信息技術(shù)與高中物理教學(xué)整合的實(shí)踐與思考

葉家春

摘 要：信息技術(shù)與課程的融合，是指在課程教育過程中將計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息系統(tǒng)教學(xué)資源、信息技術(shù)方法、人力資源與教學(xué)內(nèi)容有機(jī)整合，共同完成課程教學(xué)任務(wù)的一種全新教學(xué)模式。在我國實(shí)施新時代基礎(chǔ)教育教學(xué)改革過程中，將信息技術(shù)與課程融合的意義很大，兩者之間有著密不可分的聯(lián)系，其承載著傳統(tǒng)教育模式的繼承與變革能力，是有著獨(dú)立特色的新教育類型。通過運(yùn)用信息化手段積極地變革課堂管理模式與教學(xué)方法，是一個全新的教與學(xué)的教學(xué)方法，旨在以學(xué)生為主體，通過充分調(diào)動學(xué)生的主動性、積極作用與創(chuàng)新能力，讓學(xué)生真正掌握所學(xué)知識。此種教學(xué)方法的運(yùn)用主要是為在學(xué)生自主掌握專業(yè)知識的過程中，訓(xùn)練其知識能力和創(chuàng)新能力。本文從信息技術(shù)與高中物理整合的重要意義著手，對現(xiàn)階段信息技術(shù)應(yīng)用于高中物理教學(xué)中的問題進(jìn)行分析，并探究解決教學(xué)中所出現(xiàn)的問題，旨在為日后相關(guān)人員對此方面問題的研究提供參考性建議。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);高中物理教學(xué);教學(xué)整合

信息技術(shù)與物理的融合，其本質(zhì)就是要轉(zhuǎn)變課程中的思維表現(xiàn)方式、教學(xué)方式、復(fù)習(xí)方法，以及與教師互動方法。在高中的物理問題教學(xué)模式過程中，以信息作為主要教育手段，實(shí)現(xiàn)了信息與物理的融合。傳統(tǒng)教學(xué)方法的主要問題是，學(xué)生讀書趣味缺乏，認(rèn)識面狹隘，分析和解決問題能力不足，并且動手能力低下，這些問題已經(jīng)成為目前高中物理學(xué)課程迫在眉睫且必須克服的主要問題。將信息化融入學(xué)物理課堂，作為物理學(xué)科教學(xué)的一部分，能夠有助于學(xué)生了解現(xiàn)代信息化環(huán)境，增進(jìn)物理學(xué)科教學(xué)內(nèi)容和真實(shí)世界的聯(lián)系，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。筆者所在區(qū)域進(jìn)行的信息技術(shù)2.0提升工程、一師一優(yōu)課等活動，在此背景下筆者主持了課題“信息技術(shù)2.0應(yīng)用能力提升工程背景下物理教學(xué)研究與實(shí)踐”，通過課題開展與實(shí)踐加強(qiáng)信息化在物理教學(xué)流程中的作用，有著很大的現(xiàn)實(shí)意義。

一、信息技術(shù)與高中物理融合的重要意義

首先，將信息技術(shù)與高中物理學(xué)學(xué)科進(jìn)行融合可以有效推動學(xué)生教育方式的轉(zhuǎn)變，而物理學(xué)學(xué)科與信息技術(shù)的融合，就要求物理教師做好準(zhǔn)備工作，不只是備教材、備學(xué)生，還需要備教育與技術(shù)上的融合[1]。而完美的融合可以給學(xué)生一種美好的體驗(yàn)，首先，可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提升課堂效果。完美的融合還可以激發(fā)教師的工作熱情，提升教師的專業(yè)水準(zhǔn)。其次，推動了學(xué)生學(xué)習(xí)方法的改變。物理學(xué)科與信息技術(shù)的融合，能夠讓更多的學(xué)生積極、主動地學(xué)習(xí)，更可以彰顯教師因材施教的原則。豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，也提供了學(xué)生更多的復(fù)習(xí)時間和更大的復(fù)習(xí)空間。再次，促進(jìn)師生之間的互動性[2]。物理學(xué)科和信息技術(shù)的融合，為師生之間交流合作創(chuàng)造了橋梁與紐帶和全新的溝通方法。合理的融合，讓物理教師教和學(xué)生的學(xué)并非傳統(tǒng)意義的教學(xué)，而是學(xué)生在自主練習(xí)、不斷交流過程中，借助教師的指導(dǎo)實(shí)現(xiàn)了更深層次的學(xué)習(xí)目標(biāo)。最后，變革了課堂教學(xué)的表現(xiàn)方法。傳統(tǒng)課堂教學(xué)主要是以黑板、粉筆、書本等為課堂的主要表現(xiàn)方法，對感官的影響較小。而物理學(xué)科和信息技術(shù)的融合，使課堂有了全新的表現(xiàn)方法，對感官的影響角度也是多方面的，更利于信息的輸入，以及學(xué)生對信息的收集、甄別與處理能力。

