信息技術與物理課程建設融合實踐研究

王先美

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?信息技術對課程建設具有重要影響，現代信息教育化改革引導著各學科課程建設的方向。信息技術與物理課程建設融合從教學理念、教學方式、教學實踐等多個維度進行融合。根據物理課程建設的特點，提出信息技術在物理課程建設的宏觀微觀視角知識學習、物理現象展示、物理實驗模擬等方面進行有機融合。

[關 ? ?鍵 ? 詞] ?信息技術;教學實踐;物理實驗模擬

[中圖分類號] ?G712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2021）44-0202-02

牛頓、愛因斯坦、霍金都是著名的物理學家，他們的研究改變了世界。關于力學、引力以及宇宙科學的研究和發展引領現代科技不斷探索、創新。物理學科是研究物質運動、構成和作用規律的學科，物理學科的發展是人類科技發展的基礎。物理學的各種研究成果應用在人類社會化學、能源、材料、動力學、生物等多個領域。物理學是人類未來發展進步的動力。21世紀的物理學主要研究最新前沿科技，包括人工智能的多元融合、宇宙科學的發展。信息技術與物理課程的融合有利于提高物理學教學質量，為學生創造更好的學習環境，激勵學生不斷探索更多的物理學天地。

一、物理學課程建設

（一）中學物理課程

中學物理課程內容涉及熱學、力學、光學、電磁學、統計學、固體物理學等。中學物理課程是學生掌握基礎物理知識，了解世界物質運動和規律，探索物質運動的本質和各種物理現象的原理的過程，是大學物理學的基礎階段。雖然中學階段物理學課程難度中等，物理學科內容主要圍繞物質、物質之間的運動規律、力的作用、材料能源等基礎知識展開，但是中學物理學習是學生物理知識的基礎，是學生對物理世界基礎結構和常識的掌握。這些教學內容需要具有正規清晰的教學方法和理念，為學生以后深入探索物理打好基礎。中學物理課程建設方向主要歸結為：知識與技能、過程與方法、科學精神和價值觀。科學價值觀的確立是物理學重要教學目標，通過物理實驗和各種物理知識的檢驗，讓學生以科學的角度認知世界，對各種奇妙物理現象展開研究，培養探索世界的好奇心和堅持不懈追求世界真理的科學研究精神。

（二）中學物理課程建設

中學物理課程改革通過課程建設，實現創新和改進。物理課程建設從學校教學模式和教學環境、教學理念和教學實驗等方面進行，中學物理課程內容分為初中物理和高中物理兩個階段，是一個循序漸進的物理學教學過程。教學理念創新和改革要求信息技術在教學領域的融合，從信息化、數字化、智能化角度教學。

信息化、人工智能、大數據應用為教學條件的改革和創新提供良好的科技基礎，結合國內最新前沿科技，不斷探索物理學科課程建設的方向，提高學校教育質量。利用互聯網平臺將物理課程教育資源進行共享，連接更多互聯網的趣味創意課程教學資源，為學生打造全新的網絡教學空間。

二、信息技術在物理課程建設的應用

（一）信息技術發展

信息技術是現代科技發展的結果，包括互聯網科技、計算機技術、通信技術和人工智能等多個領域。信息技術在現代社會中的應用主要有萬物互聯的物聯技術、智能互聯的技術，手機終端的普及改變了人們信息接收和交流方式，通信技術的變革改變了人們生活、工作和社交方式。

信息技術通過多媒體發展和互聯網信息交流平臺塑造人們的學習、對話。教育改革中信息技術的應用表現在多個方面。我國教育改革在十五規劃中明確提出《信息技術與物理教學整合的模式與策略》，根據這一思想指導物理課程建設需要與信息技術融合，從物理課程教材、教學方法、課堂環境、教學手段、實驗教學等進行實踐。

（二）信息技術與物理課程建設領域的融合

信息技術與物理課程建設融合主要表現在兩個層面：一是信息技術與物理課堂教學緊密結合，成為課程建設的構成部分;二是物理學科的知識與信息技術融合，信息技術成為教學內容的一部分。

（三）信息技術在物理課程建設中的應用

物理教學采用多媒體技術將物理課程中的重難點部分通過形象演示和模擬進行教學，提高物理課程教學的技術水平，確定新的教學目標、教學方法及評測手段。信息技術在物理課程實踐中的應用表現在以下幾個方面。

