在物理教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)注意的問(wèn)題

　　信息技術(shù)在物理教學(xué)中的廣泛應(yīng)用已成為現(xiàn)實(shí)，信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的整合是當(dāng)前的一個(gè)熱點(diǎn)話題。下面我針對(duì)物理教學(xué)實(shí)際談一下在物理教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和注意的問(wèn)題。
　　一、模擬難做的實(shí)驗(yàn)和物理現(xiàn)象
　　1.夸張的表現(xiàn)微觀世界和宏觀世界
　　微觀世界看不見(jiàn)、摸不著，寵然大物又說(shuō)不清道不明，過(guò)去教學(xué)中只能讓學(xué)生看看掛圖或用語(yǔ)言、文字加以描述，學(xué)生很難得到正確完整的認(rèn)識(shí)與印象；現(xiàn)在可以利用信息技術(shù)把微觀世界加以放大，把龐然大物加以縮小，展示在學(xué)生眼前，許多情景不言自明，復(fù)雜情景圖文并茂，有利于學(xué)生獲取和理解。
　　例如：α粒子散射是二十世紀(jì)物理的重大發(fā)現(xiàn)并引出原子核式結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，在高中物理教學(xué)里也是重要課題。新課程標(biāo)準(zhǔn)里明確建議是：“用錄像片或計(jì)算機(jī)模擬，演示α粒子散射實(shí)驗(yàn)”。又如：“理想氣體模型”、“布朗運(yùn)動(dòng)”、“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”、“自轉(zhuǎn)的地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)”，等等內(nèi)容也可以用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬。
　　2.超越時(shí)空展示日常生活中物理現(xiàn)象和科技成果
　　有些物理現(xiàn)象是瞬間變化的，有的只能在特定的環(huán)境下才能觀察到，科技成果會(huì)受到時(shí)間、空間的限制，一時(shí)無(wú)法“搬”到課堂上，像這些也可以通過(guò)電腦來(lái)模擬如“海市蜃樓”、“大炮反沖的現(xiàn)象”、“火箭發(fā)射”等及時(shí)地再現(xiàn)在學(xué)生面前，還可按教學(xué)的需要而延遲或加快時(shí)間，讓學(xué)生有身臨其境之感，真實(shí)地再現(xiàn)物理現(xiàn)象和科技成果，與學(xué)生發(fā)生“共鳴”。
　　二、能做實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充
　　物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，離開(kāi)了物理實(shí)驗(yàn)，物理學(xué)就不可能產(chǎn)生，更談不上發(fā)展。因此，要特別重視物理實(shí)驗(yàn)，在信息時(shí)代也不例外，凡大綱要求做的實(shí)驗(yàn)都要做，不能做的實(shí)驗(yàn)要想方設(shè)法創(chuàng)造條件也要做。
　　一個(gè)很重要的物理研究方法便是近似，抓住主要矛盾，忽略次要因素，于是便有了許多理想化的模型，事實(shí)上每一位物理教師都明白，光滑、空氣阻力不計(jì)、理想氣體、質(zhì)點(diǎn)、勻速直線運(yùn)動(dòng)，這些詞語(yǔ)所描述的在實(shí)際中都無(wú)法找到完全相符的實(shí)例。盡管許多現(xiàn)象可以通過(guò)巧妙地設(shè)計(jì)達(dá)到近乎完美的近似，比如采用氣墊、磁懸浮、真空等來(lái)減小摩擦力，但真正的理想化在現(xiàn)實(shí)中是絕不會(huì)出現(xiàn)的，有些現(xiàn)象甚至連近似都無(wú)法輕易達(dá)到。但是在計(jì)算機(jī)中你則可以完全不必?fù)?dān)心次要因素對(duì)現(xiàn)象的影響，因?yàn)槌绦蛟O(shè)計(jì)過(guò)程中你可以預(yù)先將這些因素排除在外，做到真正的理想化了。但并不是每逢實(shí)驗(yàn)都只用電腦來(lái)模擬，完全取代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。我們應(yīng)讓學(xué)生盡可能多地通過(guò)做實(shí)驗(yàn)去親身體驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。我們應(yīng)該把教育技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)手段有機(jī)地結(jié)合在一起，找到恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)合點(diǎn)。這樣才能最大限度地發(fā)揮其作用，提高教學(xué)效率。
　　這是因?yàn)槟M現(xiàn)象無(wú)論如何精美逼真，立體感如何強(qiáng)，它也永遠(yuǎn)不可能取代實(shí)物。學(xué)生有充分的理由對(duì)這些現(xiàn)象保留自己的懷疑。當(dāng)然，如果你理解計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的“輔助”二字的意義的話，你便不會(huì)認(rèn)為這是什么遺憾，正如我們對(duì)其它教學(xué)手段的理解一樣，它們之間只有相輔相成，才能發(fā)揮出最大的作用。因此，如果有可能的話，做每個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)都應(yīng)當(dāng)同時(shí)進(jìn)行實(shí)物實(shí)驗(yàn)，即使許多實(shí)驗(yàn)可能看不清，可能過(guò)于復(fù)雜，可能呈現(xiàn)的時(shí)間過(guò)短，可能無(wú)法長(zhǎng)期提供器材讓學(xué)生動(dòng)手，可能實(shí)物實(shí)驗(yàn)是慘不忍睹的。這都不要緊，也許讓學(xué)生了解實(shí)物實(shí)驗(yàn)的慘狀有時(shí)更能促進(jìn)學(xué)生的思考。虛擬技術(shù)彌補(bǔ)了現(xiàn)實(shí)條件的不足，虛擬與現(xiàn)實(shí)是互補(bǔ)的。
