高校物理課程優(yōu)化中信息技術(shù)的應(yīng)用研究

張枝芝，黃靜靜

(黃河交通學(xué)院，河南 焦作 454950)

0 引言

信息技術(shù)是利用計算機、網(wǎng)絡(luò)等軟硬件，對文字、圖像、聲音等各種信息進行加工處理后再存儲使用的技術(shù)的總稱。在教育領(lǐng)域，傳統(tǒng)的教學(xué)模式正在被以網(wǎng)絡(luò)為中心的信息技術(shù)多媒體教學(xué)模式所取代?！按髮W(xué)物理”是大學(xué)期間一門重要的基礎(chǔ)課程，隨著教學(xué)改革的不斷深化，大學(xué)物理教育也很有必要加快改革的步伐，以便更好地適應(yīng)學(xué)生的發(fā)展需要，本文分析了大學(xué)物理課教學(xué)的現(xiàn)狀，提出了信息化教學(xué)在大學(xué)物理教學(xué)中的具體應(yīng)用。多媒體教學(xué)內(nèi)容豐富，方式靈活，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，有效地突破教學(xué)難點，起到事半功倍的效果。信息技術(shù)正在成為創(chuàng)造思維的源泉，使一些想法付諸實際。

1 大學(xué)物理教學(xué)的現(xiàn)實狀況和問題

傳統(tǒng)的教學(xué)是以教師為中心的授課模式，教師利用課件或板書，或者結(jié)合簡單的教具進行知識點解說。這種方式互動性不強、反饋不及時，教師不能及時掌握學(xué)生知識的獲取情況。該模式往往忽視學(xué)生的參與度，學(xué)生的學(xué)習(xí)較為被動，不能發(fā)揮其主觀能動性，導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量不高。

現(xiàn)代大學(xué)的物理教學(xué)仍是以教材為中心，以書本作為知識載體。教材教輔更新周期長，最新的物理知識不能在教材教參中體現(xiàn)，知識與社會發(fā)展不相適應(yīng)。大學(xué)物理教學(xué)一般都是圍繞經(jīng)典物理知識進行授課。在信息技術(shù)日新月異的今天，開放式的教材和教學(xué)內(nèi)容是必需的，引導(dǎo)學(xué)生利用信息技術(shù)掌握前沿知識是當今大學(xué)的首要任務(wù)。

物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，物理的教學(xué)過程也是研究物理現(xiàn)象的過程，學(xué)生對物理學(xué)的學(xué)習(xí)要通過構(gòu)建物理模型、依靠物理現(xiàn)象來進行更加直觀的理解。在教學(xué)中，信息技術(shù)能模擬出物理過程和實驗結(jié)果，動態(tài)展示實驗現(xiàn)象，能將漫長或瞬間的演示實驗變得可控、有序。

信息技術(shù)在物理教學(xué)中，一般限于PPT，F(xiàn)LASH等工具的簡單使用。更有部分教師認為講解物理的邏輯推導(dǎo)過程，用板書一步一步地講解比課件展示的教學(xué)效果要好很多。教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，不能只滿足于講解教材上的內(nèi)容，學(xué)生也不應(yīng)只滿足于考試過關(guān)。

2 計算機信息技術(shù)給物理教學(xué)注入新的活力

2.1 利用多媒體等信息技術(shù)教學(xué)，有利于學(xué)生集中精神獲取知識

經(jīng)心理學(xué)家特瑞赤拉的實驗證明，人類從外界獲取的信息中，83%是通過視覺，11%是通過聽覺。由此可見，在教學(xué)中使用視覺和聽覺的重要性。顯然，多媒體教學(xué)所傳授的知識信息量要遠大于傳統(tǒng)的板書教學(xué)。利用信息技術(shù)的多媒體教學(xué)，使抽象的知識變得直觀，有立體感。比如：用多媒體課件播放伽利略的比薩斜塔實驗，學(xué)生感受深刻；利用多媒體還原牛頓管的現(xiàn)象，課堂效果會更出色。

