高校物理課程優化中信息技術的應用研究

張枝芝，黃靜靜

(黃河交通學院，河南 焦作 454950)

0 引言

信息技術是利用計算機、網絡等軟硬件，對文字、圖像、聲音等各種信息進行加工處理后再存儲使用的技術的總稱。在教育領域，傳統的教學模式正在被以網絡為中心的信息技術多媒體教學模式所取代。“大學物理”是大學期間一門重要的基礎課程，隨著教學改革的不斷深化，大學物理教育也很有必要加快改革的步伐，以便更好地適應學生的發展需要，本文分析了大學物理課教學的現狀，提出了信息化教學在大學物理教學中的具體應用。多媒體教學內容豐富，方式靈活，可以激發學生學習興趣，有效地突破教學難點，起到事半功倍的效果。信息技術正在成為創造思維的源泉，使一些想法付諸實際。

1 大學物理教學的現實狀況和問題

傳統的教學是以教師為中心的授課模式，教師利用課件或板書，或者結合簡單的教具進行知識點解說。這種方式互動性不強、反饋不及時，教師不能及時掌握學生知識的獲取情況。該模式往往忽視學生的參與度，學生的學習較為被動，不能發揮其主觀能動性，導致教學質量不高。

現代大學的物理教學仍是以教材為中心，以書本作為知識載體。教材教輔更新周期長，最新的物理知識不能在教材教參中體現，知識與社會發展不相適應。大學物理教學一般都是圍繞經典物理知識進行授課。在信息技術日新月異的今天，開放式的教材和教學內容是必需的，引導學生利用信息技術掌握前沿知識是當今大學的首要任務。

物理學是一門以實驗為基礎的自然學科，物理的教學過程也是研究物理現象的過程，學生對物理學的學習要通過構建物理模型、依靠物理現象來進行更加直觀的理解。在教學中，信息技術能模擬出物理過程和實驗結果，動態展示實驗現象，能將漫長或瞬間的演示實驗變得可控、有序。

信息技術在物理教學中，一般限于PPT，FLASH等工具的簡單使用。更有部分教師認為講解物理的邏輯推導過程，用板書一步一步地講解比課件展示的教學效果要好很多。教師要轉變教學觀念，不能只滿足于講解教材上的內容，學生也不應只滿足于考試過關。

2 計算機信息技術給物理教學注入新的活力

2.1 利用多媒體等信息技術教學，有利于學生集中精神獲取知識

經心理學家特瑞赤拉的實驗證明，人類從外界獲取的信息中，83%是通過視覺，11%是通過聽覺。由此可見，在教學中使用視覺和聽覺的重要性。顯然，多媒體教學所傳授的知識信息量要遠大于傳統的板書教學。利用信息技術的多媒體教學，使抽象的知識變得直觀，有立體感。比如：用多媒體課件播放伽利略的比薩斜塔實驗，學生感受深刻；利用多媒體還原牛頓管的現象，課堂效果會更出色。

2.2 信息技術的應用有利于提高教學效率

以“粉筆+黑板”為主的傳統教學中，比較困難的是教師用何種語言何種方法進行講授，才能使學生思維達到最佳狀態，進而提高教學效果。信息技術的應用可以最大限度地增強教學媒介的表現力，可以將一些物理理論的應用、現象的總結、相關知識的拓展做成幻燈片或網頁，從而提高教學效率。比如伽利略認為自由落體是初速度為零的勻加速直線運動，采用多媒體教學，通過觀看視頻將整個實驗的過程展示給學生，加深其對知識的理解，還解決了沒有頻閃相機進行驗證的難題。

2.3 以多媒體為中心的信息技術改變了教學環境

新型教學模式指學生探索、交互指導。在教學過程中，針對選定的主題，將學生分成小組，開展合作學習。這要求小組自我分工、文獻查詢、知識匯總、分析梳理、交流討論、形成結論，完成寫作，最后進行成果展示，師生共同點評成果。在這個過程中，使學生真正成為知識意義的主動發現者。在信息化教學過程中，教師角色中部分“輸送知識”的作用將由網絡替代。教師的角色逐漸轉變為“課程的組織者、情感的支持者、學習的參與者、信息的咨詢者”，利用計算機網絡創設一個既虛擬又現實的情境，使教師更方便地進行角色互動，學生也可發揮自身的主動性、積極性和創新精神。

利用現代信息技術可以構建多種形式的教學環境，如多媒體綜合教室、多媒體計算機網絡教室、電子閱覽室、基于互聯網的遠程教學系統、網絡微課堂等。在課堂教學中應用多媒體技術、網絡技術和虛擬現實技術能夠創造和展示各種接近現實的學習情境，把抽象的知識與現實生活結合起來，激發學生的思維。這不僅是一種教育形式的改革，更是一種教育的辯證思想[1]。

