信息技術(shù)與物理課程建設(shè)融合實(shí)踐研究

王先美

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?信息技術(shù)對課程建設(shè)具有重要影響，現(xiàn)代信息教育化改革引導(dǎo)著各學(xué)科課程建設(shè)的方向。信息技術(shù)與物理課程建設(shè)融合從教學(xué)理念、教學(xué)方式、教學(xué)實(shí)踐等多個(gè)維度進(jìn)行融合。根據(jù)物理課程建設(shè)的特點(diǎn)，提出信息技術(shù)在物理課程建設(shè)的宏觀微觀視角知識學(xué)習(xí)、物理現(xiàn)象展示、物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M等方面進(jìn)行有機(jī)融合。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?信息技術(shù);教學(xué)實(shí)踐;物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M

[中圖分類號] ?G712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2021）44-0202-02

牛頓、愛因斯坦、霍金都是著名的物理學(xué)家，他們的研究改變了世界。關(guān)于力學(xué)、引力以及宇宙科學(xué)的研究和發(fā)展引領(lǐng)現(xiàn)代科技不斷探索、創(chuàng)新。物理學(xué)科是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)、構(gòu)成和作用規(guī)律的學(xué)科，物理學(xué)科的發(fā)展是人類科技發(fā)展的基礎(chǔ)。物理學(xué)的各種研究成果應(yīng)用在人類社會化學(xué)、能源、材料、動(dòng)力學(xué)、生物等多個(gè)領(lǐng)域。物理學(xué)是人類未來發(fā)展進(jìn)步的動(dòng)力。21世紀(jì)的物理學(xué)主要研究最新前沿科技，包括人工智能的多元融合、宇宙科學(xué)的發(fā)展。信息技術(shù)與物理課程的融合有利于提高物理學(xué)教學(xué)質(zhì)量，為學(xué)生創(chuàng)造更好的學(xué)習(xí)環(huán)境，激勵(lì)學(xué)生不斷探索更多的物理學(xué)天地。

一、物理學(xué)課程建設(shè)

（一）中學(xué)物理課程

中學(xué)物理課程內(nèi)容涉及熱學(xué)、力學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、固體物理學(xué)等。中學(xué)物理課程是學(xué)生掌握基礎(chǔ)物理知識，了解世界物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和規(guī)律，探索物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)和各種物理現(xiàn)象的原理的過程，是大學(xué)物理學(xué)的基礎(chǔ)階段。雖然中學(xué)階段物理學(xué)課程難度中等，物理學(xué)科內(nèi)容主要圍繞物質(zhì)、物質(zhì)之間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、力的作用、材料能源等基礎(chǔ)知識展開，但是中學(xué)物理學(xué)習(xí)是學(xué)生物理知識的基礎(chǔ)，是學(xué)生對物理世界基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和常識的掌握。這些教學(xué)內(nèi)容需要具有正規(guī)清晰的教學(xué)方法和理念，為學(xué)生以后深入探索物理打好基礎(chǔ)。中學(xué)物理課程建設(shè)方向主要?dú)w結(jié)為：知識與技能、過程與方法、科學(xué)精神和價(jià)值觀?？茖W(xué)價(jià)值觀的確立是物理學(xué)重要教學(xué)目標(biāo)，通過物理實(shí)驗(yàn)和各種物理知識的檢驗(yàn)，讓學(xué)生以科學(xué)的角度認(rèn)知世界，對各種奇妙物理現(xiàn)象展開研究，培養(yǎng)探索世界的好奇心和堅(jiān)持不懈追求世界真理的科學(xué)研究精神。

（二）中學(xué)物理課程建設(shè)

中學(xué)物理課程改革通過課程建設(shè)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新和改進(jìn)。物理課程建設(shè)從學(xué)校教學(xué)模式和教學(xué)環(huán)境、教學(xué)理念和教學(xué)實(shí)驗(yàn)等方面進(jìn)行，中學(xué)物理課程內(nèi)容分為初中物理和高中物理兩個(gè)階段，是一個(gè)循序漸進(jìn)的物理學(xué)教學(xué)過程。教學(xué)理念創(chuàng)新和改革要求信息技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的融合，從信息化、數(shù)字化、智能化角度教學(xué)。

