信息技術與高中物理實驗教學有效整合的探討

摘要：21世紀的教育是信息化教育，應用現代教育技術是現代科學技術和社會發展對教育的要求。因此，信息技術與課程整合的課堂教學模式是信息化時代發展的必然趨勢。作者在“十一五”期間開展《信息技術與物理學科教學有效整合的研究》，就是要發揮現代信息技術的優勢，把信息技術滲透、運用到學科教學中，促進教學相長。文章主要介紹了作者在信息技術與物理實驗教學方面的探究成果。

關鍵詞：信息技術；高中物理實驗教學；有效整合

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8454(2011)06-0050-02

現代學校教育的一個重要特點，便是科學的教育方法和現代化的教學手段越來越被廣泛地采用。21世紀的教育是信息化教育，應用現代教育技術是現代科學技術和社會發展對教育的要求。因此，信息技術與課程整合的課堂教學模式是信息化時代發展的必然趨勢。

一、利用信息技術，模擬物理實驗現象，激發學生學習興趣

教學情境的創設是課堂教學中的重要環節，教師通過模擬實驗引入新課，很容易激發學生的興趣，學生在觀察后的興奮中進人學習狀態，能夠加深學生對知識的理解，提高學生的科學素養。

物理現象中有很多是難以用肉眼看清或看到的，有的即使借助最現代的儀器設備也很難看到。利用多媒體電腦進行仿真模擬，可以把一個原本無法看到或看清的現象逼真地呈現在學生的面前，如天體運行，原子核裂變、聚變，高電壓測量，僅散射實驗，把長時間的過程縮短，把變化的瞬間用慢動作拉長，把微小的放大，把巨大的縮小，再加以智能化的語音提示，安全、方便，現象、過程明顯，加深了學生對物理現象和物理規律的理解。

在教學過程中，有機地利用信息技術手段，將學生日常生活中難得一見的物理現象演示出來，能夠開拓學生的視野，提高學生的認知，激發學生學習物理的興趣和對大自然的好奇。通過這種物理現象演示，更好地實現了學生對知識的升華，通過理論與實踐的結合，能夠更直接地培養他們對科學的探究意識。

二、利用信息技術，仿真物理實驗環境，培養學生的自主探究能力

物理學是一門實驗性很強的學科，實驗幾乎貫穿了物理學習的整個過程。物理規律如果不能在不同條件、不同地點得以重現從而得到反復驗證，便不會得到承認。傳統實驗中，由于實驗環境和實驗條件的限制，實驗結果往往和物理理論不相符，甚至出現實驗數據相反的情況，再加上實驗室中諸多規章制度對學生操作的限制，怕發生意外和造成實驗儀器的損壞，最終往往限制了學生學習主動性的發揮，縮小了學生實驗中發現問題的范圍，使學生更多地按部就班地接受教師傳授的知識?，F在利用多媒體電腦，可以超越時空和具體的實驗條件的限制，學生可以變換實驗條件反復地進行實驗操作，自主探究物理規律，這樣既增強物理實驗的趣味性，又能發揮學生的主體作用，培養積極主動的學習態度和勇于探索的科學精神，更有利于創造力、想象力的培養。

如實驗“平拋物體的運動”，教科書中用一幅頻閃照片來顯示兩個小球同時平拋和自由下落的情況，讓學生比較，發現它們在水平方向的運動不同，但豎直方向上的運動是相同的。由于這一方法未能具體表現平拋小球在各個點的分運動狀態，學生理解掌握閃光照相所揭示的規律，把握公式的物理意義仍感到比較困難。如果我們借助《仿真物理實驗室》，利用動態模擬演示，就能使學生更好地理解這一知識。

還比如在上電學實驗課時，傳統的教學方法通常會告訴學生，電流表的接線柱正負極不能接錯、電壓表不能超過量程、電池組不能短路等，并且很多實驗限制學生自己操作，這些規定無形中扼殺了學生的創造性思維的培養，不利于學生科學素養的發展。利用“仿真物理實驗室”虛擬電學實驗室軟件，可以倡導學生進行自主探討性實驗，既可保護儀器不被損壞，又能激發學生的自主學習的興趣，培養學生的創新能力，并能把很多傳統實驗做不到的效果一一再現。學生利用虛擬的實驗環境進行自主學習，自主觀察模擬實驗，能夠更好更快地掌握學習成果和學習方法。

