信息技術(shù)與中學(xué)物理學(xué)科教學(xué)有效整合的策略

向欣

摘 要：新課程改革以及教育信息化的深入，信息技術(shù)與中學(xué)物理學(xué)科教學(xué)的整合，是物理教學(xué)信息化的必由之路，只有把握好二者整合的有效策略，才能真正培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和科學(xué)素養(yǎng)，提高物理教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；物理教學(xué)；整合

“整合”是當(dāng)前新課程改革中廣泛應(yīng)用的一個術(shù)語，即是將本屬于不同范疇又有關(guān)聯(lián)的事物，通過多向互動的方式有機(jī)融為一個整體的思想和方法。隨著新課程改革以及教育信息化的深入，有力促進(jìn)了信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合，逐步實現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、師生互動方式的變革，而中學(xué)物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，只有把握好信息技術(shù)與其有效整合的策略，才能真正實現(xiàn)二者的有機(jī)融合，提高物理課堂教學(xué)水平。

一、利用網(wǎng)絡(luò)開放環(huán)境，改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式，拓展學(xué)生視野

充分利用開放的互聯(lián)網(wǎng)，為學(xué)生提供大量可供選擇的資源，以拓寬學(xué)生的視野。在學(xué)習(xí)目標(biāo)的引導(dǎo)下，結(jié)合自身實際選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，通過網(wǎng)絡(luò)獲取豐富、多樣化、有時代氣息、甚至是科學(xué)前沿的大量信息資源，自主進(jìn)行觀察、實驗、閱讀、思考及在線測試，通過互動交流平臺，完成學(xué)習(xí)任務(wù)，感受成功體驗，從而有效地培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、自主探究能力。

如學(xué)習(xí)“光現(xiàn)象”后，可以讓學(xué)生利用課余時間，通過上網(wǎng)搜索、查閱報紙雜志等手段搜集信息，整理出自己對光學(xué)應(yīng)用的認(rèn)識，然后在課堂上交流。有些同學(xué)對光污染有了一定認(rèn)識，寫出了自己的調(diào)查報告，并提出減少污染的合理化建議，深受大家好評。學(xué)生在學(xué)習(xí)內(nèi)容開放的環(huán)境下主動學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)，獨立自主地探索研究，不僅信息收集、分析、處理的能力得到培養(yǎng)，而且創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力也會得以長足的發(fā)展。

二、利用信息技術(shù)功能，優(yōu)化學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)

1.利用多媒體技術(shù)，創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)學(xué)生興趣，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展，幫助學(xué)生對知識的重組和改造、同化和順應(yīng)。如在“光的傳播”中，先讓學(xué)生看一些“珠江夜景”、“雨后彩虹”、“黃昏夕陽”、“舞臺燈光”等等，讓學(xué)生處于色彩斑斕的光現(xiàn)象環(huán)境中，對光的神秘產(chǎn)生一種求知欲。

2.逼真地設(shè)計物理模擬實驗。把抽象的物理現(xiàn)象，利用計算機(jī)模擬，把原本無法看到或難以理解的物理現(xiàn)象呈現(xiàn)在學(xué)生面前。如“電流”知識，可以用課件模擬水流的情景，演示電流的流向，使電流可視化、形象化，學(xué)生理解就容易得多。又如低溫超導(dǎo)、固體擴(kuò)散、高壓觸電等實驗，可以通過計算機(jī)模擬實驗，變抽象為具體，讓學(xué)生超越時空界限，突破思維障礙。

3.利用計算機(jī)技術(shù)把微觀的放大、宏觀的縮小。如“分子運動理論的初步知識”，關(guān)于分子的運動和分子間的作用力，可以利用計算機(jī)形象描述出來。如“日食”和“月食”等宏觀方面的，同樣可以展示在學(xué)生眼前，并且可以把一個自然界中無法變動的過程隨意地加快或減慢，幫助對物理現(xiàn)象和物理規(guī)律的理解，更好地形成感性認(rèn)識，有效解決用語言文字等無法加以描述且看不見的微觀世界，說不清的龐然大物，復(fù)雜情景圖文并茂，更有利于學(xué)生理解。

4.利用信息技術(shù)把物理實驗效果理想化，準(zhǔn)確地提取和處理物理實驗數(shù)據(jù)，得出精確的物理規(guī)律，幫助學(xué)生建立和理解物理概念，獲取抽象的物理知識，培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)的思維方法。