2.4 利用網絡技術建立局域網，實現資源共享

在校內建設網站，通過上傳下載資料，實現信息資源的綜合化。同學科的教師可以構建一個大學物理的學習版塊，教師可以留言討論，和學生互動，針對學生的個性特點“因材施教”，做到一對一指導。網站可由同學科教師、學生來維護更新，其勢必會成為一個強大的大學物理教學基地。網站的建設不但有助于某一所學校教學水平的提高，而且開放的、綜合的信息資源對于提高更大范圍的學科教學水平具有積極的促進作用[2]。

2.5 將抽象的知識可視化，便于學生理解接受

大學物理學習需要利用抽象思維，把教師講授的知識在大腦中構建出來，呈現多空間模型，才能有效地理解知識。但由于學生的個體差異，理解不同，構建的想象模型也不同，會導致偏差甚至理解不正確。利用信息技術進行演示，能提高學生的思維能力，使其正確理解實驗原理，增強主動學習的欲望。大學物理所研究的對象，小到微觀粒子，大到星球天體，這些對象在教學中是不能進行現場觀察的。還有一些物理實驗，從頭到尾只是內部發生變化，難以觀察。針對微觀粒子、宇宙天體的實驗，可以借助信息技術手段讓學生更加直觀地了解到物理的奧秘。比如電子自旋共振、置子糾纏態的制備與測量等有關原子分子物理和量子物理的實驗，理論上比較抽象，實驗中只能觀察到一些宏觀的物理現象，卻難以觀察到微觀的物理過程。除此之外，在實踐教學中很多教學內容受到各種客觀條件的影響，教學成果不能被學生直接觀測到，比如：真空實驗中所用的機械泵和分子泵，教師難以用語言表述清楚其結構和工作原理。運用信息技術可以將原先較為抽象的知識具體化，將老師不能很好表達的相關內容讓學生進行更加直觀的體驗，深化教學成果，提高教學的整體效率[3]。

3 利用信息技術，實現大學物理教學改革

信息技術改變了人類學習的方式，打破了地理地域的限制，使得知識的來源更加多樣化，互通互聯，人們可以隨時隨地進行面對面的交流、討論。以網絡技術為基礎的信息技術對現實生活、生產及教育等多方面產生了深遠影響，利用信息技術進行教學更是未來教學發展的最終趨勢。信息技術教學使學習者能夠多途徑、多方法地進行知識的積累，教師能夠以創新方式進行教學。信息技術對教師來說應該像其他教學工具一樣，成為教學的重要組成部分。學生則可根據需要來選擇工具，幫助自己及時地獲取信息，對其進行分析并表達出來，以此進行知識的更新，為后續的成長和走向社會打下堅實的基礎。

傳統課堂教學具有面對面直接交流的優勢，教師在學生學習動力的提高、新知識的獲取等方面起主導作用，這是任何信息技術都代替不了的。但傳統教學在現代文明快速發展的今天已明顯不適應社會發展的需要。

在信息技術時代下，教學改革更不應該落伍。傳統教學模式已經不能有效地滿足現代課堂老師以及學生對于課堂文化和課堂教學活動的要求，面對這種情況，教師們不應被動接受，而是應該在教學實踐中大膽嘗試，找到新型的教學模式，使現代信息技術與傳統教學手段相結合，找到適合自己和自己學生的教學模式[4]。在傳統教學模式和新的教學途徑相結合之后，教師、學生、媒體、教材之間應形成良性的互動，不能過分地偏重于任何一方，這種互動應該是具有生命力的。在教師總結出新的模式之后，教師以及相關計劃的組織者也應該充分轉變自己對于教學模式的看法，傳統的教學方式已滿足不了學生的需要，教學內容應該不僅局限在課堂中。運用計算機技術能把講課拓展到計算機、多媒體互聯網等各個平臺之上，深化教學成果，提高教學效率。教學永遠沒有完美的，在總結出新的教學模式之后，相關人員也不能自滿于相關成就，要在之后的教學實踐中根據客觀的需要不斷優化相關教學模式，始終將學生的利益放在首位。

4 結語

以方便教學、有助學生接受為前提，緊扣教學內容，發揮多媒體優勢，為提高教學質量，教師要學習最新的知識，嘗試創新教學。此外，學校應利用互聯網技術、云計算、在線協作課堂等，開發出開放的數據庫網站，實現成果共享，使信息技術在創新人才培養中發揮更大的作用。