信息技術與中學物理教學整合的實踐初探

信息技術技術的初步知識包含中學物理內容中，物理教師對信息技術掌握較通常較其它學科教師全面，所以物理教師更應積極地進行信息技術與學科教學整合的實踐。新課程改革的要求是培養全面的、高素質的學生。要求使全體學生都得到全面的、積極主動的發展。在教學實踐中將信息技術與課堂教學進行良好有機的整合，是調動學生參與學習活動的熱情，使學習過程變得生動活潑的一個好辦法。信息技術能夠把微觀世界和宏觀現象通過視頻、動畫等形式展現出來，降低了學習難度，增強了教學的直觀性，激發了學生學習的興趣；在信息化和網絡化的條件下教學能夠突破時空和地域的界限，能有效地組織協商活動，培養合作學習精神和自學能力等。

1 實踐與體會

1.1 虛擬實驗與傳統實驗教學整合

新的課程標準重視信息技術與課程的整合，物理課程作為一門以實驗為基礎的學科，實驗在物理教學中有著重要的作用。虛擬仿真實驗是利用當今先進的計算機技術，進行模擬實驗，從而達到降低成本，提高效率的目的。它使實驗不再受時間空間的限制，解決許多學校因設備欠缺而無法開展實驗的問題，保障教育質量方面起著重要作用。虛擬實驗與傳統實驗教學的整合，一方面要發揮它們各自的優勢，強化實驗教學過程，同時又借助于實驗為載體，促進學生學習并應用信息技術解決實際問題；另一方面突出學生的學習過程，有效地培養學生的學習能力和綜合素質。

例：登錄河南教育資源網下載金華科仿真實驗平臺，仿真實驗物體在重力作用下的運動。自由落體運動、平拋運動都可以歸結為在重力作用下的運動。在教學中先用傳統實驗讓學生大致了運動軌跡，再用仿真物理實驗室來搭建這個模型。

用“創建模板”創建兩個小球，放在同樣的高度（即設置它們的位移y相同）。給其中一個小球設置一個水平的初速度Vx=15米/秒，另一個的初速度設為0。在實驗環境設置中選中“考慮重力作用”。《仿真物理實驗室》中提供了一種閃照的數據輸出方式，在這里很適用。在小球的屬性設置中可以設置相關的閃照屬性，也可以設置在閃照時刻輸出實時的速度數值和矢量。

通過查看數據，分析對比這兩個運動，我們可以清楚的看到在y方向上它們的運動是相同的，都是勻加速直線運動。在x方向上一個靜止，另一個是勻速直線運動。可以得出結論：平拋運動是垂直方向上的自由落體運動和水平方向上的勻速直線運動的合成。

x=Vx*T

{ y=-1/2g*T2

1.2 有利于突破教學難點

信息技術能建立虛擬學習環境，創設新情景，變抽象為具體，變靜態為動態，將微觀過程進行宏觀模擬，把宏大場景作縮微處理，對瞬變搞定格分析，化枯燥為生動。在信息技術環境下教學，能有效降低了學習難度，使教學難點得以順利突破。如在電磁振蕩過程中，LC回路中通過線圈的電流強度、電容器兩極板間的電壓、電場能、磁場能都作周期性的變化，傳統的演示實驗只能讓學生觀察到串聯在電路中的電流表指針左右擺動，不能觀察到電流、電壓、電場能、磁場能的具體變化特點及它們之間的關系，利用動畫就可以形象動態地展示出各量的變化過程，使學生看到電流、電壓、電場能、磁場能是怎樣逐漸變化的。并可以同時用單擺作簡諧振動時重力勢能和動能的相互轉化來類比電磁振蕩中電場能和磁場能的相互轉化。

電子白板中的學科工具使得在教學中可方便組成模擬實驗，信息技術的應用正在成為一種生態傳統的教學模式，因其信息傳輸通道狹窄單一、信息容量小、傳輸速度慢、效果差而必須改變，而信息技術不但可以將多種信息傳輸手段作用于學習者，還可以變微觀為“宏觀”，變抽象為“具體”，同時調動視、聽、說等多種感官，形成合理的教學過程體系，使學習者在最佳的學習環境中學習，使之達到教學的最佳效果。同時這種多感官刺激作用，有利于學生注意力的長期保持和獲取知識。再有，信息技術能動態地、對比地演示一些物理現象，可以有效地控制變化的速度，調節快慢，從而便于學習者觀察和思維。中科院院士戴汝為在他的著作《社會智能科學》中寫道：“在信息時代，人——機結合的思維將會取代我們個人為主的思維方式”，他認為：“人腦和計算機都是信息處理的工具，人腦通過經驗積累與形象思維，擅長不精確的、定性的把握，而計算機則以極快的速度，擅長準確的、定量的計算，兩者充分發揮各自的優勢，又互相結合，既能達到集智慧之大成，又由于通過反饋的作用，來提高人的思維效率，從而增強人的智慧”。

1.3 有利于優化教學過程

在教學活動進程中，通過實驗研究，多媒體網絡技術輔助而進行的“人—機”交互或“人—人”交互，讓學生自主探索、體驗知識的發現和“創造”過程。不同的學生根據自己的原有水平不同程度地“創造”出知識和能力，使教學能真正做到尊重學生的個性差異，做到因材施教。每個學生通過努力，都有能在自己天賦所及的范圍內得到最優化的發展。