　　相關(guān)實(shí)驗(yàn)如：“牛頓第二定律的演示實(shí)驗(yàn)”、“動(dòng)量守恒”等。像“光滑、空氣阻力不計(jì)、理想氣體、質(zhì)點(diǎn)、勻速直線運(yùn)動(dòng)”這一類(lèi)問(wèn)題都可用計(jì)算機(jī)很好地進(jìn)行模擬。
　　三、利用信息技術(shù)，拓展學(xué)習(xí)思維空間
　　在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，文字教材已不可能承載全部的教學(xué)任務(wù)，以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)，正在作為教育的工具和物質(zhì)的實(shí)體進(jìn)入課堂。這次新教材的編寫(xiě)就順應(yīng)了時(shí)代的要求，使計(jì)算機(jī)和電腦軟件成為課堂教學(xué)的有機(jī)組成部分，讓那種盡靠一支粉筆和一塊黑板的教學(xué)手段如黃河之水一去不復(fù)返。
　　案例：用計(jì)算機(jī)繪制v—t圖像。
　　借助常用的數(shù)學(xué)軟件，可以迅速、準(zhǔn)確地根據(jù)表中的數(shù)據(jù)做出v—t圖像，甚至能夠?qū)懗鰣D像所代表的公式。下面以Excel軟件為例做簡(jiǎn)單說(shuō)明。在Excel軟件工作簿的某一列的單元格中依次輸入測(cè)量時(shí)間，在相鄰的一列輸入對(duì)應(yīng)的速度值。用鼠標(biāo)選中這些數(shù)據(jù)，按照“插入”中“圖表向?qū)А钡奶崾揪湍芤徊讲降氐玫较Ｍ膱D像。要注意的是，操作過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)“添加趨勢(shì)線”對(duì)話框，其中“類(lèi)型”標(biāo)簽中有好幾種可選擇的函數(shù)。由于我們這個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)幾乎分布在一條直線上，所以應(yīng)該選擇“線性”類(lèi)型。
　　案例是利用計(jì)算機(jī)和軟件來(lái)探究函數(shù)圖像及其性質(zhì)，Excel是Microsoft Office大家族中的一員，是集文字、數(shù)據(jù)、圖形、圖表，以及其他媒體對(duì)象于一體的流行軟件，其操作簡(jiǎn)便，是開(kāi)展物理探究的一個(gè)得力助手，借助計(jì)算機(jī)和軟件，使以往復(fù)雜的事一下子變得簡(jiǎn)單和容易做了。案例是為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，拓展知識(shí)面而提供的信息技術(shù)。由此可見(jiàn)，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)將為物理教學(xué)提供前所未有的便利。
　　信息技術(shù)與物理課程的整和是時(shí)代的必然趨勢(shì)，是普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)上的新理念。在高一剛開(kāi)始就要求利用Excel作出函數(shù)的圖像，借助傳感器用計(jì)算機(jī)測(cè)速度，這樣做的目的是讓學(xué)生養(yǎng)成用計(jì)算機(jī)的良好習(xí)慣。事實(shí)上新教材利用多媒體技術(shù)進(jìn)行教材的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，有利于加速和改善學(xué)生對(duì)世界的理解，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生獲取信息的渠道，活躍課堂教學(xué)，提高學(xué)習(xí)效率。因此，教師在教學(xué)中應(yīng)創(chuàng)造條件，讓學(xué)生以小組為單位討論、探究、上機(jī)實(shí)驗(yàn)、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)展、動(dòng)手和操作能力的提高。
　　四、整合過(guò)程中必須處理好“實(shí)”與“虛”的關(guān)系
　　學(xué)習(xí)物理需要大量的感性知識(shí)，然后經(jīng)過(guò)思維上升到理性知識(shí)。采用現(xiàn)代信息技術(shù)可為學(xué)生提供豐富的感性知識(shí)，但在這個(gè)過(guò)程中也存在著一些值得注意的問(wèn)題。如：用過(guò)多的模擬課件來(lái)代替真實(shí)的物理現(xiàn)象，用模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)替代真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)。我們必須注意到，模擬是不得已而為之的一種手段，如果能夠展示真實(shí)的現(xiàn)象，最好不用模擬。另外還要特別指出的是，計(jì)算機(jī)上的模擬只是一種形象的動(dòng)畫(huà)，與真實(shí)的科學(xué)研究模擬還是有本質(zhì)的區(qū)別。例如：高中物理中“電場(chǎng)中等勢(shì)線的描繪”這個(gè)實(shí)驗(yàn)，是一個(gè)科學(xué)的模擬實(shí)驗(yàn)，但是如果將此實(shí)驗(yàn)改為計(jì)算機(jī)上的模擬，就會(huì)失去實(shí)驗(yàn)的真實(shí)的科學(xué)價(jià)值，會(huì)讓學(xué)生感覺(jué)到學(xué)物理可以不用做實(shí)驗(yàn)。物理是以真實(shí)的物理現(xiàn)象作為客觀研究對(duì)象的，因此利用信息技術(shù)展示物理情景時(shí)，應(yīng)當(dāng)是客觀物理現(xiàn)象的真實(shí)放映。在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中展示物理情景的常見(jiàn)的方法有：真實(shí)現(xiàn)象、現(xiàn)象錄像、模擬現(xiàn)象。物理學(xué)是求真的。因此，能展示真的就不要以假的或虛的來(lái)代替，應(yīng)當(dāng)把直接的真實(shí)物理現(xiàn)象放在第一位、錄像放在第二位、模擬放在第三位。