信息技術(shù)與電磁學(xué)課程整合實(shí)踐研究

張挺

摘 要：電磁學(xué)是高中物理教學(xué)中十分重要的教學(xué)內(nèi)容，但對于學(xué)而言，也是最抽象、難懂的知識(shí)內(nèi)容，因?yàn)闊o論是磁場、電磁波還是電磁感應(yīng)，都是學(xué)生無法用肉眼直接看見的。而信息技術(shù)與電磁學(xué)課程的整合，有效解決了這一問題，教師可以利用信息技術(shù)虛擬、仿真方面的優(yōu)勢特性，幫助學(xué)生更好的理解知識(shí)。對此，就信息技術(shù)與電磁學(xué)課程整合實(shí)踐做出相關(guān)探索研究。

關(guān)鍵詞：高中物理;信息技術(shù);電磁學(xué);課程整合

中圖分類號(hào)：G63 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1673-9132（2022）14-0032-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2022.14.011

當(dāng)下已經(jīng)正式進(jìn)入信息化的時(shí)代中，信息技術(shù)改變了人們的生活，同時(shí)也推動(dòng)了課程教育變革，教師可以利用信息技術(shù)虛擬、方針、計(jì)算、檢索方面的優(yōu)勢，助力課程教學(xué)難點(diǎn)突破。如在高中物理電磁學(xué)課程中，信息技術(shù)的整合應(yīng)用就極具重要意義，可以化抽象為立體，幫助學(xué)生更好地構(gòu)建電磁模型，值得在今后的教學(xué)中教師做出更加深入的研究探索。

一、信息技術(shù)與電磁學(xué)課程整合實(shí)踐條件

信息技術(shù)與電磁學(xué)課程整合具有重要意義，可以幫助學(xué)生更好的突破課程學(xué)習(xí)難點(diǎn)，但前提基礎(chǔ)是必須要具備以下實(shí)踐條件。首先，整合實(shí)踐的硬件基礎(chǔ)設(shè)施，若是想要促使信息技術(shù)與電磁學(xué)課程得到有效的整合，學(xué)校的硬件基礎(chǔ)設(shè)施必須要完善，應(yīng)確保每個(gè)教室都配備投影儀、計(jì)算機(jī)、校園網(wǎng)絡(luò)接口、多媒體音響設(shè)備等。同時(shí)，最好還要配備網(wǎng)絡(luò)閱覽室，為教師的教研提供支持。其次，整合實(shí)踐的軟件基礎(chǔ)條件，信息技術(shù)與電磁學(xué)課程整合，還必須要有相關(guān)軟件平臺(tái)作為支持，如校園網(wǎng)、教學(xué)資源庫、Moodle教學(xué)平臺(tái)、Flash、Office、3D模擬仿真軟件等，通過這些軟件平臺(tái)的支持，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的計(jì)算、圖像的制作、實(shí)驗(yàn)的模擬等[1]。最后，整合實(shí)踐的能力基礎(chǔ)。這也是信息技術(shù)與電磁學(xué)課程整合實(shí)踐最重要的基礎(chǔ)條件，信息技術(shù)與電磁學(xué)課程整合并不是簡單地利用信息技術(shù)播放視頻，其中涉及信息學(xué)、教育學(xué)等多方面的知識(shí)，若是想要實(shí)現(xiàn)更好的整合效果，教師必須要具備多元的素質(zhì)能力和與時(shí)俱進(jìn)的觀念認(rèn)識(shí)，立足于高中電磁學(xué)課程特點(diǎn)，準(zhǔn)確找出信息技術(shù)的結(jié)合點(diǎn)。為此在整合信息技術(shù)的電磁學(xué)課程教學(xué)中，教師必須要加強(qiáng)教研學(xué)習(xí)，不斷提升自身的課程整合能力。