如光滑（無摩擦）、空氣阻力不計、勻速直線運動等物理術(shù)語，現(xiàn)實中無法找到完全相符的實例，物理研究中一個很重要的方法便是近似，比如，為了減小摩擦力而采用的氣墊、磁懸浮、真空等，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，許多物理現(xiàn)象可以通過計算機(jī)巧妙地設(shè)計達(dá)到近乎完美的近似，于是便有了許多理想化的模型，可以讓學(xué)生觀察到真正理想化的物理現(xiàn)象。如“牛頓第一定律”，利用計算機(jī)，可以變抽象為具體、形象、直觀。又如平拋運動實驗，可播放空中飛機(jī)投彈、機(jī)槍打靶等多媒體視頻，并等效放慢其速度，使學(xué)生看清運動的過程，還可設(shè)定光標(biāo)，使學(xué)生能看清豎直和水平方向的分運動，將運動的合成和分解的知識在學(xué)生大腦中強(qiáng)化，并用Flash制作平拋物體運動過程課件，記下軌跡，建立直角坐標(biāo)系，利用多媒體的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力，快速地分析出坐標(biāo)系x方向、y方向的位移及速度的定量關(guān)系，從而得出平拋運動的規(guī)律，從而使學(xué)生更好地理解平拋運動的特點，彌補了物理實驗的不足，從而培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維方法。

三、利用計算機(jī)仿真實驗功能，化抽象為直觀，使學(xué)生獲得最佳學(xué)習(xí)效果

物理學(xué)是一門實驗性很強(qiáng)的學(xué)科，實驗幾乎貫穿了物理學(xué)習(xí)的整個過程。仿真物理實驗在創(chuàng)設(shè)情境、引發(fā)動機(jī)、揭示事實、顯示過程、示范演示、驗證原理、建立模型、提供練習(xí)、訓(xùn)練技能等方面有不可替代的作用，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心的超媒體電腦技術(shù)，可以方便地把物理仿真實驗運用于課堂，化抽象為直觀，沖破時空限制，激發(fā)學(xué)生探索興趣，觸發(fā)學(xué)生的想象空間，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知能力，使學(xué)生獲得最佳學(xué)習(xí)效果。目前開發(fā)使用的仿真物理實驗軟件大致有教學(xué)輔助型、自學(xué)輔導(dǎo)型、模擬探索型三大類。

如《原子的核式結(jié)構(gòu)》教學(xué)中，模擬α粒子散射實驗。傳統(tǒng)的實驗儀器無法演示這個實驗現(xiàn)象，教師在黑板上做簡單的講解，對α粒子的運動情況，原子核外電子的運動情況只能用幾條曲線表示，學(xué)生容易產(chǎn)生誤解，我們可以在計算機(jī)上用動畫制作系統(tǒng)進(jìn)行繪制，來模擬這個實驗。又如研究平拋物體運動時，在演示了物體的平拋運動實驗之后，學(xué)生有了感性認(rèn)識，但學(xué)生對運動的合成與分解還缺乏理性認(rèn)識，此時可以借助多媒體演示，就可以將水平方向和豎直方向的分解運動展示得清清楚楚，淋漓盡致，讓學(xué)生對兩個分運動的合成形成正確的認(rèn)識。再如《波的干涉》教學(xué)演示實驗，按照常規(guī)采用“發(fā)波水槽”做演示實驗，由于太快，學(xué)生觀察不到各點振動加強(qiáng)、減弱的變化情況，利用計算機(jī)模擬，可以把干涉過程放慢，并且對幾個狀態(tài)進(jìn)行恰當(dāng)講解，大大加快了學(xué)生的感知過程。

四、利用計算機(jī)的交互性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力

例如，用多媒體計算機(jī)和中學(xué)仿真物理實驗軟件顯示振動圖象、橫波和縱波圖象以及波的干涉、衍射現(xiàn)象時，質(zhì)點的運動情況和受力情況，通過人機(jī)交互功能，指導(dǎo)學(xué)生調(diào)控物理變量（如：振幅、波長、振動周期、傳播速度、障礙大小等），按給定條件隨時顯示相關(guān)變量數(shù)值的大小，利用暫停功能對任意時刻的物理現(xiàn)象進(jìn)行仔細(xì)觀察和分析，學(xué)生便可清楚看到各個質(zhì)點在不同時刻的運動速度、加速度和回復(fù)力的大小、方向。又如，在電學(xué)實驗中，電池短路，電流表的接線柱接錯、電壓表超過量程等很多實驗是無法允許學(xué)生隨意操作的，這無形中扼殺了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。然而，這些“破壞性”的實驗，我們要指導(dǎo)學(xué)生在仿真實驗環(huán)境下，讓其自主探討實驗，既保護(hù)了儀器，又能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和想象力。

隨著我國教育信息化的不斷深入，探索信息技術(shù)與物理課程有效的整合，對于學(xué)生信息素質(zhì)以及創(chuàng)新精神、實踐能力的培養(yǎng)有著十分重要的現(xiàn)實意義，以物理課程為出發(fā)點，把握好二者整合策略，才能對構(gòu)建教師主導(dǎo)、學(xué)生主體的師生互動的物理課程學(xué)習(xí)新模式起到真正的促進(jìn)作用。

（作者單位 四川省廣元外國語學(xué)校）

編輯 喬建梅endprint