xué)的積累，逐步建立一個完整的教學(xué)課件體系。反之，其他教師也可通過網(wǎng)絡(luò)共享自己的CAI課件，克服傳統(tǒng)的“軟件包”形式的課件不能共享的缺點，提高課件資源的利用率，充實網(wǎng)上物理學(xué)科資料庫，形成網(wǎng)上物理學(xué)科聯(lián)盟，實行資源共享。此外，教師和學(xué)生可以在任何時間、任何有網(wǎng)絡(luò)終端的地點，通過Internet網(wǎng)絡(luò)來訪問這些網(wǎng)站，進(jìn)行物理教學(xué)的探討和鞏固性學(xué)習(xí)。