二、現(xiàn)階段信息技術(shù)應(yīng)用于高中物理教學(xué)中的問題

（一）信息技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容之間的結(jié)合性較差

從課程融合的層面分析，目前信息技術(shù)和物理學(xué)科的融合還處于較為傳統(tǒng)的多媒體輔助課程階段，發(fā)揮的功效單一，強(qiáng)大的功能并未獲得真正的實(shí)現(xiàn)[3]。信息技術(shù)在實(shí)際使用過程中，還只是一個新興的教育手段，輔助的是教師的教而不是學(xué)生的學(xué)，其強(qiáng)大的認(rèn)知手段尚沒有真正發(fā)揮作用，教育整體水平還很低下[4]。

（二）過分運(yùn)用軟件，整合效率低

CAI對教師們而言較為熟悉，在世界各地的教育實(shí)驗(yàn)中此軟件系統(tǒng)也都在充分發(fā)揮著各種各樣的功能[5]。但由于社會對教學(xué)軟件需求的增加，和全國各種不同類別應(yīng)用軟件評選活動的質(zhì)量提高，逐漸產(chǎn)生了重視教育精品軟件，而忽視教育實(shí)用型軟件產(chǎn)品的情況[6]，導(dǎo)致出現(xiàn)了教師用好幾個月或者更長的時間來制作開發(fā)精品軟件參評，忽略了其實(shí)質(zhì)意義。

（三）學(xué)校硬軟件資源條件不足，教師信息技術(shù)素養(yǎng)有待提升

從學(xué)生視角來看，盡管大部分教師掌握了基本的計(jì)算機(jī)操作能力，但技術(shù)水平很低，獨(dú)立設(shè)計(jì)教材的水平非常有限，特別是在信息技術(shù)與物理學(xué)科融合的要求下課程設(shè)計(jì)能力顯然欠缺，且應(yīng)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)方面的研究成果、學(xué)術(shù)論文、科研課題、開放課程等技術(shù)水平普遍較低，這是影響信息技術(shù)與物理學(xué)科融合的重要障礙。

從師資方面來看，教師已經(jīng)從觀念上開始信息技術(shù)和物理學(xué)科的融合。但對融合的含義、目標(biāo)、方法、路徑，以及一些問題的理解都不深刻，且有一小部分教師對現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與物理學(xué)課程中的融合還抱不完全肯定心態(tài)[7]。

三、信息技術(shù)與高中物理整合的有效途徑

（一）利用網(wǎng)絡(luò)資源整合教學(xué)課程

互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)明與運(yùn)用凝結(jié)著全球人民的才智與貢獻(xiàn)，其內(nèi)涵豐富程度與使用的便利程度是過去的人類社會所難以想象的[8]。互聯(lián)網(wǎng)資源對物理素質(zhì)教育而言，其存在價值不僅是指存于各服務(wù)器之內(nèi)的資源及其豐富多彩的信息內(nèi)容，還因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)是一個互動和交流的平臺，公正、靈活、公開的特性。有的教師和學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建了自己的網(wǎng)頁，以專門獲取并發(fā)布物理學(xué)教育資源。在此過程中，教師和學(xué)生不但提高了自身對物理學(xué)進(jìn)行教育與學(xué)習(xí)的能力和品質(zhì)，更關(guān)鍵的是自身已經(jīng)在進(jìn)行教育與學(xué)習(xí)過程中獲得了新知識，進(jìn)而為網(wǎng)絡(luò)提供了新資源，為其學(xué)習(xí)過程帶來了方便。

例如，在教學(xué)之前運(yùn)用，在“能量與持續(xù)發(fā)展”這一單元的學(xué)習(xí)過程中，教師可以運(yùn)用問題促使學(xué)生運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行知識的整合，由于相關(guān)知識涉及的知識面較為廣泛，因此教師需要根據(jù)相關(guān)知識引導(dǎo)學(xué)生，開展能源與可持續(xù)發(fā)展的實(shí)驗(yàn)和調(diào)研的專題探究，讓學(xué)生在實(shí)際學(xué)習(xí)過程中利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相應(yīng)知識的探尋。使得學(xué)生能夠?qū)Y源能源，以及生態(tài)環(huán)境等有著充分的理解和認(rèn)知。