二、信息技術(shù)與電磁學(xué)課程整合實(shí)踐方式

（一）模擬+抽象模式的整合實(shí)踐

高中階段的物理教學(xué)活動(dòng)開展過程中，電磁學(xué)課程是必不可少的組成部分。而從以往學(xué)生課程學(xué)習(xí)的角度來進(jìn)行分析，學(xué)生在進(jìn)行這一部分知識(shí)學(xué)習(xí)的過程中普遍感到難度較高，而且存在學(xué)習(xí)效果不佳的問題。這也在一定程度上影響了部分學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣，不只會(huì)影響到這一部分物理知識(shí)的學(xué)習(xí)，也會(huì)給學(xué)生其他部分物理知識(shí)的學(xué)習(xí)帶來負(fù)面影響，由于電磁是看不見、摸不到、聽不見的，且很難用語言進(jìn)行描述，在教學(xué)過程中，若是單依靠教師口述講解，是很難實(shí)現(xiàn)理想教學(xué)效果的。尤其是在所需要學(xué)習(xí)的相關(guān)內(nèi)容比較枯燥的情況之下，很容易導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中產(chǎn)生厭煩感以及枯燥感，而為了有效保證課堂教學(xué)活動(dòng)的開展效率，很多教師也都在積極地進(jìn)行教學(xué)方法的創(chuàng)新，但是無論采用哪一種教學(xué)方法，要想實(shí)現(xiàn)更好的教學(xué)效果，為學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)質(zhì)量的有效優(yōu)化打下良好的基礎(chǔ)，都需要能夠采取有效的措施將抽象的知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化成具體生動(dòng)的形象，為學(xué)生模擬電磁運(yùn)動(dòng)的相關(guān)過程，如此學(xué)生對于知識(shí)的印象才能更加深刻，學(xué)習(xí)效果才能得到有效改善。

而在信息化的時(shí)代背景下，教師可以借助信息技術(shù)，尤其是利用現(xiàn)階段社會(huì)上比較流行的一些新型的信息技術(shù)，使得抽象的知識(shí)點(diǎn)能夠得以更加形象化的呈現(xiàn)，將電磁現(xiàn)象抽象模擬出來，因此“模擬+抽象模式”是信息技術(shù)與電磁學(xué)課程整合中非常適用的一種整合實(shí)踐模式[2]。在該模式中，利用信息技術(shù)虛擬仿真、立體直觀的特點(diǎn)，對電磁現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)過程進(jìn)行模擬，以此將一些不可見的因素及變化規(guī)律呈現(xiàn)在學(xué)生面前，這樣就可以化無形為有形，化抽象為形象，從而降低知識(shí)思考難度，幫助學(xué)生化解知識(shí)理解困難。這樣，學(xué)生就可以突破對知識(shí)的表象認(rèn)識(shí)，促使學(xué)生對電磁概念、規(guī)律有更加深刻的理解，這樣就可以突破高中物理電磁學(xué)課程學(xué)習(xí)瓶頸，是信息技術(shù)與電磁學(xué)課程有效整合實(shí)踐的體現(xiàn)。

上述教學(xué)程序并不是一成不變的，在實(shí)際教學(xué)過程中，教師應(yīng)該立足于具體電磁學(xué)課程內(nèi)容針對性的進(jìn)行調(diào)整。具體教學(xué)策略如下：第一，結(jié)合電磁學(xué)課程基本內(nèi)容以及學(xué)生學(xué)習(xí)特征、學(xué)習(xí)需求及認(rèn)知水平，有針對性的選擇好教學(xué)中使用的信息技術(shù)硬件和軟件，然后對教學(xué)資源做出有效的設(shè)計(jì)組織。如基于電磁學(xué)課程特性，教師可以利用DMS建模軟件將抽象磁感性、小磁針繪制出來，通過直觀的軟件，控制模塊改變電流的大小，讓學(xué)生對各階段磁感線的偏離程度及兩級(jí)磁感線的延伸方向、閉合點(diǎn)進(jìn)行觀察，帶領(lǐng)學(xué)生突破課程難點(diǎn)核心。

