反思與選擇：信息技術與中學物理教學整合的定位與思考

　　摘 要： 由于現代教育技術的迅速發展與探究性學習的開展，使課堂教學中教學內容呈現方式、教師教學方式、學生學習方式和師生互動方式都在發生深刻的變革。本文通過多年來一線教學的實踐，試圖就信息技術與中學物理教學整合中的角色定位進行反思，并對中學物理教學中的教師教學、學生探索和研究學習二者的全面發展提出看法。
　　關鍵詞： 信息技術 中學物理教學 整合
　　信息技術輔助教學是以計算機為主要媒體進行的教育活動，是利用信息技術中計算機綜合處理和控制文字、符號、圖像、聲音等教學信息，把信息技術各個要素有機組合，呈現于屏幕上，并能完成一系列人機交互操作。信息技術作為一種重要的現代教育手段在物理學科課堂教學中有不可估量的影響，物理教學中信息技術應用不僅在動與靜結合中，圖與文的交融中激發學生的學習興趣，開闊學生的視野，擴大學生的知識面，還能增強教學效果，使抽象問題具體化，使無形知識有形化。利用信息技術教學還能突破難點、掌握重點。
　　由于物理學科具有實驗性強、抽象性強、應用性強，如何使物理問題形象化是學生學習的關鍵，因此將信息技術教學應用于物理教學，無疑是對提高課堂效率，改善課堂氛圍，展示先進的時代氣息有著很大的積極意義。因此要發揮信息技術教學有利的一面，以期取得更好的教學效果。在高新技術密集時代借助高科技實行多媒體教學，不僅是一種教學趨勢，而且是一種新的教育理念。如何把信息技術在中學物理進行有效整合，又如何定位呢？下面我就信息技術輔助教學與中學物理教學中的作用和存在的一些問題談一談個人的看法。
　　一、中學物理教學中信息技術的應用現狀
　　多媒體已經成為當今教學領域的熱點，它以文字、實物、圖像、聲音等多種途徑向學生傳遞信息，以生動直觀的形象，幫助學生建立起概念與表象之間的聯系，建立起各種感覺器官之間的聯系，使課堂教學更加多樣性、生動性、實效性、先進性，并給課堂教學平添一股時代氣息，極大地豐富教師教學的表現手法和形式。但多媒體教學不能喧賓奪主，否則會釀成苦果。教學始終應以學生為核心，圍繞教學目標的實現，適時合理地選取、揚長避短才是使用好多媒體的關鍵。
　　在一線教學中，我們往往看到一些相反的現象：過度講究形式以至于“逢課必用”，可頻繁地保用又形成了新的“填鴨式”變種，這種“看上去很美”的授課方式，成為學生新的負擔，時下運用多媒體進行教學儼然成了“時尚”，一旦有公開課、實驗課、教研課、評比課等，非多媒體不能登“大雅之堂”。在這種“時尚”的影響下，有的教師缺乏現代教學思想和教學理論作指導，在教學過程中只是把教材的內容通過多媒體手段簡單地再現出來，許多物理課堂演示實驗也全部借助于課件、圖片，多媒體僅僅起到“投影”、“幻燈”的作用，缺乏鮮活性、靈活性及知識的完整性。
　　多媒體應用于物理教學，對傳統教育理念和課堂教學模式的沖擊是非常之大的，但它并不排斥傳統的理論、實驗教學模式，實際運用中應把它們兩者辯證統一起來，最終實現多媒體技術與物理課程教學的科學整合。通過多媒體激發學生對物理學科學習的興趣，課堂內外參與意識會增強，對知識的理解掌握程度會加深，尤其是實驗教學，學生的實驗理解能力、動手能力、創新能力均會取得很大的進步。同時，多媒體技術應用于物理課堂教學也能鞭策教師進一步構建新的教學模式，完善課堂教學，使教學過程更具有科學性，幫助教師在課堂上更合理地掌握和利用時間，吸引學生的注意力，使學生在課堂上接受和掌握更多的知識，發展更多的能力。
　　二、反思與定位
　　（一）用與不用多媒體的原則是看是否有利于抽象知識形象化，是否能激發學生的興趣，提高學習的效率。
