反思與選擇：信息技術(shù)與中學(xué)物理教學(xué)整合的定位與思考

　　摘 要： 由于現(xiàn)代教育技術(shù)的迅速發(fā)展與探究性學(xué)習(xí)的開展，使課堂教學(xué)中教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)方式、教師教學(xué)方式、學(xué)生學(xué)習(xí)方式和師生互動方式都在發(fā)生深刻的變革。本文通過多年來一線教學(xué)的實踐，試圖就信息技術(shù)與中學(xué)物理教學(xué)整合中的角色定位進(jìn)行反思，并對中學(xué)物理教學(xué)中的教師教學(xué)、學(xué)生探索和研究學(xué)習(xí)二者的全面發(fā)展提出看法。
　　關(guān)鍵詞： 信息技術(shù) 中學(xué)物理教學(xué) 整合
　　信息技術(shù)輔助教學(xué)是以計算機(jī)為主要媒體進(jìn)行的教育活動，是利用信息技術(shù)中計算機(jī)綜合處理和控制文字、符號、圖像、聲音等教學(xué)信息，把信息技術(shù)各個要素有機(jī)組合，呈現(xiàn)于屏幕上，并能完成一系列人機(jī)交互操作。信息技術(shù)作為一種重要的現(xiàn)代教育手段在物理學(xué)科課堂教學(xué)中有不可估量的影響，物理教學(xué)中信息技術(shù)應(yīng)用不僅在動與靜結(jié)合中，圖與文的交融中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開闊學(xué)生的視野，擴(kuò)大學(xué)生的知識面，還能增強(qiáng)教學(xué)效果，使抽象問題具體化，使無形知識有形化。利用信息技術(shù)教學(xué)還能突破難點(diǎn)、掌握重點(diǎn)。
　　由于物理學(xué)科具有實驗性強(qiáng)、抽象性強(qiáng)、應(yīng)用性強(qiáng)，如何使物理問題形象化是學(xué)生學(xué)習(xí)的關(guān)鍵，因此將信息技術(shù)教學(xué)應(yīng)用于物理教學(xué)，無疑是對提高課堂效率，改善課堂氛圍，展示先進(jìn)的時代氣息有著很大的積極意義。因此要發(fā)揮信息技術(shù)教學(xué)有利的一面，以期取得更好的教學(xué)效果。在高新技術(shù)密集時代借助高科技實行多媒體教學(xué)，不僅是一種教學(xué)趨勢，而且是一種新的教育理念。如何把信息技術(shù)在中學(xué)物理進(jìn)行有效整合，又如何定位呢？下面我就信息技術(shù)輔助教學(xué)與中學(xué)物理教學(xué)中的作用和存在的一些問題談一談個人的看法。
　　一、中學(xué)物理教學(xué)中信息技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
　　多媒體已經(jīng)成為當(dāng)今教學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)，它以文字、實物、圖像、聲音等多種途徑向?qū)W生傳遞信息，以生動直觀的形象，幫助學(xué)生建立起概念與表象之間的聯(lián)系，建立起各種感覺器官之間的聯(lián)系，使課堂教學(xué)更加多樣性、生動性、實效性、先進(jìn)性，并給課堂教學(xué)平添一股時代氣息，極大地豐富教師教學(xué)的表現(xiàn)手法和形式。但多媒體教學(xué)不能喧賓奪主，否則會釀成苦果。教學(xué)始終應(yīng)以學(xué)生為核心，圍繞教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)，適時合理地選取、揚(yáng)長避短才是使用好多媒體的關(guān)鍵。
　　在一線教學(xué)中，我們往往看到一些相反的現(xiàn)象：過度講究形式以至于“逢課必用”，可頻繁地保用又形成了新的“填鴨式”變種，這種“看上去很美”的授課方式，成為學(xué)生新的負(fù)擔(dān)，時下運(yùn)用多媒體進(jìn)行教學(xué)儼然成了“時尚”，一旦有公開課、實驗課、教研課、評比課等，非多媒體不能登“大雅之堂”。在這種“時尚”的影響下，有的教師缺乏現(xiàn)代教學(xué)思想和教學(xué)理論作指導(dǎo)，在教學(xué)過程中只是把教材的內(nèi)容通過多媒體手段簡單地再現(xiàn)出來，許多物理課堂演示實驗也全部借助于課件、圖片，多媒體僅僅起到“投影”、“幻燈”的作用，缺乏鮮活性、靈活性及知識的完整性。
