中學(xué)物理信息化教學(xué)資源應(yīng)用探析

覃宏生

摘要：中學(xué)物理信息化教學(xué)資源以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，提供信息化教學(xué)的手段和方法，對(duì)構(gòu)建物理信息化教學(xué)環(huán)境、教學(xué)結(jié)構(gòu)、教學(xué)模式具有重要意義。筆者認(rèn)為，在中學(xué)物理信息化教學(xué)中，要應(yīng)用化文字為情境、化靜態(tài)為動(dòng)態(tài)、化抽象為具體、化現(xiàn)實(shí)為虛擬等的方法，促進(jìn)信息技術(shù)與課程教學(xué)的融合，提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：中學(xué)物理；信息化；教學(xué)資源；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G632.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2015）15/16-0093-03

信息化教學(xué)資源主要是指信息技術(shù)環(huán)境下的各種數(shù)字化素材、課件、數(shù)字化教學(xué)材料、網(wǎng)絡(luò)課程和各種認(rèn)知、情感和交流工具。[1]信息化教學(xué)資源是信息化教學(xué)的重要基礎(chǔ)，是信息技術(shù)與課程融合的關(guān)鍵，在信息化教學(xué)中具有重要意義。中學(xué)物理教學(xué)包括物理現(xiàn)象、物理概念、物理規(guī)律和物理實(shí)驗(yàn)等，具有知識(shí)性、理論性、實(shí)驗(yàn)性和抽象性，物理信息化教學(xué)資源以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，提供信息化教學(xué)的手段和方法，對(duì)于物理教學(xué)具有重要作用。

中學(xué)物理信息化教學(xué)資源應(yīng)用的教學(xué)意義

中學(xué)物理信息化教學(xué)資源是信息技術(shù)與教學(xué)資源融合的具體形式，不僅包括有形的方面，如教學(xué)資源組合的教學(xué)環(huán)境以及教學(xué)程序，同時(shí)也包括無形的方面，如信息化教學(xué)資源與教學(xué)結(jié)構(gòu)、教學(xué)模式變革的邏輯關(guān)系。

1.構(gòu)建中學(xué)物理信息化教學(xué)環(huán)境

信息化教學(xué)環(huán)境是指以信息技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建的教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的環(huán)境，包括了硬件環(huán)境、軟件環(huán)境和氛圍環(huán)境。信息化教學(xué)資源不僅取決于內(nèi)在的信息技術(shù)融合形式和結(jié)構(gòu)，還取決于外在的信息化教學(xué)環(huán)境，并且起到構(gòu)建信息化教學(xué)環(huán)境的作用。首先，信息化教學(xué)資源離不開信息化教學(xué)環(huán)境的支撐，信息化教學(xué)環(huán)境影響信息化教學(xué)資源構(gòu)建的技術(shù)應(yīng)用。此外，信息化教學(xué)資源是構(gòu)建信息化教學(xué)環(huán)境不可缺少的因素，對(duì)信息化教學(xué)環(huán)境的資源組合、軟件制作和應(yīng)用平臺(tái)等環(huán)境構(gòu)建具有促進(jìn)作用，是衡量信息化教學(xué)環(huán)境的重要指標(biāo)。在中學(xué)物理教學(xué)中，建構(gòu)包含物理知識(shí)、物理過程和物理實(shí)驗(yàn)等方面的信息化教學(xué)資源，對(duì)創(chuàng)設(shè)教學(xué)環(huán)境具有重要的意義。

2.構(gòu)建中學(xué)物理信息化教學(xué)結(jié)構(gòu)

信息技術(shù)與教學(xué)深度融合，要在運(yùn)用技術(shù)改善“教與學(xué)環(huán)境”和“教與學(xué)方式”的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)教育系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性變革。[2]在中學(xué)物理信息化教學(xué)中，信息化教學(xué)資源對(duì)教學(xué)結(jié)構(gòu)的變革起到重要作用。一方面，對(duì)信息化教學(xué)資源要素的重構(gòu)與應(yīng)用，形成了教師輔助教學(xué)和學(xué)生輔助學(xué)習(xí)的信息化教學(xué)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)信息化教學(xué)資源對(duì)變革教學(xué)結(jié)構(gòu)的功能和作用。另一方面，教學(xué)資源是教學(xué)結(jié)構(gòu)中有效連接其他要素的紐帶，各要素之間通過教學(xué)資源產(chǎn)生內(nèi)在聯(lián)系，相互作用形成了變革教學(xué)結(jié)構(gòu)的各種教學(xué)行為和教學(xué)方式。中學(xué)物理教學(xué)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)之一是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的教學(xué)過程，力、熱、電、光、核等現(xiàn)象交織在一起，信息化教學(xué)資源能使教師和學(xué)生利用信息技術(shù)組建教與學(xué)的環(huán)境和方式，從而改變傳統(tǒng)物理的教學(xué)結(jié)構(gòu)，對(duì)構(gòu)建中學(xué)物理信息化教學(xué)結(jié)構(gòu)起到重要作用。