第二，在實(shí)際教學(xué)過程中，教師要結(jié)合課堂教學(xué)反應(yīng)，決定是否需要對模擬實(shí)驗(yàn)重復(fù)操作。教師應(yīng)及時(shí)觀察學(xué)生反應(yīng)，做好對教學(xué)速度的調(diào)整。

第三，在進(jìn)行電磁學(xué)模擬演示實(shí)驗(yàn)前，教師要做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，如要結(jié)合模擬實(shí)驗(yàn)觀察要點(diǎn)向?qū)W生詳細(xì)說明，以此確保在模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生可以更好地對實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出觀測和反饋。如通過上述研究介紹可以發(fā)現(xiàn)，在“模擬+抽象模式”的信息技術(shù)電磁學(xué)課程結(jié)合教學(xué)模式中，還是整體沿用了傳統(tǒng)傳授到接受的教學(xué)流程，只不過是在教學(xué)過程當(dāng)中巧妙運(yùn)用了信息技術(shù)作為演示或者實(shí)驗(yàn)的工具。在教學(xué)過程中，教師整體還是處于引導(dǎo)和啟發(fā)的位置。教師要通過信息技術(shù)設(shè)備的有效運(yùn)用，更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的感官體驗(yàn)，架起知識(shí)從抽象到具象的橋梁，從而使學(xué)生對電磁學(xué)知識(shí)有更加深刻的理解，為電磁學(xué)的課程教學(xué)目標(biāo)落實(shí)提供保障。

（二）計(jì)算機(jī)分析+探究模式的整合實(shí)踐

高中物理電磁學(xué)是抽象性較強(qiáng)的知識(shí)課程，雖然相比于其他年齡段的學(xué)生來說，高中階段學(xué)生的抽象思維能力已經(jīng)獲得了一定程度的發(fā)展，但是從以往學(xué)生課程學(xué)習(xí)的角度來進(jìn)行分析，他們在學(xué)習(xí)電磁學(xué)這部分知識(shí)內(nèi)容的過程中依然存在一系列的困難，其中理解方面的困難往往占據(jù)首要位置。如果上述問題無法得到合理有效地解決，則會(huì)給學(xué)生后續(xù)物理知識(shí)的高質(zhì)量學(xué)習(xí)帶來一系列負(fù)面的影響，不利于學(xué)生整體學(xué)習(xí)效果的保證。在教學(xué)過程中，若是僅依靠教師的口述講解，學(xué)生往往很難體會(huì)知識(shí)的含義，必須要引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手體驗(yàn)。但眾所周知，電磁學(xué)知識(shí)是看不見、摸不到的，很難動(dòng)手實(shí)踐，這也是以往教學(xué)中困擾教師最大的問題。而信息技術(shù)與電磁學(xué)課程整合，有效地解決了這一困難。

從信息技術(shù)自身特點(diǎn)的角度來進(jìn)行分析，其最為主要的一個(gè)特性就是夠?qū)⒁恍┏橄蟮氖挛镛D(zhuǎn)化成有趣以及生動(dòng)的形象，進(jìn)而使得學(xué)生在某一部分知識(shí)的學(xué)習(xí)過程中難度能夠得到進(jìn)一步降低。在實(shí)際教育教學(xué)活動(dòng)的組織過程中，教師可以利用信息技術(shù)強(qiáng)大的計(jì)算處理能力，為學(xué)生構(gòu)建“計(jì)算機(jī)分析+探究模式”。在此種教學(xué)模式中，教師可以將計(jì)算機(jī)軟件作為信息及加工分析工具，通過計(jì)算機(jī)強(qiáng)化的計(jì)算分析能力，對固有的知識(shí)信息進(jìn)行加工引導(dǎo)，以此快速獲取信息數(shù)據(jù)，激發(fā)學(xué)生對電磁學(xué)課程知識(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)過程中，教師可以先通過計(jì)算機(jī)信息軟件，為學(xué)生模擬相關(guān)教學(xué)情境，為學(xué)生提供了解知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)資源。之后，有效結(jié)合本節(jié)課教學(xué)活動(dòng)開展過程中所涉及的重難點(diǎn)問題，為班級(jí)學(xué)生合理設(shè)置思考問題的，使學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)的過程中能夠有明確的方向，進(jìn)而結(jié)合自身的學(xué)習(xí)需要以及本節(jié)課的實(shí)際需求針對性地開展相應(yīng)的探索活動(dòng)，然后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。通過對于信息技術(shù)進(jìn)行合理有效的應(yīng)用，以此突破傳統(tǒng)教學(xué)的局限性，使學(xué)生的課堂操作能夠真正打破空間以及時(shí)間所帶來的一系列限制，促使學(xué)生能夠利用信息技術(shù)反復(fù)針對相關(guān)問題進(jìn)行試驗(yàn)操作，為學(xué)生的知識(shí)操作學(xué)習(xí)增添助力，促使學(xué)生對于相關(guān)部分知識(shí)的理解以及認(rèn)識(shí)能夠更加深化，為學(xué)生整體學(xué)習(xí)效果的優(yōu)化打下良好的基礎(chǔ)。