　　多媒體應(yīng)用于物理教學(xué)，對傳統(tǒng)教育理念和課堂教學(xué)模式的沖擊是非常之大的，但它并不排斥傳統(tǒng)的理論、實驗教學(xué)模式，實際運(yùn)用中應(yīng)把它們兩者辯證統(tǒng)一起來，最終實現(xiàn)多媒體技術(shù)與物理課程教學(xué)的科學(xué)整合。通過多媒體激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科學(xué)習(xí)的興趣，課堂內(nèi)外參與意識會增強(qiáng)，對知識的理解掌握程度會加深，尤其是實驗教學(xué)，學(xué)生的實驗理解能力、動手能力、創(chuàng)新能力均會取得很大的進(jìn)步。同時，多媒體技術(shù)應(yīng)用于物理課堂教學(xué)也能鞭策教師進(jìn)一步構(gòu)建新的教學(xué)模式，完善課堂教學(xué)，使教學(xué)過程更具有科學(xué)性，幫助教師在課堂上更合理地掌握和利用時間，吸引學(xué)生的注意力，使學(xué)生在課堂上接受和掌握更多的知識，發(fā)展更多的能力。
　　二、反思與定位
　?。ㄒ唬┯门c不用多媒體的原則是看是否有利于抽象知識形象化，是否能激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)習(xí)的效率。
　　從認(rèn)識論的角度看，學(xué)生對事物的認(rèn)識過程的起點(diǎn)是對事物的感性認(rèn)識。在物理科的學(xué)習(xí)中學(xué)生由于無法理解一些抽象的理論，而對物理產(chǎn)生一種畏懼的心理，阻礙了他們學(xué)習(xí)物理的情趣，但應(yīng)用多媒體技術(shù)就可以直觀地解釋一些物理現(xiàn)象和規(guī)律，激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)習(xí)效率。主要表現(xiàn)在以下幾方面。
　　1.可以實現(xiàn)抽象到具體的轉(zhuǎn)變。
　　利用多媒體輔助教學(xué)的強(qiáng)大的動畫功能及有關(guān)外設(shè)可以解決許多用常規(guī)手段難以表達(dá)或可見度低的實驗、物體與物體的相互作用、氣體狀態(tài)變化等一些實驗。這些畫面清晰、形象直觀并且可以瞬間定格、重復(fù)播放，既減少教師的勞動強(qiáng)度又使學(xué)生理解迅速、記憶扎實。
　　如在物理中《浮力》的教學(xué)時，須向?qū)W生解釋浮力產(chǎn)生的原因。先設(shè)想一個立方體浸沒在水中，它的六個表面都受到水的壓力，它的左右兩側(cè)面、前后兩側(cè)面，受到的壓力都是大小相等、方向相反，互相平衡，只有上下兩面由于深度不同，受到的壓強(qiáng)大小不同，壓力也因而不相等。浮力的產(chǎn)生是由下表面受到水的向上的壓力和上表面受到水的向下的壓力差。但如果使用語言和文字向?qū)W生講授向上向下壓力差，則學(xué)生理解起來比較抽象?？赏ㄟ^相關(guān)課件解決這一難題。該課件以動畫的形式慢鏡頭表示前、后、左、右的壓強(qiáng)、壓力相等，小木塊保持不動，但加載上、下表面壓強(qiáng)、壓力時，小木塊慢慢向上移動?；顫姷膭赢嬓Ч⒅庇^的圖形，快速有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，能收到很好的教學(xué)效果，同時為講授下一節(jié)阿基米德原理打好理論基礎(chǔ)，而這一切是傳統(tǒng)教學(xué)難以做到的?？傊?，讓學(xué)生在生動、形象的環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí)，由此起到事半功倍的作用，達(dá)到增強(qiáng)課堂教學(xué)正效果的目的。
　　2.能夠?qū)崿F(xiàn)從微觀到宏觀轉(zhuǎn)移。
　　由于條件限制，物理教學(xué)中有些物理的實驗在課堂教學(xué)中無法演示，學(xué)生只能從理論上了解。像原子物理這部分內(nèi)容，學(xué)生理解不深刻、記不住。我們可以應(yīng)用多媒體的三維動畫進(jìn)行動態(tài)的模擬演示，把中子、鈾核等用不同顏色區(qū)別，讓中子撞擊鈾核，伴隨著一聲巨響，看到裂變過程。當(dāng)學(xué)生受此震撼時，其內(nèi)容自然記憶深刻。