　　從認識論的角度看，學生對事物的認識過程的起點是對事物的感性認識。在物理科的學習中學生由于無法理解一些抽象的理論，而對物理產生一種畏懼的心理，阻礙了他們學習物理的情趣，但應用多媒體技術就可以直觀地解釋一些物理現象和規律，激發學生的興趣，提高學習效率。主要表現在以下幾方面。
　　1.可以實現抽象到具體的轉變。
　　利用多媒體輔助教學的強大的動畫功能及有關外設可以解決許多用常規手段難以表達或可見度低的實驗、物體與物體的相互作用、氣體狀態變化等一些實驗。這些畫面清晰、形象直觀并且可以瞬間定格、重復播放，既減少教師的勞動強度又使學生理解迅速、記憶扎實。
　　如在物理中《浮力》的教學時，須向學生解釋浮力產生的原因。先設想一個立方體浸沒在水中，它的六個表面都受到水的壓力，它的左右兩側面、前后兩側面，受到的壓力都是大小相等、方向相反，互相平衡，只有上下兩面由于深度不同，受到的壓強大小不同，壓力也因而不相等。浮力的產生是由下表面受到水的向上的壓力和上表面受到水的向下的壓力差。但如果使用語言和文字向學生講授向上向下壓力差，則學生理解起來比較抽象。可通過相關課件解決這一難題。該課件以動畫的形式慢鏡頭表示前、后、左、右的壓強、壓力相等，小木塊保持不動，但加載上、下表面壓強、壓力時，小木塊慢慢向上移動?；顫姷膭赢嬓Ч⒅庇^的圖形，快速有效地激發了學生的學習興趣，能收到很好的教學效果，同時為講授下一節阿基米德原理打好理論基礎，而這一切是傳統教學難以做到的。總之，讓學生在生動、形象的環境中進行學習，由此起到事半功倍的作用，達到增強課堂教學正效果的目的。
　　2.能夠實現從微觀到宏觀轉移。
　　由于條件限制，物理教學中有些物理的實驗在課堂教學中無法演示，學生只能從理論上了解。像原子物理這部分內容，學生理解不深刻、記不住。我們可以應用多媒體的三維動畫進行動態的模擬演示，把中子、鈾核等用不同顏色區別，讓中子撞擊鈾核，伴隨著一聲巨響，看到裂變過程。當學生受此震撼時，其內容自然記憶深刻。
　　因而，應用多媒體課件讓枯燥的物理理論得以升華，形象而又直觀的過程誘發學生的學習的動機，使學生變被動為主動，從而更加崇尚科學，對物理學科的學習產生濃厚的興趣。對于這類問題，我們提倡使用。
　　（二）多用與精用的標準是看是否有利于學生創新思維的形成。
　　步入新課改，我們擁有最先進的信息技術，我們不斷深化建構主義的學習理論，但不可否認學校中的物理教學至今還沒有因為使用技術而產生根本變革，一個最主要的原因是信息技術未能整合于物理教學之中。整合勢在必行，且要注重實效。下面我就結合高中物理教學特點和自身的一些實踐經驗粗略談談如何利用信息技術的潛力，設計有效的學習環境，支持和促進學習者的思維尤其是創新思維活動的。
　　創新思維活動。物理教學的活力源于活躍的思維。許多學生抱怨物理太難理解，許多教師埋怨學生思維不夠活躍。其實這是同一個問題，也是由于傳統教學而必然體現的一個問題。例如，學生學習牛頓第一定律以后能默寫相應的概念公式，能運用公式演算簡單書本例題，或能用這個定律揭示生活中的現象，抑或解決以前沒有遇到過的問題。但是這些思維活動所體現的主動性和創新性是有一定差異的，因而表現出不同的水平，從較低水平的思維到高水平的思維。我們可以參考布盧姆提出的教學目標分類學來分析思維活動的水平。布盧姆把認知領域的學習目標分為從低到高六個層次，即知道、領會、應用、分析、綜合、評價這六個層次的認知學習目標包含了不同水平的思維活動，從簡單的知識記憶一直到最高級的批判性評價。由此我們可以大致把知道、領會和應用三個層次所涉及的思維活動稱為較低水平的思維，而把分析、綜合和評價三個層次所涉及的思維活動稱為創新思維。
　　在教育技術領域，只有為數很少的教育資源是為創新思維活動而開發的，因此激發和促進學生的創新思維是新型教學模式和教育技術的一個重要使命。