（二）利用多媒體整合教學(xué)課程

隨著網(wǎng)絡(luò)以及多媒體的快速發(fā)展，更多的教師開始在課堂中使用新的網(wǎng)絡(luò)科技和多媒體，不少地區(qū)和學(xué)校都加大了對教師的應(yīng)用知識培養(yǎng)和多媒體資源庫的建立，并提供了大批內(nèi)容動態(tài)、直觀的優(yōu)秀教材，這極大地提高了課堂的效果，而且從某種程度上也在改變著傳統(tǒng)的課堂管理模式[9]。多媒體教學(xué)已經(jīng)成為一個獨(dú)特的教育載體和手段，創(chuàng)造了學(xué)生更多自主學(xué)習(xí)的機(jī)會。此外，基于多媒體的高效性，在課堂上學(xué)生也將掌握更多的交流、提問的時機(jī)等。多媒體的出現(xiàn)在客觀上促使教師形成了終身教學(xué)的習(xí)慣，從而促進(jìn)了教師、學(xué)生、課件作者和媒體人之間的良性交流，加快了教師教學(xué)向現(xiàn)代化發(fā)展的步伐。

例如，在魯教版高中物理選擇性必修第一冊教學(xué)過程中，開展“能量守恒定律”的講解過程中，教師可以不用再局限于傳統(tǒng)講法，為促進(jìn)學(xué)生的理解，在教學(xué)期間，教師可以集合多媒體技術(shù)開展教學(xué)設(shè)計(jì)和演示實(shí)驗(yàn)，啟發(fā)學(xué)生討論其中的現(xiàn)象，促使其自主總結(jié)其中的規(guī)律，進(jìn)而促使學(xué)生理解和掌握物理規(guī)律。教師可以先播放車輛相撞的視頻，讓學(xué)生利用之前學(xué)過的知識判斷此種現(xiàn)象屬于哪類碰撞，運(yùn)用帶著問題觀察視頻的方式開展知識的導(dǎo)入，增加師生之間的良性交流，進(jìn)而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

（三）利用模擬實(shí)驗(yàn)整合教學(xué)課程

模擬實(shí)驗(yàn)主要是指利用計(jì)算機(jī)軟件仿真物理實(shí)驗(yàn)過程，不同于普通的科學(xué)教育課程。至于為什么叫其為實(shí)驗(yàn)，是因?yàn)槠浜w了普通科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本特征和主要步驟，模擬實(shí)驗(yàn)甚至還能夠做到普通真實(shí)實(shí)驗(yàn)所無法完成的實(shí)驗(yàn)[10]。因?yàn)槟軌蛘{(diào)整觀測的時間與空間，所以模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃寣W(xué)生看清楚在高速運(yùn)動狀況下物體的運(yùn)動狀況，也能夠讓學(xué)生觀察很長時間的運(yùn)動變化，甚至觀察較大范圍甚至非常微小物體的運(yùn)動狀況。所以盡管模擬實(shí)驗(yàn)無法取代真正的運(yùn)動試驗(yàn)，但是由于模擬實(shí)驗(yàn)已經(jīng)是整個現(xiàn)代物理學(xué)實(shí)踐的一個重要部分，其研究成果對現(xiàn)代物理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用，有著很大的實(shí)用價值。

例如，在魯教版必修3—5“核裂變”的教學(xué)過程中，教師可以進(jìn)行演示以加快學(xué)生理解其中的知識和定律發(fā)展規(guī)則。在實(shí)際教學(xué)過程中，教師可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行現(xiàn)象模擬。此部分的教學(xué)知識點(diǎn)較為抽象，即使教師能運(yùn)用簡單實(shí)驗(yàn)進(jìn)行引導(dǎo)，但是對深化的知識，教師卻無法深入展開。此時教師可以運(yùn)用課件模擬核裂變內(nèi)部發(fā)展的全過程，使得學(xué)生在直觀現(xiàn)象的呈現(xiàn)下，提升理解核裂變知識的能力。在核裂變模擬過程中，學(xué)生的課堂參與意識會在信息化教學(xué)手段的運(yùn)用下逐漸增強(qiáng)，學(xué)生動腦思考的效率也在不斷提高，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，以及創(chuàng)造性思維、動手能力。在高中物理教學(xué)過程中，運(yùn)用信息技術(shù)的教學(xué)手段，主要是為了促使學(xué)生能夠有效理解物理知識，屬于輔助性教學(xué)方式，教師在具體教學(xué)過程中還是要以學(xué)生為主，根據(jù)學(xué)生的情況，以及教學(xué)知識內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)展開合理教學(xué)，以此促使學(xué)生的物理基礎(chǔ)知識得以不斷積累。