在信息技術(shù)與電磁學(xué)課程整合實(shí)踐過程中應(yīng)用“計(jì)算機(jī)分析+探究模式”有以下幾個(gè)方面需要注意：第一，此種模式的應(yīng)用對學(xué)生的計(jì)算機(jī)軟件操作能力具有一定的要求，學(xué)生若是想要更好地進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)操作，就必須要具備一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)。因此在應(yīng)用該模式前，教師應(yīng)將實(shí)驗(yàn)步驟向?qū)W生講解清楚，并向?qū)W生傳授講解基本操作要點(diǎn)，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師還要對學(xué)生的計(jì)算機(jī)操作結(jié)果進(jìn)行查看，確保學(xué)生能夠給出有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

如在電磁學(xué)課程中，應(yīng)用“計(jì)算機(jī)分析+探究模式”，教師需要指導(dǎo)學(xué)生Interactive Physics計(jì)算機(jī)軟件的操作使用，利用該軟件的模擬分析功能，探究各因子對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，確保學(xué)生實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，能夠揭露電磁感應(yīng)作用的本質(zhì)。同時(shí)，還要幫助學(xué)生掌握Matlab、Tracker等分析數(shù)據(jù)軟件的基本使用，以此促使學(xué)生能夠更加深入的研究電磁作用規(guī)律，結(jié)合電腦軟件中表現(xiàn)出的作用力的大小變化，進(jìn)行電磁感線的曲線擬合，得到更加準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

第二，應(yīng)用“計(jì)算機(jī)分析+探究模式”的高中物理電磁學(xué)教學(xué)中，必須要將學(xué)生作為課程教學(xué)的主體，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程必須要由學(xué)生自身完成，教師只要扮演好引導(dǎo)角色即可。同時(shí)教師要為學(xué)生搭建良好的物理實(shí)驗(yàn)環(huán)境，結(jié)合電磁學(xué)教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的教學(xué)情境，以此更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，確保學(xué)生能夠順利完成實(shí)驗(yàn)。

（三）互聯(lián)網(wǎng)+探究模式的整合實(shí)踐

在信息技術(shù)時(shí)代，教師傳授學(xué)生知識(shí)只是眾多途徑中的一種，學(xué)生可以借助網(wǎng)絡(luò)渠道，從多途徑中獲取知識(shí)，這為學(xué)生知識(shí)眼界的拓寬提供了極大的保障。尤其是對于新時(shí)代的高中生來說，他們所生活的時(shí)代也是一個(gè)知識(shí)快速更新的時(shí)代，因此，學(xué)生要想在社會(huì)中更好地立足，單純依靠在課堂中所學(xué)習(xí)到的知識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這就需要學(xué)生自身能夠具備終身學(xué)習(xí)以及持續(xù)學(xué)習(xí)的能力。而在教學(xué)活動(dòng)的開展過程中，教師就需要能夠重視采取有效的手段拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)氛圍，通過合理應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)模式，使學(xué)生能夠借助互聯(lián)網(wǎng)中豐富的資源對自身的知識(shí)儲(chǔ)備進(jìn)行有效拓展，同時(shí)掌握利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行學(xué)習(xí)的方法，結(jié)合實(shí)際的工作以及生活不斷更新自身的知識(shí)體系。