　　1.信息技術輔助教學作為認知的手段。
　　數據庫、電子表格、網絡軟件、多媒體/超媒體（超媒體是超文本和多媒體在信息瀏覽環境下的結合，包含文字、圖形、圖像，動畫、聲音和電視片斷，這些媒體之間用超級鏈接組織）制作工具、計算機軟件系統、協作知識建構環境、微型世界學習環境等。這些工具可以作為學生的認知伙伴，引發、支持和促進他們的創新思維活動。
　　2.以信息技術促進創新思維。
　　一旦信息技術作為認知工具進入到學習活動中，認知工具便與學生建立了一種認知伙伴關系，雙方各自分擔了一定的認知任務。
　　比如我們在教學中曾嘗試學生利用溫度傳感器及其支持軟件來研究自行車車胎在打氣和放氣時的溫度變化問題。學生將溫度傳感器連接到計算機上，啟動DateStudio軟件，就可以“讓”傳感器和計算機來采集溫度變化數據，記錄存儲下來，并通過數據表格和曲線圖表現出來。教學效果相當好，給學生留下了深刻的印象。傳感器和計算機作為認知工具分擔了大量的繁瑣、機械的任務，而這并不是減少了學生的責任，相反，他們要用更多的精力完成更多更高水平的認知任務：確定研究問題、規劃研究思路、確定研究方法、洞察數據背后隱藏的模式和趨勢、解釋和評價研究結果，等等。認知工具不會降低學生的認知加工任務，讓學習變得更輕松，而是要讓學生付出更高水平的努力，完成更高級、更核心、更富有挑戰性的認知加工任務，對學科內容進行更活躍更有效的思維加工活動。
　　（三）如何使用和用好信息技hbT2zYpazpxgl/+IjxVIIQ==術仍需要我們付出更大的努力。
　　1.加強技術培訓，建立高素質的物理教師隊伍。
　　2.走素材資源庫和教學平臺相結合的新思路。
　　3.通過教研提高物理教師的業務能力。
　　（四）從建構主義的觀點重新“構建”我們的信息技術輔助教學。
　　脫離了先進的信息技術，精彩的教學設計只能望洋興嘆，脫離了現代教學理論再新型的教育技術也只能是濫用，無法發揮其應有價值。因此利用學校的數字物理實驗室，再結合建構主義學習理論，主要的反思基于以下一些方面。
　　一是對建構主義的理解。建構主義學習理論主要是以皮亞杰、維果斯基等的思想為基礎發展起來的，與客觀主義相反，建構主義者認為對事物的理解不是簡單由事物本身決定的，人在以原有的知識經驗為基礎來建構自己對現實世界的解釋和理解。學習是一個積極的意義建構過程，教學并不是把知識經驗從外部武裝到學生的頭腦中，而是要引導學生從原有的經驗出發，建構起新的經驗。二是基于建構性學習基本結構上的信息技術輔助教學設計。促進創新思維活動的教學設計思路及新型的教育技術產品在其中的應用主要包括以下幾點。①以真實的問題情境激發創新思維，多媒體、超媒體技術往往為真實的問題情境呈現提供有力的工具；②以可操縱、可觀察的交互性環境支撐創新思維，計算機模擬、建?？梢詾閷W生提供開放的探究發現環境；③以豐富、開放的信息資源支持創新思維，網絡為教學提供了一種新的功能強大的、集成性信息傳遞媒介；④以建構性互動促進創新思維，通過局域網絡組建學習共同體，讓學生圍繞問題進行深入討論、交流和協作，這是促進創新思維的一種重要途徑；⑤促進學生對思維過程的自我監控。
　　總之，若要教好中學物理必先提高學生的思維水平，利用信息技術來促進學生的創新思維是當前教育技術研究的一個重要課題。但是對于信息技術輔助教學在物理教學中如何定位，我結合個人在一線教學中的思考和產生的新的理解，把信息技術整合到物理教學當中，以期達到提高學生的學與教師的教的有效性的目的。
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