信息技术应用于物理教学对学生科学素质的影响

张争光

摘 要： 信息技术与学科教育整合是新课程改革的一大热点和发展趋势，中学物理作为基础教育阶段科学领域的重要课程，非常有必要探讨物理教学中使用信息技术对学生科学素质培养的影响。本文从对学生物理知识的理解、科学方法的掌握、解决实际问题的能力、探究未知事物的能力和科学情感态度的培养等方面进行了讨论分析。

关键词： 物理教学 信息技术 科学素质 影响

在人类进入二十一世纪的今天，知识经济时代的到来表现为人才的激烈竞争，当今社会需要一大批高科学素质的人才来推动社会的可持续发展。基本的科学素质包括了解必要的科学技术知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神，并具有一定的应用科学处理实际问题、参与公共事务的能力。我国颁布的《全民科学素质行动计划纲要（2006－2010－2020年）》明确要求：完善基础教育阶段的科学教育，提高学校科学教育质量，使中小学生掌握必要和基本的科学知识与技能，体验科学探究活动的过程与方法，培养良好的科学态度、情感与价值观，发展初步的科学探究能力，增强创新意识和实践能力。中学物理作为基础教育阶段科学教育领域重要的学科，理所当然要大力培养学生的科学素质，才能适应这个时代的要求。

另一方面，随着信息时代的飞速发展，越来越多的信息技术手段应用于基础教育领域。本世纪以来，我国各省市许多中学都广泛开展了信息技术与物理学科整合的课题研究工作，事实证明信息技术已经打破了传统教学手段的应用界限，广泛提高了中学生学习的主动性，促进了教学方式方法的重大变革，从而提高了教学质量。因此，我们很有必要探讨一下信息技术支撑下的物理教学会对学生科学素质的培养产生什么样的影响。

一、对学生知识理解的影响

通过本世纪初我国与欧盟15国、美国、日本进行了公众科学素质比较，我们发现在对科学知识的了解方面中国名列最后，这些数据说明以往传统的应试教育并没有提高学生对科学知识的理解。合理利用多媒体计算机技术则可能突破这些问题，因此我国许多地方都广泛的开展了信息技术与物理学科整合的研究工作。我们应巧妙地使用信息技术为学生创设接近真实的物理情境，激发认知冲突，提供学习资源；形成认知表象，建立理想模型，创设物理情境，通过科学思维形成物理概念；运用物理概念扩展认知，解决实际问题。例如弹簧振子、单摆、机械波等概念历来是物理教学中的难点，但学生理解起来比较困难，也感到枯燥无味。再比如带电粒子在复合场中的运动往往是老师费心尽力开展教学活动，而学生仍然感到深奥难懂。我们可以巧妙、合理地使用多媒体计算机，分位置、分时间段的讨论分析，使得物理教学生动有趣，补偿传统物理教学中存在的不足之处，更形象、更直观地揭示物理规律，展示物理分析探讨的逻辑过程，从而为学生掌握概念、认识规律打下坚实的基础。

二、对学生掌握科学方法的影响

物理学在长期的发展过程中形成的科学方法不仅对物理学的研究，而且对整个自然科学的研究都有很大的影响。巴甫洛夫曾说：重要的是科学方法、科学思想的总结，认识一个科学家的思想和方法，远比认识他的成果价值更大。学生在物理教学中受到科学思维方法的教育远比掌握物理知识本身更重要。恰当地使用信息技术，把物理学知识作为掌握科学思维方法手段、工具而不是目的，使学生在探索、发现的过程中学习物理学知识，通过物理学知识的学习学会理想化方法、分析综合法、归纳演绎法、比较、类比法、假说理论构建法等科学思维方法。例如，我们可以合理使用信息技术从大量的生活实际现象中归纳总结出质点、点电荷、点光源、薄透镜、单摆、匀强电磁场等实物理想化模型，也可以抽象出匀速直线运动、简谐振动、简谐波、完全弹性碰撞等过程模型。类似这样借助于信息技术的理想模型化训练有助于学生科学方法的掌握。