信息化、人工智能、大數(shù)據(jù)應(yīng)用為教學(xué)條件的改革和創(chuàng)新提供良好的科技基礎(chǔ)，結(jié)合國內(nèi)最新前沿科技，不斷探索物理學(xué)科課程建設(shè)的方向，提高學(xué)校教育質(zhì)量。利用互聯(lián)網(wǎng)平臺將物理課程教育資源進(jìn)行共享，連接更多互聯(lián)網(wǎng)的趣味創(chuàng)意課程教學(xué)資源，為學(xué)生打造全新的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)空間。

二、信息技術(shù)在物理課程建設(shè)的應(yīng)用

（一）信息技術(shù)發(fā)展

信息技術(shù)是現(xiàn)代科技發(fā)展的結(jié)果，包括互聯(lián)網(wǎng)科技、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和人工智能等多個(gè)領(lǐng)域。信息技術(shù)在現(xiàn)代社會中的應(yīng)用主要有萬物互聯(lián)的物聯(lián)技術(shù)、智能互聯(lián)的技術(shù)，手機(jī)終端的普及改變了人們信息接收和交流方式，通信技術(shù)的變革改變了人們生活、工作和社交方式。

信息技術(shù)通過多媒體發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)信息交流平臺塑造人們的學(xué)習(xí)、對話。教育改革中信息技術(shù)的應(yīng)用表現(xiàn)在多個(gè)方面。我國教育改革在十五規(guī)劃中明確提出《信息技術(shù)與物理教學(xué)整合的模式與策略》，根據(jù)這一思想指導(dǎo)物理課程建設(shè)需要與信息技術(shù)融合，從物理課程教材、教學(xué)方法、課堂環(huán)境、教學(xué)手段、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等進(jìn)行實(shí)踐。

（二）信息技術(shù)與物理課程建設(shè)領(lǐng)域的融合

信息技術(shù)與物理課程建設(shè)融合主要表現(xiàn)在兩個(gè)層面：一是信息技術(shù)與物理課堂教學(xué)緊密結(jié)合，成為課程建設(shè)的構(gòu)成部分;二是物理學(xué)科的知識與信息技術(shù)融合，信息技術(shù)成為教學(xué)內(nèi)容的一部分。

（三）信息技術(shù)在物理課程建設(shè)中的應(yīng)用

物理教學(xué)采用多媒體技術(shù)將物理課程中的重難點(diǎn)部分通過形象演示和模擬進(jìn)行教學(xué)，提高物理課程教學(xué)的技術(shù)水平，確定新的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法及評測手段。信息技術(shù)在物理課程實(shí)踐中的應(yīng)用表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.物理課程實(shí)施的手段信息化

物理教材內(nèi)容結(jié)合多媒體媒介，向?qū)W生展示更加豐富精彩的內(nèi)容，引發(fā)學(xué)生思考和探索的興趣;動(dòng)畫演示或者三維模擬場景的方式讓學(xué)生更容易理解物理學(xué)的復(fù)雜物理知識和規(guī)律;天體知識離學(xué)生生活較遠(yuǎn)，學(xué)生平時(shí)很難建立起觀察的興趣，也很難記牢有關(guān)天體運(yùn)行的規(guī)律和特點(diǎn)，通過多媒體以及信息技術(shù)，將科技前沿觀點(diǎn)以直觀的方式展示給學(xué)生，播放天體運(yùn)動(dòng)模擬視頻或者進(jìn)入航空觀測視角，讓學(xué)生走近宇宙科學(xué)，拓寬學(xué)生的物理思維。

2.物理課程交流網(wǎng)絡(luò)化

通過學(xué)校建立對應(yīng)的物理課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站，通過網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)課堂教學(xué)指導(dǎo)、物理課程有關(guān)知識創(chuàng)新、趣味實(shí)驗(yàn)課程指導(dǎo)、國內(nèi)外物理研究知識、多領(lǐng)域物理課程拓展和研究等。學(xué)生通過校園物理課程建設(shè)網(wǎng)站了解實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)、教學(xué)內(nèi)容，對物理學(xué)習(xí)有更好的理解。物理課程建設(shè)通過網(wǎng)站提供交流評價(jià)平臺，讓學(xué)生參與評論，給出意見，促進(jìn)學(xué)生和老師的互動(dòng)關(guān)系。