電磁學(xué)在現(xiàn)在社會(huì)生活中有廣泛的應(yīng)用，尤其是從未來的角度來進(jìn)行分析，這一領(lǐng)域自身也擁有著十分廣闊的發(fā)展前景，但依靠課本中的知識(shí)學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠了解懂得的電磁學(xué)知識(shí)只是物理世界中的冰山一角，對于相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)很難真正保證深度。為促使學(xué)生的學(xué)習(xí)視野得到更好的拓寬，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的自主學(xué)習(xí)能力，在信息技術(shù)與電磁學(xué)課程整合的過程中，教師還可以采用“互聯(lián)網(wǎng)+探究模式”引領(lǐng)學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)，具體教學(xué)方法如下。

第一，在應(yīng)用此種模式時(shí)，教師要為學(xué)生確定明確的主題。為避免學(xué)生自主搜索的盲目性和無序性，教師應(yīng)該立足于課程教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生提供與課程內(nèi)容緊密結(jié)合的探究主題，以此確保學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)探究學(xué)習(xí)更加具有針對性，可以為教學(xué)目標(biāo)的落實(shí)提供服務(wù)。如“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”是高中電磁學(xué)課程中的重要內(nèi)容，且在現(xiàn)代社會(huì)中有極其廣泛的應(yīng)用，在應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+探究模式”的信息技術(shù)電磁學(xué)課程整合中，教師就可以將“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”作為探究主題，讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)搜集相關(guān)資料，研究分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象在現(xiàn)代社會(huì)的應(yīng)用及發(fā)展前景。

第二，允許學(xué)習(xí)結(jié)果的多樣性，信息技術(shù)的快速發(fā)展為物理教學(xué)提供了豐富的手段。在高中物理電磁學(xué)課程教學(xué)中應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+探究模式”，教師是要允許學(xué)生學(xué)習(xí)的多樣性，學(xué)生可以通過各種學(xué)習(xí)網(wǎng)站進(jìn)行學(xué)習(xí)，同時(shí)也可以產(chǎn)生圖片、音頻、視頻等多種學(xué)習(xí)表現(xiàn)成果[3]。

第三，充分發(fā)揮協(xié)作作用，協(xié)作學(xué)習(xí)是近些年教育界比較火熱的話題，通過協(xié)作學(xué)習(xí)，可以培養(yǎng)學(xué)生多種學(xué)習(xí)能力，因此在信息技術(shù)與電磁學(xué)課程整合實(shí)踐中應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+探究模式”，教師也可以引導(dǎo)學(xué)生采用小組協(xié)作的方式。教師可讓學(xué)生以小組為單位，共同對教師布置的探究主題內(nèi)容進(jìn)行資料搜索并整理交流。在這個(gè)過程中，學(xué)生會(huì)得到更好的啟發(fā)，對于電磁學(xué)知識(shí)的理解也會(huì)更加深入。

三、結(jié)語

電磁學(xué)一直以來都是高中物理教學(xué)中的難點(diǎn)，而信息技術(shù)與電磁學(xué)課程的整合，為學(xué)生電磁學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)增添了助力。本文對信息技術(shù)與電磁學(xué)課程整合實(shí)踐進(jìn)行了研究探索，并提出了三種整合模式，即模擬+抽象模式、計(jì)算機(jī)分析+探究模式、互聯(lián)網(wǎng)+探究模式，希望能夠?yàn)榻處熗侍峁﹩⑹窘梃b，促使高中物理電磁學(xué)課程教學(xué)效率得到更好的提升。

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