2.2 信息技術(shù)的應(yīng)用有利于提高教學(xué)效率

以“粉筆+黑板”為主的傳統(tǒng)教學(xué)中，比較困難的是教師用何種語言何種方法進行講授，才能使學(xué)生思維達到最佳狀態(tài)，進而提高教學(xué)效果。信息技術(shù)的應(yīng)用可以最大限度地增強教學(xué)媒介的表現(xiàn)力，可以將一些物理理論的應(yīng)用、現(xiàn)象的總結(jié)、相關(guān)知識的拓展做成幻燈片或網(wǎng)頁，從而提高教學(xué)效率。比如伽利略認為自由落體是初速度為零的勻加速直線運動，采用多媒體教學(xué)，通過觀看視頻將整個實驗的過程展示給學(xué)生，加深其對知識的理解，還解決了沒有頻閃相機進行驗證的難題。

2.3 以多媒體為中心的信息技術(shù)改變了教學(xué)環(huán)境

新型教學(xué)模式指學(xué)生探索、交互指導(dǎo)。在教學(xué)過程中，針對選定的主題，將學(xué)生分成小組，開展合作學(xué)習(xí)。這要求小組自我分工、文獻查詢、知識匯總、分析梳理、交流討論、形成結(jié)論，完成寫作，最后進行成果展示，師生共同點評成果。在這個過程中，使學(xué)生真正成為知識意義的主動發(fā)現(xiàn)者。在信息化教學(xué)過程中，教師角色中部分“輸送知識”的作用將由網(wǎng)絡(luò)替代。教師的角色逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椤罢n程的組織者、情感的支持者、學(xué)習(xí)的參與者、信息的咨詢者”，利用計算機網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)設(shè)一個既虛擬又現(xiàn)實的情境，使教師更方便地進行角色互動，學(xué)生也可發(fā)揮自身的主動性、積極性和創(chuàng)新精神。

利用現(xiàn)代信息技術(shù)可以構(gòu)建多種形式的教學(xué)環(huán)境，如多媒體綜合教室、多媒體計算機網(wǎng)絡(luò)教室、電子閱覽室、基于互聯(lián)網(wǎng)的遠程教學(xué)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)微課堂等。在課堂教學(xué)中應(yīng)用多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠創(chuàng)造和展示各種接近現(xiàn)實的學(xué)習(xí)情境，把抽象的知識與現(xiàn)實生活結(jié)合起來，激發(fā)學(xué)生的思維。這不僅是一種教育形式的改革，更是一種教育的辯證思想[1]。

2.4 利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立局域網(wǎng)，實現(xiàn)資源共享

在校內(nèi)建設(shè)網(wǎng)站，通過上傳下載資料，實現(xiàn)信息資源的綜合化。同學(xué)科的教師可以構(gòu)建一個大學(xué)物理的學(xué)習(xí)版塊，教師可以留言討論，和學(xué)生互動，針對學(xué)生的個性特點“因材施教”，做到一對一指導(dǎo)。網(wǎng)站可由同學(xué)科教師、學(xué)生來維護更新，其勢必會成為一個強大的大學(xué)物理教學(xué)基地。網(wǎng)站的建設(shè)不但有助于某一所學(xué)校教學(xué)水平的提高，而且開放的、綜合的信息資源對于提高更大范圍的學(xué)科教學(xué)水平具有積極的促進作用[2]。

2.5 將抽象的知識可視化，便于學(xué)生理解接受

大學(xué)物理學(xué)習(xí)需要利用抽象思維，把教師講授的知識在大腦中構(gòu)建出來，呈現(xiàn)多空間模型，才能有效地理解知識。但由于學(xué)生的個體差異，理解不同，構(gòu)建的想象模型也不同，會導(dǎo)致偏差甚至理解不正確。利用信息技術(shù)進行演示，能提高學(xué)生的思維能力，使其正確理解實驗原理，增強主動學(xué)習(xí)的欲望。大學(xué)物理所研究的對象，小到微觀粒子，大到星球天體，這些對象在教學(xué)中是不能進行現(xiàn)場觀察的。還有一些物理實驗，從頭到尾只是內(nèi)部發(fā)生變化，難以觀察。針對微觀粒子、宇宙天體的實驗，可以借助信息技術(shù)手段讓學(xué)生更加直觀地了解到物理的奧秘。比如電子自旋共振、置子糾纏態(tài)的制備與測量等有關(guān)原子分子物理和量子物理的實驗，理論上比較抽象，實驗中只能觀察到一些宏觀的物理現(xiàn)象，卻難以觀察到微觀的物理過程。除此之外，在實踐教學(xué)中很多教學(xué)內(nèi)容受到各種客觀條件的影響，教學(xué)成果不能被學(xué)生直接觀測到，比如：真空實驗中所用的機械泵和分子泵，教師難以用語言表述清楚其結(jié)構(gòu)和工作原理。運用信息技術(shù)可以將原先較為抽象的知識具體化，將老師不能很好表達的相關(guān)內(nèi)容讓學(xué)生進行更加直觀的體驗，深化教學(xué)成果，提高教學(xué)的整體效率[3]。