三、課程實(shí)踐研究

物理課程的內(nèi)容包括微觀和宏觀視角，涉及的內(nèi)容和原理眾多，是其他學(xué)科和社會科技發(fā)展的基礎(chǔ)學(xué)科。物理學(xué)科具有實(shí)驗(yàn)精密性，探究事物彼此作用和運(yùn)行的物理規(guī)律。課程內(nèi)容實(shí)踐過程中采用多媒體科技進(jìn)行課程內(nèi)容展示，使學(xué)生進(jìn)入視、聽、思并用的教學(xué)環(huán)境，增加教學(xué)趣味性，激發(fā)學(xué)生的想象力，增加學(xué)生課堂互動(dòng)，提高物理課程教學(xué)的效率和質(zhì)量。

（一）復(fù)雜物理現(xiàn)象、物理過程的展示

在物理教學(xué)過程中，由于學(xué)生掌握的物理學(xué)知識較差，通過信息技術(shù)教學(xué)輔助學(xué)生更好地理解和獲取有關(guān)物理課程中復(fù)雜物理過程的有關(guān)知識和演示過程。物理教案中信息技術(shù)的融合創(chuàng)造出立體、形象、通俗的物理原理展示，通過記錄視頻和課后播放練習(xí)的方式解答學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的難點(diǎn)問題。

（二）抽象物理概念、物理規(guī)律的剖析

物理課程教學(xué)中有許多物理規(guī)律的理解和應(yīng)用，尤其是高等數(shù)學(xué)的物理表達(dá)公式，許多學(xué)生掌握、應(yīng)用得不牢固。采用信息技術(shù)融合方式，針對不同學(xué)生進(jìn)行針對性的輔導(dǎo)教學(xué)。以物理學(xué)中物理規(guī)律知識點(diǎn)掌握為例，通過信息技術(shù)手段了解和測評學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，指導(dǎo)學(xué)生了解有關(guān)的物理規(guī)律，突破教學(xué)難點(diǎn)。

（三）宏觀視角和微觀視角的知識學(xué)習(xí)

學(xué)校教學(xué)和生活環(huán)境處于中觀物理層面。物理教學(xué)涉及的宇宙天體有關(guān)知識、微觀視角電子、原子以及看不見的電磁場、作用力等，知識教學(xué)通過信息技術(shù)更加簡便、直接地展示出來。物體之間的電磁波通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察。生活中看不見的光學(xué)折射原理都是我們生活中肉眼無法輕易發(fā)現(xiàn)的事件。為了化解宏觀與微觀視角引起的認(rèn)知沖突，需要借助互聯(lián)網(wǎng)仿真軟件和多媒體，將物理教學(xué)中比較抽象的知識進(jìn)行模擬和演示，使學(xué)生更好地理解。

（四）實(shí)驗(yàn)過程中難做實(shí)驗(yàn)的模擬

物理教學(xué)的各種規(guī)律和原理通過大量真實(shí)、準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)過程完成驗(yàn)證。物理教學(xué)需要建立正確的科學(xué)研究方法和世界觀。物理教學(xué)不但需要通過實(shí)驗(yàn)完成物理知識的驗(yàn)證，還需要教育學(xué)生遵循科學(xué)方法進(jìn)行物理知識探索。

傳統(tǒng)教學(xué)方式中實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)過程比較落后，引入信息技術(shù)，采用3D模擬和演化，利用信息世界的豐富資源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程準(zhǔn)確記錄各種變化和參數(shù)，采用軟件進(jìn)行驗(yàn)證，通過系統(tǒng)仿真程序完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)運(yùn)行到實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證。

四、結(jié)論

物理課程建設(shè)與信息技術(shù)的融合是現(xiàn)代教育改革的重要方向。不斷更新的信息技術(shù)已經(jīng)延伸至社會科技創(chuàng)新、物理知識研究和社會生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。信息技術(shù)與物理課程建設(shè)的融合是一項(xiàng)系統(tǒng)長期的工程。

物理課程內(nèi)容的設(shè)置既包括物理理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，又包括物理學(xué)研究方法和科學(xué)精神的學(xué)習(xí)。中學(xué)物理課程涉及物理基礎(chǔ)知識理論和物理探索基本技能、物理發(fā)展的前沿科技成果和研究理論。物理學(xué)研究是多學(xué)科互相滲透的結(jié)果，讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)物理知識，樹立科學(xué)的世界觀，了解物理學(xué)帶給世界的改變和科技進(jìn)步取得的發(fā)展。

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◎編輯 栗國花