3.構(gòu)建中學(xué)物理信息化教學(xué)模式

信息化教學(xué)模式是指信息技術(shù)支持的教學(xué)活動(dòng)結(jié)構(gòu)和教學(xué)方式。[3]信息化教學(xué)資源對(duì)信息化教學(xué)模式的促進(jìn)作用主要表現(xiàn)在改進(jìn)教學(xué)模式中的教師和學(xué)生的相互活動(dòng)結(jié)構(gòu)和活動(dòng)方式上。在教師的教學(xué)中，信息化教學(xué)資源能促進(jìn)教師應(yīng)用信息技術(shù)，構(gòu)建信息化的備課、課堂教學(xué)、課外輔導(dǎo)等，從而實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)教學(xué)模式到信息化教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變。在學(xué)生的學(xué)習(xí)中，促使其利用信息化學(xué)習(xí)資源自主地獲取知識(shí)和建構(gòu)知識(shí)，形成具有穩(wěn)定性的學(xué)習(xí)效果和效益的信息化學(xué)習(xí)模式。中學(xué)物理傳統(tǒng)的教學(xué)模式主要是“教師講解+演示實(shí)驗(yàn)+學(xué)生實(shí)驗(yàn)”，可由于實(shí)驗(yàn)儀器無法演示一些宏觀或微觀的物理過程以及物理現(xiàn)象，具有較大的局限性。而在物理信息化教學(xué)資源支撐下，教師除了使用實(shí)物儀器以外，還可以使用信息化資源，這對(duì)構(gòu)建信息技術(shù)與教學(xué)融合的信息化教學(xué)模式具有重要意義。

中學(xué)物理信息化教學(xué)資源應(yīng)用的影響因素

1.信息化教學(xué)觀念

信息化教學(xué)資源在教學(xué)中的應(yīng)用過程，是以教學(xué)為目的，充分發(fā)揮教師和學(xué)生的主觀能動(dòng)性，反映不同的教學(xué)觀念，并以不同的教學(xué)觀念為指導(dǎo)從而顯示出優(yōu)異性。因?yàn)樾畔⒒虒W(xué)資源是在特定的信息化教學(xué)觀念中構(gòu)建、應(yīng)用和發(fā)展的，要求應(yīng)用主體按照信息化教學(xué)觀念進(jìn)行教學(xué)和學(xué)習(xí)。此外，信息化教學(xué)的具體過程，需要根據(jù)信息技術(shù)環(huán)境和應(yīng)用需求的特點(diǎn)及變化趨勢(shì)加以調(diào)整，并促進(jìn)教學(xué)觀念的創(chuàng)新。所以，中學(xué)物理信息化教學(xué)資源應(yīng)用信息技術(shù)，將物理教學(xué)置于信息化教學(xué)環(huán)境中，能使教師以信息化教學(xué)觀念去審視和指導(dǎo)教學(xué)，對(duì)信息化教學(xué)資源產(chǎn)生強(qiáng)烈的需求，從而進(jìn)一步促進(jìn)信息化教學(xué)資源建設(shè)的進(jìn)程，使信息化教學(xué)觀念成為信息化教學(xué)資源應(yīng)用的主要影響因素。

2.信息化教育技術(shù)