　　因而，應(yīng)用多媒體課件讓枯燥的物理理論得以升華，形象而又直觀的過程誘發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)的動機(jī)，使學(xué)生變被動為主動，從而更加崇尚科學(xué)，對物理學(xué)科的學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣。對于這類問題，我們提倡使用。
　?。ǘ┒嘤门c精用的標(biāo)準(zhǔn)是看是否有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的形成。
　　步入新課改，我們擁有最先進(jìn)的信息技術(shù)，我們不斷深化建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論，但不可否認(rèn)學(xué)校中的物理教學(xué)至今還沒有因為使用技術(shù)而產(chǎn)生根本變革，一個最主要的原因是信息技術(shù)未能整合于物理教學(xué)之中。整合勢在必行，且要注重實效。下面我就結(jié)合高中物理教學(xué)特點(diǎn)和自身的一些實踐經(jīng)驗粗略談?wù)勅绾卫眯畔⒓夹g(shù)的潛力，設(shè)計有效的學(xué)習(xí)環(huán)境，支持和促進(jìn)學(xué)習(xí)者的思維尤其是創(chuàng)新思維活動的。
　　創(chuàng)新思維活動。物理教學(xué)的活力源于活躍的思維。許多學(xué)生抱怨物理太難理解，許多教師埋怨學(xué)生思維不夠活躍。其實這是同一個問題，也是由于傳統(tǒng)教學(xué)而必然體現(xiàn)的一個問題。例如，學(xué)生學(xué)習(xí)牛頓第一定律以后能默寫相應(yīng)的概念公式，能運(yùn)用公式演算簡單書本例題，或能用這個定律揭示生活中的現(xiàn)象，抑或解決以前沒有遇到過的問題。但是這些思維活動所體現(xiàn)的主動性和創(chuàng)新性是有一定差異的，因而表現(xiàn)出不同的水平，從較低水平的思維到高水平的思維。我們可以參考布盧姆提出的教學(xué)目標(biāo)分類學(xué)來分析思維活動的水平。布盧姆把認(rèn)知領(lǐng)域的學(xué)習(xí)目標(biāo)分為從低到高六個層次，即知道、領(lǐng)會、應(yīng)用、分析、綜合、評價這六個層次的認(rèn)知學(xué)習(xí)目標(biāo)包含了不同水平的思維活動，從簡單的知識記憶一直到最高級的批判性評價。由此我們可以大致把知道、領(lǐng)會和應(yīng)用三個層次所涉及的思維活動稱為較低水平的思維，而把分析、綜合和評價三個層次所涉及的思維活動稱為創(chuàng)新思維。
　　在教育技術(shù)領(lǐng)域，只有為數(shù)很少的教育資源是為創(chuàng)新思維活動而開發(fā)的，因此激發(fā)和促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新思維是新型教學(xué)模式和教育技術(shù)的一個重要使命。
　　1.信息技術(shù)輔助教學(xué)作為認(rèn)知的手段。
　　數(shù)據(jù)庫、電子表格、網(wǎng)絡(luò)軟件、多媒體/超媒體（超媒體是超文本和多媒體在信息瀏覽環(huán)境下的結(jié)合，包含文字、圖形、圖像，動畫、聲音和電視片斷，這些媒體之間用超級鏈接組織）制作工具、計算機(jī)軟件系統(tǒng)、協(xié)作知識建構(gòu)環(huán)境、微型世界學(xué)習(xí)環(huán)境等。這些工具可以作為學(xué)生的認(rèn)知伙伴，引發(fā)、支持和促進(jìn)他們的創(chuàng)新思維活動。
　　2.以信息技術(shù)促進(jìn)創(chuàng)新思維。
　　一旦信息技術(shù)作為認(rèn)知工具進(jìn)入到學(xué)習(xí)活動中，認(rèn)知工具便與學(xué)生建立了一種認(rèn)知伙伴關(guān)系，雙方各自分擔(dān)了一定的認(rèn)知任務(wù)。