3 利用信息技術(shù)，實現(xiàn)大學(xué)物理教學(xué)改革

信息技術(shù)改變了人類學(xué)習(xí)的方式，打破了地理地域的限制，使得知識的來源更加多樣化，互通互聯(lián)，人們可以隨時隨地進行面對面的交流、討論。以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的信息技術(shù)對現(xiàn)實生活、生產(chǎn)及教育等多方面產(chǎn)生了深遠影響，利用信息技術(shù)進行教學(xué)更是未來教學(xué)發(fā)展的最終趨勢。信息技術(shù)教學(xué)使學(xué)習(xí)者能夠多途徑、多方法地進行知識的積累，教師能夠以創(chuàng)新方式進行教學(xué)。信息技術(shù)對教師來說應(yīng)該像其他教學(xué)工具一樣，成為教學(xué)的重要組成部分。學(xué)生則可根據(jù)需要來選擇工具，幫助自己及時地獲取信息，對其進行分析并表達出來，以此進行知識的更新，為后續(xù)的成長和走向社會打下堅實的基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)課堂教學(xué)具有面對面直接交流的優(yōu)勢，教師在學(xué)生學(xué)習(xí)動力的提高、新知識的獲取等方面起主導(dǎo)作用，這是任何信息技術(shù)都代替不了的。但傳統(tǒng)教學(xué)在現(xiàn)代文明快速發(fā)展的今天已明顯不適應(yīng)社會發(fā)展的需要。

在信息技術(shù)時代下，教學(xué)改革更不應(yīng)該落伍。傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)不能有效地滿足現(xiàn)代課堂老師以及學(xué)生對于課堂文化和課堂教學(xué)活動的要求，面對這種情況，教師們不應(yīng)被動接受，而是應(yīng)該在教學(xué)實踐中大膽嘗試，找到新型的教學(xué)模式，使現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合，找到適合自己和自己學(xué)生的教學(xué)模式[4]。在傳統(tǒng)教學(xué)模式和新的教學(xué)途徑相結(jié)合之后，教師、學(xué)生、媒體、教材之間應(yīng)形成良性的互動，不能過分地偏重于任何一方，這種互動應(yīng)該是具有生命力的。在教師總結(jié)出新的模式之后，教師以及相關(guān)計劃的組織者也應(yīng)該充分轉(zhuǎn)變自己對于教學(xué)模式的看法，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已滿足不了學(xué)生的需要，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該不僅局限在課堂中。運用計算機技術(shù)能把講課拓展到計算機、多媒體互聯(lián)網(wǎng)等各個平臺之上，深化教學(xué)成果，提高教學(xué)效率。教學(xué)永遠沒有完美的，在總結(jié)出新的教學(xué)模式之后，相關(guān)人員也不能自滿于相關(guān)成就，要在之后的教學(xué)實踐中根據(jù)客觀的需要不斷優(yōu)化相關(guān)教學(xué)模式，始終將學(xué)生的利益放在首位。

4 結(jié)語

以方便教學(xué)、有助學(xué)生接受為前提，緊扣教學(xué)內(nèi)容，發(fā)揮多媒體優(yōu)勢，為提高教學(xué)質(zhì)量，教師要學(xué)習(xí)最新的知識，嘗試創(chuàng)新教學(xué)。此外，學(xué)校應(yīng)利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算、在線協(xié)作課堂等，開發(fā)出開放的數(shù)據(jù)庫網(wǎng)站，實現(xiàn)成果共享，使信息技術(shù)在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中發(fā)揮更大的作用。