信息技術與高中物理教學整合的實踐與思考

葉家春

摘 要：信息技術與課程的融合，是指在課程教育過程中將計算機技術、信息系統教學資源、信息技術方法、人力資源與教學內容有機整合，共同完成課程教學任務的一種全新教學模式。在我國實施新時代基礎教育教學改革過程中，將信息技術與課程融合的意義很大，兩者之間有著密不可分的聯系，其承載著傳統教育模式的繼承與變革能力，是有著獨立特色的新教育類型。通過運用信息化手段積極地變革課堂管理模式與教學方法，是一個全新的教與學的教學方法，旨在以學生為主體，通過充分調動學生的主動性、積極作用與創新能力，讓學生真正掌握所學知識。此種教學方法的運用主要是為在學生自主掌握專業知識的過程中，訓練其知識能力和創新能力。本文從信息技術與高中物理整合的重要意義著手，對現階段信息技術應用于高中物理教學中的問題進行分析，并探究解決教學中所出現的問題，旨在為日后相關人員對此方面問題的研究提供參考性建議。

關鍵詞：信息技術;高中物理教學;教學整合

信息技術與物理的融合，其本質就是要轉變課程中的思維表現方式、教學方式、復習方法，以及與教師互動方法。在高中的物理問題教學模式過程中，以信息作為主要教育手段，實現了信息與物理的融合。傳統教學方法的主要問題是，學生讀書趣味缺乏，認識面狹隘，分析和解決問題能力不足，并且動手能力低下，這些問題已經成為目前高中物理學課程迫在眉睫且必須克服的主要問題。將信息化融入學物理課堂，作為物理學科教學的一部分，能夠有助于學生了解現代信息化環境，增進物理學科教學內容和真實世界的聯系，改變學生的學習方式，促進學生的發展。筆者所在區域進行的信息技術2.0提升工程、一師一優課等活動，在此背景下筆者主持了課題“信息技術2.0應用能力提升工程背景下物理教學研究與實踐”，通過課題開展與實踐加強信息化在物理教學流程中的作用，有著很大的現實意義。

一、信息技術與高中物理融合的重要意義

首先，將信息技術與高中物理學學科進行融合可以有效推動學生教育方式的轉變，而物理學學科與信息技術的融合，就要求物理教師做好準備工作，不只是備教材、備學生，還需要備教育與技術上的融合[1]。而完美的融合可以給學生一種美好的體驗，首先，可以調動學生的學習積極性，提升課堂效果。完美的融合還可以激發教師的工作熱情，提升教師的專業水準。其次，推動了學生學習方法的改變。物理學科與信息技術的融合，能夠讓更多的學生積極、主動地學習，更可以彰顯教師因材施教的原則。豐富了學生的學習方法，也提供了學生更多的復習時間和更大的復習空間。再次，促進師生之間的互動性[2]。物理學科和信息技術的融合，為師生之間交流合作創造了橋梁與紐帶和全新的溝通方法。合理的融合，讓物理教師教和學生的學并非傳統意義的教學，而是學生在自主練習、不斷交流過程中，借助教師的指導實現了更深層次的學習目標。最后，變革了課堂教學的表現方法。傳統課堂教學主要是以黑板、粉筆、書本等為課堂的主要表現方法，對感官的影響較小。而物理學科和信息技術的融合，使課堂有了全新的表現方法，對感官的影響角度也是多方面的，更利于信息的輸入，以及學生對信息的收集、甄別與處理能力。

二、現階段信息技術應用于高中物理教學中的問題

（一）信息技術與教學內容之間的結合性較差

從課程融合的層面分析，目前信息技術和物理學科的融合還處于較為傳統的多媒體輔助課程階段，發揮的功效單一，強大的功能并未獲得真正的實現[3]。信息技術在實際使用過程中，還只是一個新興的教育手段，輔助的是教師的教而不是學生的學，其強大的認知手段尚沒有真正發揮作用，教育整體水平還很低下[4]。

（二）過分運用軟件，整合效率低

CAI對教師們而言較為熟悉，在世界各地的教育實驗中此軟件系統也都在充分發揮著各種各樣的功能[5]。但由于社會對教學軟件需求的增加，和全國各種不同類別應用軟件評選活動的質量提高，逐漸產生了重視教育精品軟件，而忽視教育實用型軟件產品的情況[6]，導致出現了教師用好幾個月或者更長的時間來制作開發精品軟件參評，忽略了其實質意義。

