利用信息技術深化物理教學

于曉丹

中學物理教育要求全面培養學生的觀察、分析、比較、歸納和實踐的能力。充分利用現代教育技術，即以計算機為核心的多種教育媒體及教學設計的理論和方法的應用，可克服傳統課堂教學的不足，輔助和優化課堂教學過程，以多媒體的強大功能來豐富完善教師的教法，使學生的學法得到培養和發展，以達到提高物理課堂教學質量，發展學生素質的需要。

一、信息技術與研究性學習相結合

物理教學的最大特點就是培養學生的能力。能力的培養和提高離不開一定的知識面。為了擴大學生的知識面，教科書中都設置了一定量的閱讀材料，有的還提供了網址，便于學生查閱。在日常教學中，結合課程標準和教材要求，教師提出一些參考性的研究課題與略策，并提供一定的學習材料，或給出主題網頁，或指導學生上網查閱相關資料，或組織實地考察和調查，開展研究性學習，通過撰寫小論文，再進行課堂交流。學生的協作學習、教師和學生的互動和合作、學生和家長及社會的互動，可以達到擴展閱讀，豐富學生的知識，培養學生從網絡獲取信息、篩選信息、加工信息和協作學習能力的目的。這一層面的應用，一般難度不大，學生也十分愿意實踐。例如物理教學中關于人造衛星，火箭，黑洞，傳感器，太陽能電池原理與應用，傳感器的分類及其應用，磁性材料，磁與生物等研究性學習課題。通過研究性的實踐活動，可積累一定的素材和學生作品，掛靠在班級網頁或學校網站上，為校園網提供豐富多彩的學生學習材料，為下一屆學生開展研究性學習提供參考。

二、信息技術與物理實驗教學整合

（一）發揮演示實驗作用

物理是一門以實驗為基礎的學科，實驗教學和演示實驗是中學物理教學的重要一環。豐富多彩、生動有趣的實驗是物理實驗教學的特點，利用實驗課不僅可以讓學生記住某些相關結論、實驗步驟，而更為重要的是能夠使學生透徹理解并且完全掌握產生實驗結論的過程。在普通物理課堂的演示實驗中，由于受到常規實驗儀器本身的限制，實驗效果常常不如人意。而通過多媒體技術模擬實驗的輔助，模擬一些重要的，但在現實實驗環境下難以完成的一些物理實驗，則可彌補常規實驗儀器的不足，提高物理實驗的演示效果。

如凸透鏡成像規律實驗，按傳統實驗方法進行演示時，由于常規實驗儀器的限制，現象不是很明顯，致使學生對凸透鏡成像的特點不甚理解，并產生迷惑。此時若改為采用多媒體技術進行凸透鏡成像規律模擬實驗，整個模擬實驗過程流暢、直觀、明了，可使學生對該實驗有一個清晰完整的認識。

由此可知，通過信息技術與物理實驗整合，可以突破常規實驗儀器的局限性，所以我們應當充分發揮信息技術的特長，對那些難以觀察到的、復雜、困難的實驗進行模擬和提供幫助，成為常規實驗的補充，并把兩者結合起來，使實驗教學上升到一個新的層次，從而有助于學生發現規律、獲得知識，提高學生的科學文化素質和實驗技能水平。

（二）發揮學生自主探討性實驗作用

在傳統物理實驗室，一方面由于怕發生意外和造成實驗儀器的損失，有許多實驗室的規章制度，對學生有諸多限制；另一方面由于實驗環境和實驗條件的限制，實驗結果往往和物理理論不一致，甚至出現相反的數據，這一切無不暴露出了傳統實驗室的弊端。

讓學生在網絡環境下進行虛擬實驗室操作，以自主模擬實驗為基礎進行多媒體教學，則可以解決這一難題。

如在上傳統電學實驗課時，教師通常會告訴學生，電流表的接線柱不能接錯、電壓表不能超過量程，電池組不能短路等。

很多實驗不允許學生自己操作，這些規定無形中扼殺了學生的創造性思維，而有些學生自主意識很強，常常會進行一些“地下操作”，最終損壞了儀器。然而，須知這些“破壞性”強的學生實際上很可能是動手能力、創造能力強的學生。在網絡環境下，倡導學生自主探討性實驗，既可保護儀器又能培養學生的創新能力，并能把很多傳統實驗做不到的效果一一再現。學生在網絡技術環境進行多媒體實驗操作，通過網上人機對話，學生可以一邊操作一邊在網上暢游，獲取新知識，或與其他同學交流。如果學生在網絡虛擬實驗室遇到問題，還可以通過網絡從其他同學那里獲取相關信息，進行討論，讓學生自主學習，并自主觀察模擬實驗，從而掌握學習成果和學習方法。

虛擬實驗室為學生提供了全方位的開放性的操作環境，使學生在課堂上實現了在虛擬世界的真實體驗。信息技術與物理實驗教學整合，能夠培養學生自主模擬實驗、觀察實驗，并歸納、總結，抽象成所需知識的能力，從而學會學習，使學生主動地獲取物理知識，發展能力，并促使他們建立科學的世界觀。

（三）物理課程整合設計中應注意以下問題

1.“傳統”物理教學強調“以實驗為基礎”仍然是正確的

在物理教學中推進“信息技術與課程整合”，必須包括學生實驗和演示實驗。物理學是一門實驗學科，如果以信息技術與現代教育技術來取代實驗則違背了教育的基本規律。

2.適時應用，注重優化

對于實驗基本清晰的，要堅持做好實驗，不能用“虛擬實驗”代替真實。現代信息技術的優勢可以在科學模擬的基礎上疊加分析性信息，也就是提供由形象思維到抽象思維過度的橋，使得學習者更深刻地理解客觀物理規律及其應用。“彈簧振子的動力學分析”“牛頓第二定律的應用”和“電磁感應”等是這類例子。

對于實驗不夠清晰的，需要用科學動態模擬補充。在“補充”之前還是先要做實驗的。“波的疊加”“波的干涉”和“帶電粒子在電場和磁場中的運動”等課題是這類例子。

對于中學不可能做出的實驗，可完全用計算機科學模擬和視頻資源來支持教與學。“氣體分子運動”“α粒子的散射”等是這類例子。

在“整合”研究中根據物理學科特點，要重視真實實驗與計算機科學模擬這兩種信息技術的“整合”，還要注意“信息技術”與現代教育理念、教學方法研究的“整合”。

隨著信息技術和物理學科教學整合的發展，將信息技術引進教育領域將給學生、教師、學校帶來一個新的教學模式和新的契機，但同時也應看到，信息技術和物理教學整合是一個新興事物，還有許多問題需要我們去研究、探索。但我們確信信息技術在和學科教學中整合中將大有作為。