　　比如我們在教學(xué)中曾嘗試學(xué)生利用溫度傳感器及其支持軟件來研究自行車車胎在打氣和放氣時的溫度變化問題。學(xué)生將溫度傳感器連接到計算機(jī)上，啟動DateStudio軟件，就可以“讓”傳感器和計算機(jī)來采集溫度變化數(shù)據(jù)，記錄存儲下來，并通過數(shù)據(jù)表格和曲線圖表現(xiàn)出來。教學(xué)效果相當(dāng)好，給學(xué)生留下了深刻的印象。傳感器和計算機(jī)作為認(rèn)知工具分擔(dān)了大量的繁瑣、機(jī)械的任務(wù)，而這并不是減少了學(xué)生的責(zé)任，相反，他們要用更多的精力完成更多更高水平的認(rèn)知任務(wù)：確定研究問題、規(guī)劃研究思路、確定研究方法、洞察數(shù)據(jù)背后隱藏的模式和趨勢、解釋和評價研究結(jié)果，等等。認(rèn)知工具不會降低學(xué)生的認(rèn)知加工任務(wù)，讓學(xué)習(xí)變得更輕松，而是要讓學(xué)生付出更高水平的努力，完成更高級、更核心、更富有挑戰(zhàn)性的認(rèn)知加工任務(wù)，對學(xué)科內(nèi)容進(jìn)行更活躍更有效的思維加工活動。
　　（三）如何使用和用好信息技hbT2zYpazpxgl/+IjxVIIQ==術(shù)仍需要我們付出更大的努力。
　　1.加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，建立高素質(zhì)的物理教師隊伍。
　　2.走素材資源庫和教學(xué)平臺相結(jié)合的新思路。
　　3.通過教研提高物理教師的業(yè)務(wù)能力。
　　（四）從建構(gòu)主義的觀點(diǎn)重新“構(gòu)建”我們的信息技術(shù)輔助教學(xué)。
　　脫離了先進(jìn)的信息技術(shù)，精彩的教學(xué)設(shè)計只能望洋興嘆，脫離了現(xiàn)代教學(xué)理論再新型的教育技術(shù)也只能是濫用，無法發(fā)揮其應(yīng)有價值。因此利用學(xué)校的數(shù)字物理實驗室，再結(jié)合建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，主要的反思基于以下一些方面。
　　一是對建構(gòu)主義的理解。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論主要是以皮亞杰、維果斯基等的思想為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，與客觀主義相反，建構(gòu)主義者認(rèn)為對事物的理解不是簡單由事物本身決定的，人在以原有的知識經(jīng)驗為基礎(chǔ)來建構(gòu)自己對現(xiàn)實世界的解釋和理解。學(xué)習(xí)是一個積極的意義建構(gòu)過程，教學(xué)并不是把知識經(jīng)驗從外部武裝到學(xué)生的頭腦中，而是要引導(dǎo)學(xué)生從原有的經(jīng)驗出發(fā)，建構(gòu)起新的經(jīng)驗。二是基于建構(gòu)性學(xué)習(xí)基本結(jié)構(gòu)上的信息技術(shù)輔助教學(xué)設(shè)計。促進(jìn)創(chuàng)新思維活動的教學(xué)設(shè)計思路及新型的教育技術(shù)產(chǎn)品在其中的應(yīng)用主要包括以下幾點(diǎn)。①以真實的問題情境激發(fā)創(chuàng)新思維，多媒體、超媒體技術(shù)往往為真實的問題情境呈現(xiàn)提供有力的工具；②以可操縱、可觀察的交互性環(huán)境支撐創(chuàng)新思維，計算機(jī)模擬、建模可以為學(xué)生提供開放的探究發(fā)現(xiàn)環(huán)境；③以豐富、開放的信息資源支持創(chuàng)新思維，網(wǎng)絡(luò)為教學(xué)提供了一種新的功能強(qiáng)大的、集成性信息傳遞媒介；④以建構(gòu)性互動促進(jìn)創(chuàng)新思維，通過局域網(wǎng)絡(luò)組建學(xué)習(xí)共同體，讓學(xué)生圍繞問題進(jìn)行深入討論、交流和協(xié)作，這是促進(jìn)創(chuàng)新思維的一種重要途徑；⑤促進(jìn)學(xué)生對思維過程的自我監(jiān)控。
　　總之，若要教好中學(xué)物理必先提高學(xué)生的思維水平，利用信息技術(shù)來促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新思維是當(dāng)前教育技術(shù)研究的一個重要課題。但是對于信息技術(shù)輔助教學(xué)在物理教學(xué)中如何定位，我結(jié)合個人在一線教學(xué)中的思考和產(chǎn)生的新的理解，把信息技術(shù)整合到物理教學(xué)當(dāng)中，以期達(dá)到提高學(xué)生的學(xué)與教師的教的有效性的目的。
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