（三）學校硬軟件資源條件不足，教師信息技術素養有待提升

從學生視角來看，盡管大部分教師掌握了基本的計算機操作能力，但技術水平很低，獨立設計教材的水平非常有限，特別是在信息技術與物理學科融合的要求下課程設計能力顯然欠缺，且應用現代計算機技術方面的研究成果、學術論文、科研課題、開放課程等技術水平普遍較低，這是影響信息技術與物理學科融合的重要障礙。

從師資方面來看，教師已經從觀念上開始信息技術和物理學科的融合。但對融合的含義、目標、方法、路徑，以及一些問題的理解都不深刻，且有一小部分教師對現代計算機技術與物理學課程中的融合還抱不完全肯定心態[7]。

三、信息技術與高中物理整合的有效途徑

（一）利用網絡資源整合教學課程

互聯網的發明與運用凝結著全球人民的才智與貢獻，其內涵豐富程度與使用的便利程度是過去的人類社會所難以想象的[8]。互聯網資源對物理素質教育而言，其存在價值不僅是指存于各服務器之內的資源及其豐富多彩的信息內容，還因為互聯網是一個互動和交流的平臺，公正、靈活、公開的特性。有的教師和學生在網絡上創建了自己的網頁，以專門獲取并發布物理學教育資源。在此過程中，教師和學生不但提高了自身對物理學進行教育與學習的能力和品質，更關鍵的是自身已經在進行教育與學習過程中獲得了新知識，進而為網絡提供了新資源，為其學習過程帶來了方便。

例如，在教學之前運用，在“能量與持續發展”這一單元的學習過程中，教師可以運用問題促使學生運用網絡進行知識的整合，由于相關知識涉及的知識面較為廣泛，因此教師需要根據相關知識引導學生，開展能源與可持續發展的實驗和調研的專題探究，讓學生在實際學習過程中利用網絡進行相應知識的探尋。使得學生能夠對資源能源，以及生態環境等有著充分的理解和認知。

（二）利用多媒體整合教學課程

隨著網絡以及多媒體的快速發展，更多的教師開始在課堂中使用新的網絡科技和多媒體，不少地區和學校都加大了對教師的應用知識培養和多媒體資源庫的建立，并提供了大批內容動態、直觀的優秀教材，這極大地提高了課堂的效果，而且從某種程度上也在改變著傳統的課堂管理模式[9]。多媒體教學已經成為一個獨特的教育載體和手段，創造了學生更多自主學習的機會。此外，基于多媒體的高效性，在課堂上學生也將掌握更多的交流、提問的時機等。多媒體的出現在客觀上促使教師形成了終身教學的習慣，從而促進了教師、學生、課件作者和媒體人之間的良性交流，加快了教師教學向現代化發展的步伐。

例如，在魯教版高中物理選擇性必修第一冊教學過程中，開展“能量守恒定律”的講解過程中，教師可以不用再局限于傳統講法，為促進學生的理解，在教學期間，教師可以集合多媒體技術開展教學設計和演示實驗，啟發學生討論其中的現象，促使其自主總結其中的規律，進而促使學生理解和掌握物理規律。教師可以先播放車輛相撞的視頻，讓學生利用之前學過的知識判斷此種現象屬于哪類碰撞，運用帶著問題觀察視頻的方式開展知識的導入，增加師生之間的良性交流，進而提升學生的學習熱情。

（三）利用模擬實驗整合教學課程

模擬實驗主要是指利用計算機軟件仿真物理實驗過程，不同于普通的科學教育課程。至于為什么叫其為實驗，是因為其涵蓋了普通科學實驗的基本特征和主要步驟，模擬實驗甚至還能夠做到普通真實實驗所無法完成的實驗[10]。因為能夠調整觀測的時間與空間，所以模擬實驗能夠讓學生看清楚在高速運動狀況下物體的運動狀況，也能夠讓學生觀察很長時間的運動變化，甚至觀察較大范圍甚至非常微小物體的運動狀況。所以盡管模擬實驗無法取代真正的運動試驗，但是由于模擬實驗已經是整個現代物理學實踐的一個重要部分，其研究成果對現代物理學實驗教學的作用，有著很大的實用價值。

