信息技术与物理教学的整合_信息技术与物理教学

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信息技术与物理教学的整合多媒体信息技术在教学中的作用不仅是一种演示工具，也是一种交流工具，但最终将成为辅助学生学习的高级认知工具，并带动教育的全面改革，也助使物理教学在教学观念、教学方式、教学手段等方面都要发生深刻的变革。

在物理教学中利用多媒体技术对文本、声音、图形、图像、动画等的综合处理，编制系列物理学科计算机辅助教学课件；同时利用多媒体计算机和网络教学丰富的媒体表现形式、强大的教学交互功能、可无限扩展的知识信息链接以及方便自由的自主性学习特性来实现多媒体信息技术与物理教学的有机整合。对于提高学生的知识水平、培养学生的信息素养、培养学生的创造性思维等方面，都有着传统教学无法比拟的优势。

一、信息技术与物理教学整合的重要意义

物理学以其严密的体系结构和高度的逻辑思维特性，在诸多学科中，历来被认为是最难学、最难教的一门。究其原因，除了与物理学本身的上述特点有关之外，同时也与现行的传统教学结构密不可分。在这种结构下，教师是作为主动的施教者，学生是外界刺激的被动的接受者，知识的灌输对象。教材是教师向学生灌输的内容，教学媒体则是教师向学生灌输的方法和手段。因此很难从真正意义上激发和调动学生学习的积极性和主动性，无法有效地帮助学生突破物理概念和规律学习上的难点，更难于激发学生自主探究的热情。而建构主义理论的核心就是：以学生为中心，强调学生对知识的主动探索，主动发现和对所学知识在意义上的主动建构。建构主义学习环境包含四大属性：“情景”、“协商”、“会话”和“意义建构”。信息技术与物理教学整合，不是简单地把信息技术仅仅作为辅助教师教学的演示工具，而是要实现信息技术与物理教学的融合，利用多媒体技术与internet网络的特性与功能充分体现上述四大属性，创造新型的既发挥教师主导作用又充分体现学生主体作用的“主导-主体”教学结构。激发学生学习物理的兴趣，提高认知能力，克服物理学习中的障碍，培养探索科学的实践精神和创新精神，为使学生具有良好的科学素养和信息素养打下坚实的基础，促进学生的全面发展。

二、电脑模拟，发挥物理演示实验、虚拟实验室的功能

1、信息技术与物理实验教学整合，发挥演示实验作用

物理是一门以实验为基础的学科，实验教学和演示实验是中学物理

教学的重要一环。丰富多彩、生动有趣的实验是物理实验教学的特点，利用实验课不仅可以让学生记住某些相关结论、实验步骤，而更为重要的是能够使学生透彻理解并且完全掌握产生实验结论的过程。在普通物理课堂的演示实验中，由于受到常规实验仪器本身的限制，实验效果常不如人意。而通过多媒体技术模拟实验的辅助, 模拟一些重要的，但在现实实验环境下难以完成的一些物理实验，则可弥补常规实验仪器的不足，提高物理实验的演示效果。

如在做凸透镜成像规律实验时，先用常规仪器按传统实验方法进行演示，由于常规实验仪器的限制蜡烛在光屏上所形成的像随着物距的变化而变化的这一现象不是很明显，致使学生对凸透镜成像的特点不甚理解，并产生迷惑。改为采用多媒体技术进行凸透镜成像规律模拟实验，如图[1]用鼠标拖动蜡烛在界面里面任意移动，可以明显地看到整个模拟实验过程流畅、直观、明了，从而使学生对该实验有了一个清晰完整的认识。由此可知通过信息技术与物理实验整合，可以突破常规实验仪器的局限性，所以我们应当充分发挥信息技术的特长，对那些难以观察到的、复杂、困难的实验进行模拟和提供帮助，成为常规实验的补充，并把两者结合起来，使实验教学上升到一个新的层次，从而有助于学生发现规律、获得知识，提高学生的科学文化素质和实验技能水平。

图12、在网络技术环境支持下，发挥学生自主探讨性实验作用

在传统物理实验室，一方面由于怕发生意外和造成实验仪器的损失，有许多实验室规章制度，对学生诸多限制；另一方面由于实验环境和实验条件的限制，实验结果往往和物理理论不一致，甚至出现相反的数据，这一切无不暴露出了传统实验室的弊端。

让学生在网络环境下进行虚拟实验室操作，以自主模拟实验为基础进行多媒体教学，则可以解决这一难题。如在上传统电学实验课时，通常会告诉学生,电流表的接线柱不能接错、电压表不能超过量程，电池组不能短路。很多实验不允许学生自己操作，这些规定无形中扼杀了学生的创造性思维，而有些学生自主意识很强，常常会进行一些“地下操作”，最终损坏了仪器。然而，须知这些“破坏性”强的学生实际上也是动手能力、创造能力强的学生。在网络环境下，倡导学生自主探讨性实验，既可保护仪器又能培养学生的创新能力，并能把很多传统实验做不到的效果一一再现。采用“仿真物理实验室”虚拟电学实验室软件，实现网络与物理学科教学的整合。如图[2]用伏安法测电阻时让学生选择需要的器件，用鼠标拖动连线，双击开关即可观看效果。