在信息技術(shù)背景下，信息化教育技術(shù)主要包括三個(gè)方面，一是信息技術(shù)，包括一般的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和多媒體等方面的技術(shù)，這是信息化教育技術(shù)的基礎(chǔ)；二是從事信息化教育的技術(shù)，主要是在信息化教學(xué)環(huán)境中，使用和操作各種信息化教學(xué)設(shè)備的技術(shù)，這是信息化教育技術(shù)的前提；三是應(yīng)用信息化的教育技術(shù)，主要是運(yùn)用信息技術(shù)開展教學(xué)活動(dòng)的組織方式和教學(xué)方法，是信息化教育技術(shù)的應(yīng)用特征。中學(xué)物理信息化教學(xué)資源作為信息技術(shù)與教育技術(shù)的統(tǒng)一體，教師的信息化教育技術(shù)水平?jīng)Q定著信息化教學(xué)資源的建設(shè)水平和應(yīng)用水平，也是影響中學(xué)物理信息化教學(xué)資源應(yīng)用的重要因素。

3.信息化教學(xué)習(xí)慣

教學(xué)習(xí)慣就是教師個(gè)體在長(zhǎng)期教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中逐漸養(yǎng)成的、不會(huì)輕易改變的自動(dòng)化的行為模式。[4]當(dāng)信息化教學(xué)資源與信息化教學(xué)習(xí)慣形成邏輯關(guān)系之后，信息化資源作為教學(xué)過程中的重要因素，其對(duì)應(yīng)的資源組合、信息技術(shù)與信息模式，都在教師教學(xué)過程中相繼形成并確立，從而形成教師信息化教學(xué)習(xí)慣，對(duì)教師的信息化教學(xué)行為產(chǎn)生強(qiáng)烈的慣性作用。同時(shí)，教師的信息化習(xí)慣促進(jìn)了信息化教學(xué)資源的建設(shè)，為了適應(yīng)教師信息化教學(xué)習(xí)慣，信息化教學(xué)資源需要不斷調(diào)整應(yīng)用的技術(shù)形式與范圍，以及操作流程和界面模式，從而促進(jìn)了信息化教學(xué)資源的完善。因此，教育部在《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》中，提出要“培養(yǎng)學(xué)生利用信息技術(shù)學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣”和“教師信息化教學(xué)的習(xí)慣”[5]，這對(duì)于提高中學(xué)物理信息化教學(xué)水平和構(gòu)建信息化教學(xué)資源具有重要的作用。

中學(xué)物理信息化教學(xué)資源應(yīng)用的教學(xué)方法

1.化文字為情境，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境

教學(xué)情境是教師為了支持學(xué)生的學(xué)習(xí)，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容有目的地創(chuàng)設(shè)的教學(xué)環(huán)境。在中學(xué)物理課堂教學(xué)中，由于物理現(xiàn)象的客觀性和復(fù)雜性，許多不宜在課堂內(nèi)創(chuàng)設(shè)，或者不能隨時(shí)演示。因此在物理信息化教學(xué)中，除了利用語言和文字構(gòu)建物理教學(xué)的自然情境和實(shí)驗(yàn)情境，還可通過信息化教學(xué)資源提出物理問題、演示物理實(shí)驗(yàn)、展示物理現(xiàn)象和揭示物理熱點(diǎn)等方式創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境。例如，在“發(fā)聲的物體振動(dòng)”教學(xué)中，可通過信息化教學(xué)資源，播放敲鑼打鼓的音頻，創(chuàng)建一個(gè)聽到物體發(fā)出聲音但卻看不到物體振動(dòng)的情境，從而引起學(xué)生思考能將微小的振動(dòng)轉(zhuǎn)換放大并能看到的辦法。又如，在“打雷時(shí)為何總是先看到閃電后聽到雷聲”的教學(xué)中，可放映一段電光閃閃、雷聲隆隆的視頻，使學(xué)生在雷電交加的情境下，思考閃電為什么總是在雷聲前面，再利用光速和音速的差異性進(jìn)行比較。

2.化靜態(tài)為動(dòng)態(tài)，增強(qiáng)教學(xué)效果

信息化的動(dòng)態(tài)素材為物理課堂教學(xué)提供了豐富多樣的動(dòng)態(tài)教學(xué)資源，可以將靜態(tài)描述變?yōu)閯?dòng)態(tài)展示，將微觀過程變?yōu)楹暧^演示，做到形象直觀、演示逼真、操作簡(jiǎn)便，呈現(xiàn)出傳統(tǒng)物理教學(xué)無可比擬的優(yōu)越性。例如，在“船閘的工作原理和工作過程”的教學(xué)中，船閘的連通器作用和閘門開閉、閘室水位、輪船位置等在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，通常借助不同狀態(tài)下的圖片來說明，但學(xué)生面對(duì)靜態(tài)的圖片常難以理解。而借助信息化教學(xué)資源，則可制作演示輪船通過船閘的動(dòng)畫，設(shè)置上行、下行的駛行方向，通過控制各個(gè)閘門的打開或關(guān)閉，形成與上游或下游水面相平的連通器，讓船駛?cè)牖蝰偝鲩l室，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性、主動(dòng)性和自覺性。