例如，在魯教版必修3—5“核裂變”的教學過程中，教師可以進行演示以加快學生理解其中的知識和定律發展規則。在實際教學過程中，教師可以運用計算機軟件進行現象模擬。此部分的教學知識點較為抽象，即使教師能運用簡單實驗進行引導，但是對深化的知識，教師卻無法深入展開。此時教師可以運用課件模擬核裂變內部發展的全過程，使得學生在直觀現象的呈現下，提升理解核裂變知識的能力。在核裂變模擬過程中，學生的課堂參與意識會在信息化教學手段的運用下逐漸增強，學生動腦思考的效率也在不斷提高，進而培養學生的空間想象能力，以及創造性思維、動手能力。在高中物理教學過程中，運用信息技術的教學手段，主要是為了促使學生能夠有效理解物理知識，屬于輔助性教學方式，教師在具體教學過程中還是要以學生為主，根據學生的情況，以及教學知識內容、教學目標展開合理教學，以此促使學生的物理基礎知識得以不斷積累。

（四）利用智慧課堂全方位提升學生參與度

隨著網絡技術的突飛猛進，在教育中運用網絡技術已經是常見的現象。現階段學校在不斷研究如何能在教學中深入互聯網思維，使學生在實際學習過程中能夠更好地理解知識、運用知識。目前，將傳統的教學方式融合互聯網思維，使課堂形成智慧課堂成為學校教學的主要發展方向。在高中物理教學的過程中，教師可以運用智慧課堂的方式全方位教學，進而提升學生的參與度。教師在課堂教學的過程中，利用平板電腦和移動設備，在教室里近距離為學生講解物理知識。在此過程中，學生也可以運用配備的手機和電腦進行問題提問和習題練習，以此提升學生的主觀能動性和參與感。此教學方式在實際運用過程中主要是提升學生的中心地位，使其在學習過程中能與教師進行近距離接觸，全方位多角度地提升課堂成效。

例如：在開展魯教版高中物理知識“電磁波的運用與防護”教學過程中，就可以運用智慧課堂。在具體教學過程中，教師可以運用教師搭載的智慧教學平臺進行“電磁波”的演示，并對學生進行提問和教學，而學生可以運用手中的移動端進行提問和解答，進而提升學生的參與度，使學生在實際學習過程中不斷提升積極性。

（五）利用信息技術建立教學資源庫

在教學過程中進行教學整合的目的是運用信息技術進行知識的補充，因此在實際教學過程中運用信息技術，需要進行知識的整合，將信息技術作為教學的工具，以此促進學生進行研究和學習。而運用信息技術在實際校園網上建立教學資源庫，可以使教師和學生能夠在資源庫的輔助下進行教學資源的合理共享和利用。建立數據庫資源應根據高中物理的教學情況和教材規劃進行模塊劃分，根據類型進行規劃使其成為九個專題性的欄目，包括自然科學、生活中的物理、教師教學、高考專題、單元測試、物理競賽、經典例題推薦、實驗視頻、實用工具等，學校可以根據自身教學需要進行規劃，而學生在實際學習的過程中可根據自身需要直接進行運用，教師在教學備課之前也可以進行參考或是對自己的感悟以及教學中較為經典的講法進行上傳，以供師生參考。學生在數據庫進行資料查詢的過程中，逐漸具有知識獲取、篩選、處理、應用等能力，對其物理學習具有較大的幫助，既培養學生自主學習能力，又養成學生解決問題能力和資料查詢能力，使其在進行物理知識研究的過程中養成良好的學習習慣。

結束語

物理學是傳播學科知識、發現科學技術規律、公告科學技術成就的主要學科，物理教學同當今先進信息技術緊密聯系。物理學科中應用信息技術和基礎教學融合是當前高等教育變革的主要趨勢，是一個巨大的系統工程，不可能一蹴而就。現階段，物理學科和信息技術的融合雖然存在，但是還面臨著學生的軟硬件資源不夠、教師的認識程度不足、教師的信息素質有待于進一步提高等問題，因此必須對其加以合理處理，提高整個課程的實效性，可以使學生更加完整地認識物理學科的趣味性與重要性，為其日后學習奠定基礎。

參考文獻

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本文系2021年度閩侯縣教育教學研究課題“信息技術2.0應用能力提升工程背景下物理教學研究與實踐”（課題編號：MH2021026）。