信息技術與物理實驗教學整合，能夠培養學生自主模擬實驗、觀察實驗，并歸納、總結，抽象成所需知識的能力，從而學會自主學習，使學生主動地獲取物理知識，提高對問題的發現創新能力，培養他們建立正確的科學世界觀。

三、利用網絡教學資源，實現物理教與學的互動，擴大師生探究知識的層面

信息網絡時代，網絡提供了豐富的多元化知識庫、資源庫、信息庫，網絡資源的開發和利用已逐漸成為一個現代教育工作者必備的素質。網絡資源具有信息量大、更新快、易互動、針對性強等特點，例如：

http：／／sq.k 12.com，cn：9000／lvl／lv-wl／index.htrrd中學物理教室

http：／／sq.k 12.com.cn：9000／sp／sos／中學物理之友

http：／／sq.k 12.com.cn：9000／ha／hanhj／hhjhtrn／高中物理教研網

http：／／www.cpenet.org／物理教育資源網

這些資源庫為我們提供了在線同步教學、課堂教案、優秀課件等多種數字化資源。且借助于網絡論壇，可以實現參與者之間的互動，從而實現知識信息的交流共享。通過這種交流共享，可以實現知識信息的最優化，從而開拓學生的視野，優化課堂教學，提高教學效率。

物理課堂教學中，進行物理教學與網絡整合的探究，教師可以自己創建網頁，將有針對性的教學內容和知識的延伸拓展整合到網頁上，通過教師對知識的分析、加工、整合，使教學內容變得更易于接受、更具趣味性，有利于發揮學生的創造性思維，通過理論與社會現實的結合，讓學生提出自己的見解，從而檢查學習效果：又能讓學生關注社會上的一些實際問題，并提出建議，也把“從生活到物理，從物理到社會”的教學理念落到實處，提升了物理課堂學習的品位：讓學生在生動、形象的環境中進行學習，能夠達到事半功倍的作用，也就能很好地提高課堂教學效果。

四、信息技術與物理學科整合過程的反思

教育學、心理學告訴我們，中學生思維敏捷，好奇心強，動手操作實驗的欲望十分強烈，很喜歡觀察教師做的演示實驗，更喜歡自己親手做實驗，探求物理知識的本源，這樣學生就會由于享受到實驗美而提高學習的興趣。經常用多媒體演示替代實驗，不但限制了學生的操作、觀察、設計、分析、綜合能力，還會造成學習物理知識的思維障礙、思維斷層(缺乏從感性到理性的認識過程)，降低、減弱學生的學習欲望，產生厭倦物理實驗、厭煩物理課程的心理，對學生的認知發展、思維發展、身心健康造成無法估量的損害，也違背了新課標對物理課程的要求(新課程十分重視學生探究知識的過程、探究能力的培養)。因此，對物理實驗中不能做、不宜做的實驗用多媒體課件替代，能做的演示實驗教師一定要親自演示，能做的學生實驗一定要學生親手操作。只有這樣，才能讓學生“認識實驗在物理學中的地位和作用，掌握物理實驗的一些基本技能，會使用基本的實驗儀器，能獨立完成一些物理實驗”(《標準》)。對實驗設計及有些需要說明的問題，借助多媒體觀察指導，引起學生注意等等十分必要，但不要喧賓奪主、占時太多。例如，學生在做驗證機械能守恒定律的實驗時，由于呈現時間過短，過程太快，不宜觀察清楚。實驗前，如果教師能用數碼攝像機將實驗過程拍攝下來，再用電腦軟件做成錄像。學生實驗時，教師隨機利用多媒體在大屏幕上用慢動作放大展示，過程明顯，印象深刻。這種做法不僅占時不多，而且彌補了實驗的不足，對實驗起到了很好的輔助作用。

(編輯：魯利瑞)