信息技術(shù)與物理學(xué)整合的實驗研究

黑龍江省伊春市友好區(qū)第一中學(xué) 王 迪

以多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為特征的信息技術(shù)的迅速發(fā)展，深刻影響著人們的生活方式和生存方式，也給當(dāng)代基礎(chǔ)教育改革帶來了許多契機(jī)，信息技術(shù)與課程整合也因此成為當(dāng)今課程改革的熱點內(nèi)容。物理課程作為占據(jù)重要地位的科學(xué)課程，信息技術(shù)的融入也必將給其帶來生機(jī)和活力。本文從信息技術(shù)與課程整合的意義、整合的模式出發(fā)，以目前中學(xué)物理課程、為研究對象，通過一系列的教學(xué)實踐，就信息技術(shù)與物理教學(xué)整合的過程、整合的方式展開探討，指出在當(dāng)前開展整合的重要性、可行性，建構(gòu)了信息技術(shù)與物理教學(xué)整合的教學(xué)模式。

一、信息技術(shù)與物理學(xué)整合的含義

信息技術(shù)與物理學(xué)科的整合是指在物理教學(xué)過程中，把信息技術(shù)、信息資源、信息方法、人力資源和物理教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來，使其相互滲透、相互作用、相互協(xié)調(diào)，利用信息技術(shù)支持物理的教與學(xué)，為教學(xué)提供演示工具、學(xué)習(xí)工具、環(huán)境建構(gòu)工具，并在這一過程中提高學(xué)生的信息獲取、分析、加工、交流、創(chuàng)新、利用的能力，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作意識和創(chuàng)新能力。

二、信息技術(shù)與物理學(xué)整合在物理教學(xué)中的作用

以計算機(jī)為核心的信息技術(shù)與物理學(xué)的有機(jī)整合，會給現(xiàn)在的物理教學(xué)帶來根本性的變革:使教學(xué)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化、教學(xué)過程智能化、學(xué)習(xí)資源系列化、教學(xué)形式多樣化。突破現(xiàn)有的教學(xué)結(jié)構(gòu)、教學(xué)模式，改變傳統(tǒng)教學(xué)的方式、方法。

其在物理教學(xué)中的作用具體體現(xiàn)在以下幾點。

1.易于突出重點、突破難點，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)想象力

許多物理知識比較抽象，不容易理解，這是造成物理難學(xué)的一個原因。但在新技術(shù)下，利用Flash制作的動畫和虛擬實驗室，可以非常形象、直觀地演示出物體的運動情景和工作情況，使學(xué)生不但比較容易地理解知識，而且還有利于培養(yǎng)想象力。對于突破重難點作用十分明顯。

2.有利于因材施教和個性的培養(yǎng)，發(fā)揮學(xué)生的主體作用

在信息技術(shù)下，利用人工智能技術(shù)構(gòu)建的導(dǎo)師系統(tǒng)能夠根據(jù)學(xué)生的不同特點和需求進(jìn)行教學(xué)和提供幫助。學(xué)生可以自主選擇適合自己的和自己喜歡的內(nèi)容和方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，甚至可以選擇個別化教學(xué)策略;學(xué)生選擇的空間會更大，有利于教師個別指導(dǎo)，更有利于學(xué)生主體性的發(fā)揮。

3.有利于學(xué)生經(jīng)歷知識的產(chǎn)生和培養(yǎng)學(xué)生的合作精神

由于物理學(xué)是一門以實驗為主的學(xué)科，所以許多知識都源于實驗。但在傳統(tǒng)情況下，學(xué)生很難親自體驗知識的產(chǎn)生過程，這是因為很難做到每人都能親自做每一個實驗，沒有有利于體驗的環(huán)境。但在信息技術(shù)與物理教學(xué)整合的情況下，利用網(wǎng)絡(luò)提供的虛擬實驗室及所提供的器材，學(xué)生可以做各種各樣的實驗，而且還可以發(fā)揮自己的想象力，構(gòu)建新的實驗。學(xué)生利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以完成合作的小組作業(yè)，學(xué)生合作的頻率也增大，所有這些都有利于學(xué)生體驗知識的產(chǎn)生和培養(yǎng)合作的精神。