例如在學習《電壓》時，學生對“電流的形成”往往不易理解。通常用水壓類比電壓，此時可利用動畫演示：當水管兩端存在壓力差，打開閥門時可見嘩嘩的流水從高處向低處流動，從而明白水壓是形成水流的原因；接著又在計算機屏幕上以鮮艷的彩色圖像展示出電源兩極自由電子的濃度的不平衡，再以生動的動畫效果模擬出自由電子沿著導線從電源負極向電源正極的定向移動。進而理解電壓是形成電流的原因，電源的作用是在電路中形成電壓。逼真的動畫效果、聽覺效果和視覺效果的融洽，學生眼耳手腦全部調動并聚焦于一點，達到了教學的最優化。

又如，在學習橫波與縱波時，光靠口頭講解或展示掛圖，學生還是不易理解，而計算機屏幕顯示的動畫卻能使學生一目了然。因此，所謂“整合”就需要在信息技術支撐的新的教學環境中重新對教材教法進行深入的分析，以決定信息技術使用的原則和方法。

計算機以其獨特的功能創造良好的思維情境，培養能力，發展智力，教師、計算機、學生形成一個有機的組合。教師通過計算機教懂、教準、教活、教精，又促使學生樂學、善學、勤學、活學，師生共同進入教與學的自覺狀態和最佳狀態，增加了課堂教學的活力，優化了課堂教學過程。

1.4 有利于提高教學效率

利用計算機多媒體技術可以做到高密度的知識傳授，大信息量的優化處理，大大提高課堂效率。圖形不是語言，但比語言更直觀和形象，比語言包容的信息量更大。動畫又比圖形更高級地輸出信息，利用文字閃動，圖像縮放與移動，顏色變換的手段，不僅容量更大，速度更快、效果也更好。聲、光、電的多媒體軟件因其信息傳輸通道寬闊多樣，容量大，速度快，效果好，使得加大教學密度井非難事，這是因為課堂時空和師生的思維被信息技術拓寬和延長了。

2 整合中存在的問題與應有的對策

2.1 教師更新教育觀念提高信息技術素養

教師的角色是教學信息資源和教學媒體選擇者，學生學習建構的促進者和良好情操的培育者，所以教師不僅要有豐富的專業知識，還要掌握多媒體技術和課件的制作，同時教師對課堂中可能會出現的情況要有一定的預見性，也必須對教學信息資源進行精心設計、策劃，這對教師也是巨大的挑戰。要求教師要提高自身的信息技術素養，積極參與到信息技術時代的教育的革新中，大力開展信息技術與課程整合工作，探索信息技術促進教育管理的創新，研究信息技術促進學科教學創新、給學習帶來革命性變化的方式與方法，探索教學資源、工具軟件建設的方向與途徑，提升教師教學信息化能力。

2.2 虛擬實驗是為了強化真實的實驗功效

計算機模擬物理實驗具有形象、生動、直觀、經濟、有交互能力和使用方便等優點，甚至使學生能像科學家、技術專家那樣進行科學研究，進行產品設計，進行一些在實驗室難以操作的實驗，從而使學生獲得進行科學技術活動的經驗，但也存在著明顯的欠缺。在虛擬實驗中，一些感覺特別是嗅覺、味覺和觸覺，學生是無法體驗的，加上模擬實驗的其他不“真實”性，學生也就不能形成對整個實驗的正確感知，長期使用這種計算機模擬實驗室實驗勢必造成學生對物理實驗的感知缺陷。學生在這種不“真實”感性認識材料基礎上形成的物理概念、理論也必然會出現偏差，也不利于培養學生耐心、機警、細心、耐挫等良好的心理。因而，計算機模擬實驗不可能代替學生動手做實驗，更不能使學生獲得實驗的基本技能，兩者之間能否有效協調將影響實驗是否能達到功效最優化。這就要求老師要盡可能的做好演示實驗，對于一些不能達到理想要求也應先做后模擬。更不能以模擬代替學生分組實驗。

2.3 教師不是放映員，是課堂教學的組織者、引導者

多媒體給課堂帶來很多好處，但同樣帶來了嚴重的問題。原來老師在課堂上面講課，滿黑板抄板書，學生在下面抄聽課筆記，學生的聽課幾乎是左耳進，右耳出，中間留住一點點；現在上課不用板書了，改按PPT，教學內容30秒一屏，學習內容在眼前一晃就過去了，結果是五彩繽紛的多媒體信息包圍學生，令人眼花繚亂，學生也來不及抄了，課堂的密度是增加了，但是學生的思維弱化了。教師變成了一個課件放映員，師生均淪為信息技術的奴隸。如何才能超越技術呢？解決技術對人的奴役的根本途徑在于技術和人和精神的融合，創造新的秩序、范式與文化。利用多媒體的優勢，給學生學法的指導，充分調動學生的思維，促進協作學習，引導探究學習。在信息技術環境下認真研討新課程標準，細化學習目標，實踐三維學習目標，信息技術的應用突出重點和突破難點上。

作者簡介

張友建，河南省商丘市虞城縣教育局電教館館長，中學物理中級職稱。