图2

这种虚拟实验室为学生提供了全方位的开放性的操作环境，使学生在课堂上实现了在虚拟世界的真实体验。信息技术与物理实验教学整合，能够培养学生自主模拟实验、观察实验，并归纳、总结，抽象成所需知识的能力，从而学会学习，使学生主动地获取物理知识，发展能力，并促使他们建立科学的世界观。

三、充分利用网络资源，增进教学效果

进入网络时代后，网络环境为学生提供了丰富的知识库、资源库，网上的资源开发和利用已成为一个现代教育工作者必备的信息素质。网上资源具有信息量大、更新快等特点，它为我们提供了同步教学、优秀课件等多种资源，且处于动态的更新之中。通过下载这些优秀课件、优秀习题再作进一步的组织、加工就能设计出适合自己风格的课件来。

在讲机械波时，必须向学生讲明，在波向前传播的过程中质点本身并没有随着向前移动，而是在其平衡位置作简谐运动。实际情况是不是这样？我是很难从现实生活和实验中观察到，学生理解起来比较抽象难懂，我们可以在网上下载相关的课件解决这一问题。图[3]是横波的演示实验，振幅、波长、频率可以通过加减号改变，点“播放”就可以观看振动图象。

图3 图[4]是纵波的演示实验，先点击“纵波的形成”然后点击“演示”就可以观看振动图象。该课件以动画的形式演示波向前传播的过程，可以清楚地看到横波向前传播的过程中小球在平衡位置上下振动；纵波在向前传播的过程中中间的那条红线在其平衡位置作有运动。活泼的动画效果、直观的图形，快速有效地激发了学生的学习兴趣，收到了良好的教学效果，学生很轻易就攻破这一难点，而这一切都是传统教学很难做得到的。总之，让学生在生动、形象的环境中进行学习，由此达到事半功倍的作用，也就能很好地提高课堂教学效果。

图4

信息技术作为最先进的教学媒体与物理学科整合，不但深化了物理学科教学、加大了学科信息容量，而且提高了课堂四十五分钟的教学效率。

四、扩大信息来源，提高教学水平

1、了解物理学科发展时事形势、把握教学动态：

我们通过Internet在官方权威网站上查看有关物理发展动态，可以做到在时事政策上紧跟形势，在物理学科教学时作出及时调整。物理作为一门理科学科，大量的习题是必要的，但订购的习题集往往又存在着题型偏旧、信息过时的缺点，这对于学生习题更新、掌握中考的习题形势是不利的。为了克服这一缺点，可以充分利用Internet这一信息资源，从网络如中国中小学教育教学网等网站上和其他一些重点中学网站试题库上下载最新的试卷、搜集物理相关试题，把从网上下载的“精品”送给学生，通过先进的多媒体电脑作品进行多媒体教学。这样省时省力又高效。

2、增进学习交流、提高教学水平

网络的交互性给物理教师互相学习交流提供了机会。教师可以一方

面利用电子邮件与有关专家进行交流，学习前沿的理论知识，获取名教师的经典教案；另一方面还可以参与网上的教师继续教育和参与一系列教育门户网站的教育论坛，探讨物理教育应培养怎样的人才、物理教学中遇到的问题以及对物理教学改革的看法，通过网上学习交流，实现资源共享，达到提高教学水平的目的。

我们通过信息技术与物理课程教学的整合，激发了学生对物理学科的学习兴趣，课堂上参与意识很强，对知识的理解掌握程度较理想，尤其是实验教学，学生的实验理解能力、动手能力均取得了长足的进步。实践证明，信息技术与物理课程教学的整合能鞭策我们教师去进一步完善课堂教学，使教学过程更具有科学性，帮助教师在课堂上更合理地掌握和利用时间，吸引学生的注意力，使学生在课堂上接受和掌握更多的知识，提高物理课堂教学的效率。

五、”整合”中应注意的几个问题

多媒体辅助教学虽然具有很多优点，但不能当成万能钥匙。在物理教学中应注意：

1)不能片面夸大计算机的作用

计算机是否在教学中使用，完全取决于教学需求。计算机只是一种教学媒体，它的角色应作为促进学生自主学习的认知工具与协作交流工具，代替不了教师的课堂现场教学经验和智慧。

2)不能让计算机和网络的信息量大的优点成为“满堂灌”的另一种形式 信息量大是多媒体技术的一个特点，如果运用不当，课件或链接内容过于丰满，信息量超出了学生在45分钟内的接受能力范围，那么所教知识只能像放电影一样在学生眼前一闪而过，使得多媒体成了现代化的“满堂灌”。所以，利用计算机和网络进行课前准备时，一定要遵循“适量”原则，切不可贪多求快。3)不可替代物理实验

物理是一门实验科学，物理实验是不可替代的。应尽量让学生亲自操作、亲自观察，让学生获取第一手资料，当然对于一些限于条件，不能进行的实验，用多媒体模拟，也是可取的。随着信息技术和物理学科教学整合的发展，将信息技术引进教育领域将给学生、教师、学校带来一个新的教学模式和新的契机，但同时也应看到，信息技术和物理教学整合是一个新兴事物，还有许多问题需要我们去研究、探索。但我们确信信息技术在和学科教学中整合中将大有作为。