信息技术与物理课程的整合

杨玉林

通过对信息技术和物理整合的理论分析，论述信息技术与物理课程整合的优势。

“信息技术与课程整合”是我国面向21世纪基础教育教学改革的新视点，是与传统的学科教学有着密切的联系和继承性，又具有一定相对独立特点的教学类型。信息技术与物理课程的整合已由开始时的在优质课、示范课向课堂教学迈进，它对课程理念、课程内容、课程实施以及课程资源都产生深刻的影响。

信息技术与课程整合的定义

1998年，全国中小学计算机教育研究中心首次在国内推广“整合”的理念；2000年10月，在全国中小学信息技术教育工作会议上，第一次从官方角度提出信息技术与课程整合的概念。黄荣怀在2002年提出，所谓课程整合，就是要把各种技术手段完美、恰当地融合到课程中——就像在教学中使用黑板和粉笔一样自然、流畅。要达到“课程整合”的目标，教师不仅要熟练掌握技术手段，更重要的是要深刻了解教育的本质，了解本学科教学的根本目的，了解教学中的难点所在，了解传统教学的优点和局限性，结合技术所提供的能力更好地进行教学活动。

信息技术与课程整合的理论基础

耗散结构理论比利时当代物理学家和化学家普里高津和以他为首的布鲁塞尔学派，在20世纪60年开始研究耗散结构问题。他们注意到，就是在无生命界也存在一些自发的宏观有序现象。普里高津认为，只有在非平衡系统中，在与外界有着物质与能量的交换的情况下，系统内各要素存在复杂的非线性相干效应时才可能产生自组织现象，并且把这种条件下生成的自组织有序态称之为耗散结构。

耗散结构是在远离平衡区的非线性系统中所产生的一种稳定化的自组织结构。在一个非平衡系统内有许多变化着的因素，它们相互联系、相互制约，并决定着系统的可能状态和可能的演变方向。所谓耗散，指系统与外界有能量的交换；而结构则说明并非混沌一片，而是在时间与空间上相对有序。

耗散结构的基本条件一个典型的耗散结构的形成与维持需要具备以下基本条件。1）系统是开放系统。孤立系统和封闭系统都不可能产生耗散结构，系统要成为一个活的有序系统必须与外界有不断的物质、能量和信息的交换。开放系统的外界输入必须达到一定的阈值。系统出现耗散结构不是有与外界交换即可，当这种交换达到一定的阈值，系统才能向耗散结构转换。2）系统必须是远离平衡态。在平衡区或近平衡区都不可能从一种有序走向另一更为高级的有序。系统是否远离平衡态的方法是研究系统内部各个组成部分是否均衡一致，体系的各部分之间差异越大，体系离开平衡态就越远。3）系统外界输入平权化。系统外部输入不能针对体系的特定部分。这是判断是否自组织地达到耗散结构的条件。体系是一个非线形系统。如果体系是一个线性系统，那它就排除了出现耗散结构的可能性，只有非线性系统才能演化成为有序的耗散结构系统。

人们无法创造耗散结构，耗散结构的出现完全是无预定的、自组织的；但是可以创造出现耗散结构的条件，而一旦出现那些必要条件，耗散结构出现则就是必然的了。

信息技术与物理课程整合的优势

信息技术为实现新的课程目标提供了非常有力的工具，能有效克服传统物理教学的弊端教师应结合教学实践，因势利导地帮助和指导学生了解从何处获取以及如何有效地利用与课程相关的资源。这样，教学内容就更具时代气息，新科技随时可能进入学生的视野；同时，也迫使教师拓展知识面，以更好地选择教学内容、设计教学过程。例如，结合“人造地球卫星”的学习，让学生从网上获得卫星的历史、卫星家族、载人航天、宇宙探测器等大量信息。在这一全新的教学环境中，知识内容呈现开放性，学生能选择不同的内容来构建自己的知识结构，以形成个体独特的知识体系。

信息技术提供的大量资源有利于学生自主选择学习方向、选择意义建构的情境在与教师和同学的协作交流下，进行自主学习和网络协作，以达到建构物理知识、提高学习能力的目的。例如，通过从“物态变化”到“全球气候持续变暖”再到“水资源的持续利用”，从“熔化”到“热管技术”“太空材料”再到“空调器”，从单纯记忆“物态变化规律”拓展到与生活息息相关的各种知识的探索，能大大提高学生在信息时代的学习与研究能力。

信息技术与物理课程的整合，还可以培养学生的创新能力如在进行电学实验时，教师通常会告诉学生，电流表的接线柱不能接错，电压表不能超过量程，电池组不能短路等。所以，为了安全起见，很多实验教师不允许学生自己操作，这就在无形中扼杀学生的创造性思维。而有些学生自主意识很强，常常会进行一些“地下操作”，这又容易导致仪器的损坏。在网络环境下进行的虚拟电学实验，学生可根据自己的需要随意组合实验器材，即使组装的过程出现错误，虚拟实验也会告知学生此时的结果，从而加深学生对物理实验的探索兴趣，培养学生的实践能力，实现网络与物理学科的整合。

因此，通过信息技术的合理利用，不仅将物理知识与技能、过程与方法很好地结合在一起，同时也丰富学生的情感，改变学生的学习方式，实现物理三维目标的整合。

（作者单位：宁夏海原县海原一中）