4.有利于豐富學(xué)生的情感和減輕教師的工作強(qiáng)度

在傳統(tǒng)教學(xué)方式下，交流主要發(fā)生在教師和學(xué)生之間，而且往往是教師對學(xué)生的單向交流居多。但在信息技術(shù)與物理教學(xué)整合的情況下，現(xiàn)代媒體能同時提供多方位的、雙向的及時地交流。通過這種多向的互動，很容易豐富學(xué)生的情感、促進(jìn)學(xué)生的情感發(fā)展。當(dāng)教師和學(xué)生利用媒體教學(xué)時，教師的一些重復(fù)性體力勞動也會減輕。

5.有利于實現(xiàn)對教學(xué)信息最有效的組織與管理

信息技術(shù)中的多媒體系統(tǒng)具有超文本特性。它可以管理文字、圖形、動畫、圖象、聲音、視頻等其他媒體的信息。利用多媒體的這種性質(zhì)可以實現(xiàn)對教學(xué)信息最有效地組織與

管理，實現(xiàn)了圖、文、音、像并茂，能更好地達(dá)到教學(xué)目的。

6.有利于開拓學(xué)生的視野

信息技術(shù)與物理教學(xué)的整合可以按照學(xué)生不同的基礎(chǔ)與水平把相關(guān)學(xué)科的預(yù)備知識和開闊眼界的資料組成有機(jī)的整體，實施因材施教。這種做法在傳統(tǒng)教學(xué)中很難做到，但有了多媒體的幫助，這一點很容易做到。

三、信息技術(shù)與物理學(xué)整合下的教學(xué)模式

研究和實踐信息與物理課程的目的在于構(gòu)建現(xiàn)代教育技術(shù)支持下的整合的教學(xué)模式。經(jīng)過近年來的不斷努力，根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合教學(xué)實踐過程，初步形成了整合下的教學(xué)模式的基本框架。

1.教學(xué)設(shè)計的指導(dǎo)思想

(1) 現(xiàn)代教育技術(shù)的支持下，尊重學(xué)習(xí)的主體，將學(xué)生的主體能動性與教師的主導(dǎo)性相結(jié)合。

(2)以提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)為核心，結(jié)合學(xué)生已經(jīng)掌握的知識結(jié)構(gòu)和能力基礎(chǔ)，從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等方面確定多元的物理課堂教學(xué)目標(biāo)，并充分考慮到學(xué)生認(rèn)知水平和認(rèn)知風(fēng)格的差異將教學(xué)目標(biāo)分層。

(3)在教學(xué)過程中，利用傳統(tǒng)媒體和現(xiàn)代教育技術(shù)媒體精心組織教學(xué)活動，充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)作為集體演示工具、信息加工工具和協(xié)作組織工具，創(chuàng)造條件讓學(xué)生積極主動的參與物理課堂教學(xué)的全過程。強(qiáng)化物理概念和物理規(guī)律形成過程和實際運用過程，在強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)和基本能力訓(xùn)練的同時，重視創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。

2.教學(xué)設(shè)計的一般過程

教學(xué)設(shè)計過程就是運用系統(tǒng)方法分析教育教學(xué)問題、確定教育教學(xué)解決方案檢驗和評價解決方案的過程。一般來說，教學(xué)要經(jīng)過“感知--理解--概括”三個過程，這種模式就是在演示實驗的基礎(chǔ)上，用計算機(jī)模擬實驗現(xiàn)象的物理過程，從而強(qiáng)化學(xué)生的表象，促進(jìn)學(xué)生識別實驗現(xiàn)象發(fā)生及變化的條件，然后再進(jìn)行抽象概括，形成概念規(guī)律或找出物理現(xiàn)象的共同特征。此模式以此流程為基礎(chǔ)可以有多種變式。例如，可以有多次演示實驗和模擬實驗，也可以利用計算機(jī)呈現(xiàn)問題情景、物理模型等作為補(bǔ)充。該模式的基本課程流程如下圖所示：