在物理教學中運用信息技術的優勢及應注意的問題

　　信息技術在物理教學中的廣泛應用已成為現實，信息技術與學科教學的整合是當前的一個熱點話題。下面我針對物理教學實際談一下在物理教學中運用信息技術的優勢和注意的問題。
　　一、模擬難做的實驗和物理現象
　　1.夸張的表現微觀世界和宏觀世界
　　微觀世界看不見、摸不著，寵然大物又說不清道不明，過去教學中只能讓學生看看掛圖或用語言、文字加以描述，學生很難得到正確完整的認識與印象；現在可以利用信息技術把微觀世界加以放大，把龐然大物加以縮小，展示在學生眼前，許多情景不言自明，復雜情景圖文并茂，有利于學生獲取和理解。
　　例如：α粒子散射是二十世紀物理的重大發現并引出原子核式結構的認識，在高中物理教學里也是重要課題。新課程標準里明確建議是：“用錄像片或計算機模擬，演示α粒子散射實驗”。又如：“理想氣體模型”、“布朗運動”、“鏈式反應”、“自轉的地球繞太陽公轉”，等等內容也可以用計算機來模擬。
　　2.超越時空展示日常生活中物理現象和科技成果
　　有些物理現象是瞬間變化的，有的只能在特定的環境下才能觀察到，科技成果會受到時間、空間的限制，一時無法“搬”到課堂上，像這些也可以通過電腦來模擬如“海市蜃樓”、“大炮反沖的現象”、“火箭發射”等及時地再現在學生面前，還可按教學的需要而延遲或加快時間，讓學生有身臨其境之感，真實地再現物理現象和科技成果，與學生發生“共鳴”。
　　二、能做實驗的補充
　　物理學是一門實驗科學，離開了物理實驗，物理學就不可能產生，更談不上發展。因此，要特別重視物理實驗，在信息時代也不例外，凡大綱要求做的實驗都要做，不能做的實驗要想方設法創造條件也要做。
　　一個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，事實上每一位物理教師都明白，光滑、空氣阻力不計、理想氣體、質點、勻速直線運動，這些詞語所描述的在實際中都無法找到完全相符的實例。盡管許多現象可以通過巧妙地設計達到近乎完美的近似，比如采用氣墊、磁懸浮、真空等來減小摩擦力，但真正的理想化在現實中是絕不會出現的，有些現象甚至連近似都無法輕易達到。但是在計算機中你則可以完全不必擔心次要因素對現象的影響，因為程序設計過程中你可以預先將這些因素排除在外，做到真正的理想化了。但并不是每逢實驗都只用電腦來模擬，完全取代傳統實驗。我們應讓學生盡可能多地通過做實驗去親身體驗，培養學生的實踐能力。我們應該把教育技術與傳統教學手段有機地結合在一起，找到恰當的結合點。這樣才能最大限度地發揮其作用，提高教學效率。
　　這是因為模擬現象無論如何精美逼真，立體感如何強，它也永遠不可能取代實物。學生有充分的理由對這些現象保留自己的懷疑。當然，如果你理解計算機輔助教學的“輔助”二字的意義的話，你便不會認為這是什么遺憾，正如我們對其它教學手段的理解一樣，它們之間只有相輔相成，才能發揮出最大的作用。因此，如果有可能的話，做每個模擬實驗時都應當同時進行實物實驗，即使許多實驗可能看不清，可能過于復雜，可能呈現的時間過短，可能無法長期提供器材讓學生動手，可能實物實驗是慘不忍睹的。這都不要緊，也許讓學生了解實物實驗的慘狀有時更能促進學生的思考。虛擬技術彌補了現實條件的不足，虛擬與現實是互補的。
　　相關實驗如：“牛頓第二定律的演示實驗”、“動量守恒”等。像“光滑、空氣阻力不計、理想氣體、質點、勻速直線運動”這一類問題都可用計算機很好地進行模擬。
　　三、利用信息技術，拓展學習思維空間
　　在信息技術飛速發展的今天，文字教材已不可能承載全部的教學任務，以計算機和網絡為代表的現代信息技術，正在作為教育的工具和物質的實體進入課堂。這次新教材的編寫就順應了時代的要求，使計算機和電腦軟件成為課堂教學的有機組成部分，讓那種盡靠一支粉筆和一塊黑板的教學手段如黃河之水一去不復返。
　　案例：用計算機繪制v—t圖像。
　　借助常用的數學軟件，可以迅速、準確地根據表中的數據做出v—t圖像，甚至能夠寫出圖像所代表的公式。下面以Excel軟件為例做簡單說明。在Excel軟件工作簿的某一列的單元格中依次輸入測量時間，在相鄰的一列輸入對應的速度值。用鼠標選中這些數據，按照“插入”中“圖表向導”的提示就能一步步地得到希望的圖像。要注意的是，操作過程中會出現“添加趨勢線”對話框，其中“類型”標簽中有好幾種可選擇的函數。由于我們這個實驗數據幾乎分布在一條直線上，所以應該選擇“線性”類型。
　　案例是利用計算機和軟件來探究函數圖像及其性質，Excel是Microsoft Office大家族中的一員，是集文字、數據、圖形、圖表，以及其他媒體對象于一體的流行軟件，其操作簡便，是開展物理探究的一個得力助手，借助計算機和軟件，使以往復雜的事一下子變得簡單和容易做了。案例是為了提高學生學習興趣，拓展知識面而提供的信息技術。由此可見，計算機和網絡的出現將為物理教學提供前所未有的便利。
　　信息技術與物理課程的整和是時代的必然趨勢，是普通高中物理課程標準上的新理念。在高一剛開始就要求利用Excel作出函數的圖像，借助傳感器用計算機測速度，這樣做的目的是讓學生養成用計算機的良好習慣。事實上新教材利用多媒體技術進行教材的設計和開發，有利于加速和改善學生對世界的理解，激發學習興趣，增加學生獲取信息的渠道，活躍課堂教學，提高學習效率。因此，教師在教學中應創造條件，讓學生以小組為單位討論、探究、上機實驗、提出問題、分析問題、解決問題，促進學生思維能力的發展、動手和操作能力的提高。
　　四、整合過程中必須處理好“實”與“虛”的關系
　　學習物理需要大量的感性知識，然后經過思維上升到理性知識。采用現代信息技術可為學生提供豐富的感性知識，但在這個過程中也存在著一些值得注意的問題。如：用過多的模擬課件來代替真實的物理現象，用模擬實驗來替代真實的物理實驗。我們必須注意到，模擬是不得已而為之的一種手段，如果能夠展示真實的現象，最好不用模擬。另外還要特別指出的是，計算機上的模擬只是一種形象的動畫，與真實的科學研究模擬還是有本質的區別。例如：高中物理中“電場中等勢線的描繪”這個實驗，是一個科學的模擬實驗，但是如果將此實驗改為計算機上的模擬，就會失去實驗的真實的科學價值，會讓學生感覺到學物理可以不用做實驗。物理是以真實的物理現象作為客觀研究對象的，因此利用信息技術展示物理情景時，應當是客觀物理現象的真實放映。在現實教學中展示物理情景的常見的方法有：真實現象、現象錄像、模擬現象。物理學是求真的。因此，能展示真的就不要以假的或虛的來代替，應當把直接的真實物理現象放在第一位、錄像放在第二位、模擬放在第三位。