信息技術與物理整合的幾點認識

　　隨著時代的發展，教師傳授知識的方式也在更新，除了傳統的粉筆教學外，計算機輔助教學的授課方式早已走入課堂。幾年來，我在教學實踐中，對于將信息技術應用于物理教學方面進行了初步探索。
　　一、結合物理學科的特點，準確理解整合的內涵
　　信息技術與課程整合是在計算機輔助教學基礎上發展起來的。計算機輔助教學的觀念與實踐對教學起到了一定的促進作用。但是計算機輔助教學僅僅將信息技術作為輔助教學的媒體和工具，很多物理“課件”集中展示與課堂教學內容相關的物理現象，或者用“課件”展示理想化的物理過程，但課堂教學仍然以教師講授為主，演播式的多媒體課件只是把不形象的形象化，使教學過程人性化，而并沒有突破教師講、學生聽的傳統教學模式，只能有限提高教學效率和質量，作為傳統教育的補充。
　　信息技術與課程整合強調的是整合與融入，是基于全局觀和系統觀的，是從教學內容、教學設計、教學方法、教學模式等各方面的整合，考慮的是物理課程的整體效果，是整節課甚至整個單元，而不是孤立的知識點。信息技術可以作為教學工具、學習工具和環境構建工具，成為物理教學過程中的一個因素，凡是與信息技術相關的教學活動都屬于信息技術與課程整合。信息技術與課程整合后將有效地改善學習，革新傳統的學習觀念，轉變學生的學習方式，改善學習資源的學習環境，構筑面向未來社會的學習文化，將中學物理教學從傳統的“灌”式教育中解放出來，極大地提高教學質量。信息技術與課程整合的實施需要將現有課程與教材進行重新設計，教師要轉變傳統教學觀念，轉變教學方式。
　　信息技術與物理課程整合之主體是物理課程，而非信息技術，物理教師要注重提高教學基本功，注重對教材的理解，注重教學內容的拓展研究，物理學科的特點和功能不能被削弱。物理教師應以課程目標為出發點，根據教學內容適時選擇技術，避免生搬硬套，成為“雞肋”。
　　二、對復雜的物理現象和物理過程的形象展示
　　在物理教學過程中，許多復雜物理現象、物理過程，用語言、文字、掛圖很難講清楚，學生也很難想象出它們的具體情景;而利用信息技術卻能變靜為動、變難為易。
　　比如：“平拋運動的剖析”。平拋物體運動是怎樣分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動的？這是難點，也是教學的重點。常規教學是用做實驗的方法，讓兩個小球同時分別做平拋運動和自由落體運動，但學生看不真切，一瞬間還沒搞清是怎么回事，兩球都已落地，如果眼睛盯緊一點可看到最終兩球同時落地了，但在運動過程中呢？兩小球是否總在同一高度（即豎直方向是否是相同性質的運動）？給人的感覺是“看不清”，或者“大概是”。我用電腦模擬平拋運動時，是在兩球同時運動時，描出它們的運動軌跡，當然水平方向同時也描出一個做勻速運動的小球的運動軌跡，在豎直和曲線軌跡上取出豎直間隔相等的一些點來表示它們的高度每時每刻相同，在水平和曲線軌跡上取出水平間隔相等的一些點來表示它們的水平位置每時每刻相同，這樣就表達清楚了：平拋物體運動是怎樣分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動的，解決了重點和難點。這樣就能引導學生觀察分析、比較、判斷、推理地思考問題，培養學生的抽象思維能力。
　　還有如“機械波的產生過程”、“彈簧振子的回復力”、“速度與位移的關系”、“LC振蕩過程”等，用計算所模擬時可化抽象為具體、變靜為動、變難為易，還可以用“慢鏡頭”播放，形象地幫助學生理解具體情景和物理過程。
　　再如波的疊加、干涉現象和衍射現象。實驗往往看到的是“結果”，而“過程”和“本質”是不容易看清楚的。在沒有現代信息技術之前，這個課題比較困難。現在可以先做有關實驗，初步了解事實，然后用電腦模擬補充，實現“優化組合”來達到教學目標。
　　三、模擬難做的實驗和物理現象
　　1.夸張地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，過去在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知識。
　　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。新課程標準明確建議：“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，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”。
　　四、進一步完善以教師使用信息技術為主的演示型教學模式
　　以教師使用信息技術為主的演示型教學模式是在現有教學模式基礎上，把計算機作為新教學媒體使用，主要用于課堂教學中的演示。盡管有許多不足，但在目前階段仍舊可以作為一種較好教學手段。這種模式在重新組織提供物理情境，創設物理過程，克服某些條件的限制，突出事物的本質特征，從而促進學生形成穩定清晰的表象，為學生學習概念規律創造條件，促進學生對重、難點知識的理解等方面有許多優越性。而且這種教學模式對硬件配備不足的學校和計算機操作技能一般的教師選用也比較適合，并且可以應用于目前中學物理教學中最常見的新授課、復習課和習題課甚至實驗課。
　　在應用的時候要特別注意結合新課程的要求，注重運用先進的教學理念和教學設計思想，加強人機對話的交互功能，突出學生自主學習的主體作用，以及教師必不可少的主導作用，避免如前所述的諸多不足。同時，主要針對難點、重點突破，有針對性地選擇運用，不濫用，或搞形式。例如因物理學科其自身的特點，物理演示型課件就不同于其它學科在利用信息技術時可以利用豐富的視、聽等多媒體效果刺激學生的感官，激發學生的學習興趣，如果在教學中一味利用視聽刺激，久而久之學生必然產生厭倦情緒，反而不利于學生學習興趣的激發。另外，應加強并重視與物理實驗教學相互結合滲透，使之相得益彰。