（四）利用智慧課堂全方位提升學(xué)生參與度

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，在教育中運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)是常見的現(xiàn)象?，F(xiàn)階段學(xué)校在不斷研究如何能在教學(xué)中深入互聯(lián)網(wǎng)思維，使學(xué)生在實(shí)際學(xué)習(xí)過程中能夠更好地理解知識、運(yùn)用知識。目前，將傳統(tǒng)的教學(xué)方式融合互聯(lián)網(wǎng)思維，使課堂形成智慧課堂成為學(xué)校教學(xué)的主要發(fā)展方向。在高中物理教學(xué)的過程中，教師可以運(yùn)用智慧課堂的方式全方位教學(xué)，進(jìn)而提升學(xué)生的參與度。教師在課堂教學(xué)的過程中，利用平板電腦和移動設(shè)備，在教室里近距離為學(xué)生講解物理知識。在此過程中，學(xué)生也可以運(yùn)用配備的手機(jī)和電腦進(jìn)行問題提問和習(xí)題練習(xí)，以此提升學(xué)生的主觀能動性和參與感。此教學(xué)方式在實(shí)際運(yùn)用過程中主要是提升學(xué)生的中心地位，使其在學(xué)習(xí)過程中能與教師進(jìn)行近距離接觸，全方位多角度地提升課堂成效。

例如：在開展魯教版高中物理知識“電磁波的運(yùn)用與防護(hù)”教學(xué)過程中，就可以運(yùn)用智慧課堂。在具體教學(xué)過程中，教師可以運(yùn)用教師搭載的智慧教學(xué)平臺進(jìn)行“電磁波”的演示，并對學(xué)生進(jìn)行提問和教學(xué)，而學(xué)生可以運(yùn)用手中的移動端進(jìn)行提問和解答，進(jìn)而提升學(xué)生的參與度，使學(xué)生在實(shí)際學(xué)習(xí)過程中不斷提升積極性。

（五）利用信息技術(shù)建立教學(xué)資源庫

在教學(xué)過程中進(jìn)行教學(xué)整合的目的是運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行知識的補(bǔ)充，因此在實(shí)際教學(xué)過程中運(yùn)用信息技術(shù)，需要進(jìn)行知識的整合，將信息技術(shù)作為教學(xué)的工具，以此促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行研究和學(xué)習(xí)。而運(yùn)用信息技術(shù)在實(shí)際校園網(wǎng)上建立教學(xué)資源庫，可以使教師和學(xué)生能夠在資源庫的輔助下進(jìn)行教學(xué)資源的合理共享和利用。建立數(shù)據(jù)庫資源應(yīng)根據(jù)高中物理的教學(xué)情況和教材規(guī)劃進(jìn)行模塊劃分，根據(jù)類型進(jìn)行規(guī)劃使其成為九個專題性的欄目，包括自然科學(xué)、生活中的物理、教師教學(xué)、高考專題、單元測試、物理競賽、經(jīng)典例題推薦、實(shí)驗(yàn)視頻、實(shí)用工具等，學(xué)?？梢愿鶕?jù)自身教學(xué)需要進(jìn)行規(guī)劃，而學(xué)生在實(shí)際學(xué)習(xí)的過程中可根據(jù)自身需要直接進(jìn)行運(yùn)用，教師在教學(xué)備課之前也可以進(jìn)行參考或是對自己的感悟以及教學(xué)中較為經(jīng)典的講法進(jìn)行上傳，以供師生參考。學(xué)生在數(shù)據(jù)庫進(jìn)行資料查詢的過程中，逐漸具有知識獲取、篩選、處理、應(yīng)用等能力，對其物理學(xué)習(xí)具有較大的幫助，既培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，又養(yǎng)成學(xué)生解決問題能力和資料查詢能力，使其在進(jìn)行物理知識研究的過程中養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

結(jié)束語

物理學(xué)是傳播學(xué)科知識、發(fā)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)規(guī)律、公告科學(xué)技術(shù)成就的主要學(xué)科，物理教學(xué)同當(dāng)今先進(jìn)信息技術(shù)緊密聯(lián)系。物理學(xué)科中應(yīng)用信息技術(shù)和基礎(chǔ)教學(xué)融合是當(dāng)前高等教育變革的主要趨勢，是一個巨大的系統(tǒng)工程，不可能一蹴而就?，F(xiàn)階段，物理學(xué)科和信息技術(shù)的融合雖然存在，但是還面臨著學(xué)生的軟硬件資源不夠、教師的認(rèn)識程度不足、教師的信息素質(zhì)有待于進(jìn)一步提高等問題，因此必須對其加以合理處理，提高整個課程的實(shí)效性，可以使學(xué)生更加完整地認(rèn)識物理學(xué)科的趣味性與重要性，為其日后學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

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本文系2021年度閩侯縣教育教學(xué)研究課題“信息技術(shù)2.0應(yīng)用能力提升工程背景下物理教學(xué)研究與實(shí)踐”（課題編號：MH2021026）。