3.化抽象為具體，幫助學(xué)生思維

中學(xué)物理中有一些比較抽象的理論或概念，在實(shí)際中無法進(jìn)行實(shí)物演示，使得學(xué)生難以理解和掌握。應(yīng)用物理信息化教學(xué)資源，模擬物理實(shí)驗(yàn)，能降低學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解難度，把抽象知識(shí)變得具體化。[6]例如，在“物體的運(yùn)動(dòng)需要力來維持”的教學(xué)中，對(duì)于初學(xué)物理的中學(xué)生來說，往往只根據(jù)平時(shí)觀察到的一些現(xiàn)象就得出結(jié)論，這種缺乏科學(xué)分析和推理的習(xí)慣如不及時(shí)得到糾正，將會(huì)影響到他們今后的學(xué)習(xí)。因此，在教學(xué)中教師可制作一些與力相關(guān)的運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫，如馬拉車時(shí)車運(yùn)動(dòng)，停止拉車時(shí)車也停止，馬不斷拉車，車就不斷地運(yùn)動(dòng)。這是不是說明物體的運(yùn)動(dòng)需要外力來維持呢？是否與牛頓第一定律相矛盾呢？通過實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生思考，提高學(xué)生對(duì)作用力、摩擦力的認(rèn)識(shí)，加深其對(duì)牛頓第一定律的理解。

4.化現(xiàn)實(shí)為虛擬，模擬實(shí)際操作

中學(xué)物理中有許多無法進(jìn)行實(shí)際觀察的現(xiàn)象或過程，以及一些實(shí)際存在但無法在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的操作，或是一些雖能在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行但無法經(jīng)常進(jìn)行的操作。為了滿足物理課堂教學(xué)和學(xué)生課外練習(xí)的需要，可以構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室，模擬實(shí)際操作，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。例如，在凸透成像規(guī)律的教學(xué)中，可先利用真實(shí)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生產(chǎn)生直觀感受，再利用信息化教學(xué)資源，演示物距從無窮遠(yuǎn)至小于焦距的過程中像距和像的變化特征，從而使學(xué)生有一個(gè)清晰、完整的認(rèn)識(shí)。在電學(xué)教學(xué)中，使學(xué)生正確識(shí)別電路的連接和正確連接電路，是解決串并聯(lián)電路、歐姆定律、電功和電功率等計(jì)算的前提，教師可以使用虛擬的方法，提供電池組、開關(guān)、電線、燈泡、電流表等虛擬電子元件，讓學(xué)生進(jìn)行連接，并對(duì)連接的正確性進(jìn)行判斷，這不但能使學(xué)生正確區(qū)分電路的連接情況，也為后續(xù)連接實(shí)物電路奠定了基礎(chǔ)。

結(jié)語

實(shí)踐證明，加強(qiáng)信息技術(shù)和教學(xué)融合的進(jìn)程和深度，是信息化教學(xué)資源賴以發(fā)展和成功的因素，也是中學(xué)物理信息化教學(xué)資源建設(shè)中需要考慮和解決的問題。同時(shí)，從信息技術(shù)應(yīng)用觀點(diǎn)看，在中學(xué)物理教學(xué)結(jié)構(gòu)變革的信息化教學(xué)資源創(chuàng)新和應(yīng)用中，開始可能并不具有明顯優(yōu)秀的特征，輔助課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的效果不會(huì)一蹴而就，但這都不能成為阻礙信息化教學(xué)資源建設(shè)進(jìn)程的理由。因此，在中學(xué)物理信息化教學(xué)資源建設(shè)中，要正確看待和解決發(fā)展中存在的問題，做好信息化教學(xué)資源的建設(shè)工作，才能提高中學(xué)物理教學(xué)的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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[5]教育部.教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）[DB/OL].http：//www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s3342/201203/xxgk_133322.html.

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