1.物理課程實施的手段信息化

物理教材內容結合多媒體媒介，向學生展示更加豐富精彩的內容，引發學生思考和探索的興趣;動畫演示或者三維模擬場景的方式讓學生更容易理解物理學的復雜物理知識和規律;天體知識離學生生活較遠，學生平時很難建立起觀察的興趣，也很難記牢有關天體運行的規律和特點，通過多媒體以及信息技術，將科技前沿觀點以直觀的方式展示給學生，播放天體運動模擬視頻或者進入航空觀測視角，讓學生走近宇宙科學，拓寬學生的物理思維。

2.物理課程交流網絡化

通過學校建立對應的物理課程學習網站，通過網絡平臺建設課堂教學指導、物理課程有關知識創新、趣味實驗課程指導、國內外物理研究知識、多領域物理課程拓展和研究等。學生通過校園物理課程建設網站了解實時動態、教學內容，對物理學習有更好的理解。物理課程建設通過網站提供交流評價平臺，讓學生參與評論，給出意見，促進學生和老師的互動關系。

三、課程實踐研究

物理課程的內容包括微觀和宏觀視角，涉及的內容和原理眾多，是其他學科和社會科技發展的基礎學科。物理學科具有實驗精密性，探究事物彼此作用和運行的物理規律。課程內容實踐過程中采用多媒體科技進行課程內容展示，使學生進入視、聽、思并用的教學環境，增加教學趣味性，激發學生的想象力，增加學生課堂互動，提高物理課程教學的效率和質量。

（一）復雜物理現象、物理過程的展示

在物理教學過程中，由于學生掌握的物理學知識較差，通過信息技術教學輔助學生更好地理解和獲取有關物理課程中復雜物理過程的有關知識和演示過程。物理教案中信息技術的融合創造出立體、形象、通俗的物理原理展示，通過記錄視頻和課后播放練習的方式解答學生學習過程中的難點問題。

（二）抽象物理概念、物理規律的剖析

物理課程教學中有許多物理規律的理解和應用，尤其是高等數學的物理表達公式，許多學生掌握、應用得不牢固。采用信息技術融合方式，針對不同學生進行針對性的輔導教學。以物理學中物理規律知識點掌握為例，通過信息技術手段了解和測評學生的學習水平，指導學生了解有關的物理規律，突破教學難點。

（三）宏觀視角和微觀視角的知識學習

學校教學和生活環境處于中觀物理層面。物理教學涉及的宇宙天體有關知識、微觀視角電子、原子以及看不見的電磁場、作用力等，知識教學通過信息技術更加簡便、直接地展示出來。物體之間的電磁波通過實驗進行觀察。生活中看不見的光學折射原理都是我們生活中肉眼無法輕易發現的事件。為了化解宏觀與微觀視角引起的認知沖突，需要借助互聯網仿真軟件和多媒體，將物理教學中比較抽象的知識進行模擬和演示，使學生更好地理解。

（四）實驗過程中難做實驗的模擬

物理教學的各種規律和原理通過大量真實、準確的實驗過程完成驗證。物理教學需要建立正確的科學研究方法和世界觀。物理教學不但需要通過實驗完成物理知識的驗證，還需要教育學生遵循科學方法進行物理知識探索。

傳統教學方式中實驗器材和實驗過程比較落后，引入信息技術，采用3D模擬和演化，利用信息世界的豐富資源進行實驗。實驗過程準確記錄各種變化和參數，采用軟件進行驗證，通過系統仿真程序完成實驗設計、實驗運行到實驗結果驗證。

四、結論

物理課程建設與信息技術的融合是現代教育改革的重要方向。不斷更新的信息技術已經延伸至社會科技創新、物理知識研究和社會生產的各個領域。信息技術與物理課程建設的融合是一項系統長期的工程。

物理課程內容的設置既包括物理理論學習和實驗學習，又包括物理學研究方法和科學精神的學習。中學物理課程涉及物理基礎知識理論和物理探索基本技能、物理發展的前沿科技成果和研究理論。物理學研究是多學科互相滲透的結果，讓學生掌握基礎物理知識，樹立科學的世界觀，了解物理學帶給世界的改變和科技進步取得的發展。

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◎編輯 栗國花