三、对学生把所学知识应用于日常生活能力的影响

培养学生解决实际问题的能力是科学素质教育的很重要的一个方面，也是近年来国际科学教育的主要目标之一。物理学是一门研究自然规律，探索自然界奥秘的学科。在我们的身边物理学的应用俯拾即是，很多都可以成为物理学习很好的素材，这是物理学科的一大特点。然而在一个全球化的时代中一个人的身边的科学教学资源总是非常有限的，如果能够借助网络技术和多媒体技术展现远离学生生活，但却真实存在的科学资源，一样会激发学生的兴趣，有助于提高学生把知识应用于生活的能力。如果我们能很好地选题，并控制好问题解决的过程，对于提高学生把物理知识与生活实际相结合的能力是大有裨益的。例如日本福岛核电站的核泄露事件及其对东京等周遍地区的水污染和蔬菜污染等来引入《核能利用》一节课的教学中，把远在千里之外的资源拿来让学生身临其境的开展学习活动，符合国际物理教育一贯提倡的STS教育理念。只有这样才可能在学习的过程中激发学生产生情感，体验到物理学就在自己的身边，物理是从生活实际来，可以到生活实际中去的学科。

四、对学生探索未知事物能力的影响

任何一个探究过程是由问题来引起的，而每一个问题提出后，就需要采取一些方法和步骤去确定和解决，并通过一定的活动形式表现出来。学生只有在明确了物理问题是什么之后，才有可能有的放矢地去分析解决问题，调动已有的知识、概念，生活经验，查阅资料，向教师、同学或他人寻求帮助，分析得出结论，形成自己的观点。这对于发展学生的创造性来讲是非常重要的。

例如我们在上电学实验课时，通常要求电源不能短路，电流表、电压表接线柱不能借错，也不能超过量程等。类似的要求其实在一部分程度上扼杀了学生的探索能力，但如果让学生在真实环境摸索又担心造成实验仪器的损坏。采用基于网络的多媒体计算机教学，实施开放性的实验操作，既可以保护学生的创新意识，又能把许多传统实验做不到的效果再现。如果组装错误会导致实验不成功，实验结果自然会促使学生总结操作要领，从而加深了学生探索的兴趣，培养了学生实践的精神。也只有在反复的探索过程中，在多次失败和成功的经历中，在经过不断总结的过程中，学生才会真正发现问题、观察实验现象、生活现象，理解现象的本质，冷静地分析实验数据，主动地思考，查阅资料，求师问友。有经历困难的焦虑，有失败的懊悔，却毫不气馁，勇往直前，并获得努力后的喜悦，这才是对一生所有益的探究能力。

五、对学生科学情感态度的影响

中学物理课程是中学科学教育领域内的一门重要学科，基于多媒体技术和网络技术，高效地培养学生对科学的良好的情感态度价值观是物理教学的高级目标。信息技术应用于物理教学时优美的图片、动画和视频等都有助于激发学生的对科学的好奇心和探索的勇气。利用信息技术再现丰富多彩的物理学发展史，便于学生认识到大部分科学技术的进步都来自于科学家坚持不懈的努力甚至于牺牲了自己的生命，有助于激发学生坚韧不拔的意志品质。网络技术的应用可以使得学生获得更多更新的科学技术发展前沿知识，有助于扩展学生对科学的认识，如果结合我们的生活，那将有助于学生理解科学，尊重科学，形成可以受用终生的科学精神。例如类似于尖端的科技成果，如果只是用语言来描述这些科技成果，学生大多会一头雾水，如果在文字之外，还需要图片、动画、录像、模型、声音等多种形式进行展示。这些展示手段可以分为照片类、图解类、海报类、互动游戏类、非互动影像类等，可以很好地激发学生的好奇心，培养对科学的情感，养成实事求是、热爱科学和探索科学问题的积极态度。

参考文献：

［1］王较过.物理教学论［M］.西安：陕西师范大学出版社，2009.

［2］李国彬.物理教育与科学素质教育［J］.高等函授学报，2005，19（Z）：173-174.

项目支撑：陕西省教育科学“十一五”规划项目，编号SGH0902280；咸阳师范学院引进人才项目，编号05XSYK244。