信息技术与中学物理教学整合的实践初探

信息技术技术的初步知识包含中学物理内容中，物理教师对信息技术掌握较通常较其它学科教师全面，所以物理教师更应积极地进行信息技术与学科教学整合的实践。新课程改革的要求是培养全面的、高素质的学生。要求使全体学生都得到全面的、积极主动的发展。在教学实践中将信息技术与课堂教学进行良好有机的整合，是调动学生参与学习活动的热情，使学习过程变得生动活泼的一个好办法。信息技术能够把微观世界和宏观现象通过视频、动画等形式展现出来，降低了学习难度，增强了教学的直观性，激发了学生学习的兴趣；在信息化和网络化的条件下教学能够突破时空和地域的界限，能有效地组织协商活动，培养合作学习精神和自学能力等。

1 实践与体会

1.1 虚拟实验与传统实验教学整合

新的课程标准重视信息技术与课程的整合，物理课程作为一门以实验为基础的学科，实验在物理教学中有着重要的作用。虚拟仿真实验是利用当今先进的计算机技术，进行模拟实验，从而达到降低成本，提高效率的目的。它使实验不再受时间空间的限制，解决许多学校因设备欠缺而无法开展实验的问题，保障教育质量方面起着重要作用。虚拟实验与传统实验教学的整合，一方面要发挥它们各自的优势，强化实验教学过程，同时又借助于实验为载体，促进学生学习并应用信息技术解决实际问题；另一方面突出学生的学习过程，有效地培养学生的学习能力和综合素质。

例：登录河南教育资源网下载金华科仿真实验平台，仿真实验物体在重力作用下的运动。自由落体运动、平抛运动都可以归结为在重力作用下的运动。在教学中先用传统实验让学生大致了运动轨迹，再用仿真物理实验室来搭建这个模型。

用“创建模板”创建两个小球，放在同样的高度（即设置它们的位移y相同）。给其中一个小球设置一个水平的初速度Vx=15米/秒，另一个的初速度设为0。在实验环境设置中选中“考虑重力作用”。《仿真物理实验室》中提供了一种闪照的数据输出方式，在这里很适用。在小球的属性设置中可以设置相关的闪照属性，也可以设置在闪照时刻输出实时的速度数值和矢量。

通过查看数据，分析对比这两个运动，我们可以清楚的看到在y方向上它们的运动是相同的，都是匀加速直线运动。在x方向上一个静止，另一个是匀速直线运动。可以得出结论：平抛运动是垂直方向上的自由落体运动和水平方向上的匀速直线运动的合成。

x=Vx*T

{ y=-1/2g*T2

1.2 有利于突破教学难点

信息技术能建立虚拟学习环境，创设新情景，变抽象为具体，变静态为动态，将微观过程进行宏观模拟，把宏大场景作缩微处理，对瞬变搞定格分析，化枯燥为生动。在信息技术环境下教学，能有效降低了学习难度，使教学难点得以顺利突破。如在电磁振荡过程中，LC回路中通过线圈的电流强度、电容器两极板间的电压、电场能、磁场能都作周期性的变化，传统的演示实验只能让学生观察到串联在电路中的电流表指针左右摆动，不能观察到电流、电压、电场能、磁场能的具体变化特点及它们之间的关系，利用动画就可以形象动态地展示出各量的变化过程，使学生看到电流、电压、电场能、磁场能是怎样逐渐变化的。并可以同时用单摆作简谐振动时重力势能和动能的相互转化来类比电磁振荡中电场能和磁场能的相互转化。

电子白板中的学科工具使得在教学中可方便组成模拟实验，信息技术的应用正在成为一种生态传统的教学模式，因其信息传输通道狭窄单一、信息容量小、传输速度慢、效果差而必须改变，而信息技术不但可以将多种信息传输手段作用于学习者，还可以变微观为“宏观”，变抽象为“具体”，同时调动视、听、说等多种感官，形成合理的教学过程体系，使学习者在最佳的学习环境中学习，使之达到教学的最佳效果。同时这种多感官刺激作用，有利于学生注意力的长期保持和获取知识。再有，信息技术能动态地、对比地演示一些物理现象，可以有效地控制变化的速度，调节快慢，从而便于学习者观察和思维。中科院院士戴汝为在他的著作《社会智能科学》中写道：“在信息时代，人——机结合的思维将会取代我们个人为主的思维方式”，他认为：“人脑和计算机都是信息处理的工具，人脑通过经验积累与形象思维，擅长不精确的、定性的把握，而计算机则以极快的速度，擅长准确的、定量的计算，两者充分发挥各自的优势，又互相结合，既能达到集智慧之大成，又由于通过反馈的作用，来提高人的思维效率，从而增强人的智慧”。

1.3 有利于优化教学过程

在教学活动进程中，通过实验研究，多媒体网络技术辅助而进行的“人—机”交互或“人—人”交互，让学生自主探索、体验知识的发现和“创造”过程。不同的学生根据自己的原有水平不同程度地“创造”出知识和能力，使教学能真正做到尊重学生的个性差异，做到因材施教。每个学生通过努力，都有能在自己天赋所及的范围内得到最优化的发展。

例如在学习《电压》时，学生对“电流的形成”往往不易理解。通常用水压类比电压，此时可利用动画演示：当水管两端存在压力差，打开阀门时可见哗哗的流水从高处向低处流动，从而明白水压是形成水流的原因；接着又在计算机屏幕上以鲜艳的彩色图像展示出电源两极自由电子的浓度的不平衡，再以生动的动画效果模拟出自由电子沿着导线从电源负极向电源正极的定向移动。进而理解电压是形成电流的原因，电源的作用是在电路中形成电压。逼真的动画效果、听觉效果和视觉效果的融洽，学生眼耳手脑全部调动并聚焦于一点，达到了教学的最优化。

又如，在学习横波与纵波时，光靠口头讲解或展示挂图，学生还是不易理解，而计算机屏幕显示的动画却能使学生一目了然。因此，所谓“整合”就需要在信息技术支撑的新的教学环境中重新对教材教法进行深入的分析，以决定信息技术使用的原则和方法。

计算机以其独特的功能创造良好的思维情境，培养能力，发展智力，教师、计算机、学生形成一个有机的组合。教师通过计算机教懂、教准、教活、教精，又促使学生乐学、善学、勤学、活学，师生共同进入教与学的自觉状态和最佳状态，增加了课堂教学的活力，优化了课堂教学过程。

1.4 有利于提高教学效率

利用计算机多媒体技术可以做到高密度的知识传授，大信息量的优化处理，大大提高课堂效率。图形不是语言，但比语言更直观和形象，比语言包容的信息量更大。动画又比图形更高级地输出信息，利用文字闪动，图像缩放与移动，颜色变换的手段，不仅容量更大，速度更快、效果也更好。声、光、电的多媒体软件因其信息传输通道宽阔多样，容量大，速度快，效果好，使得加大教学密度井非难事，这是因为课堂时空和师生的思维被信息技术拓宽和延长了。

2 整合中存在的问题与应有的对策

2.1 教师更新教育观念提高信息技术素养

教师的角色是教学信息资源和教学媒体选择者，学生学习建构的促进者和良好情操的培育者，所以教师不仅要有丰富的专业知识，还要掌握多媒体技术和课件的制作，同时教师对课堂中可能会出现的情况要有一定的预见性，也必须对教学信息资源进行精心设计、策划，这对教师也是巨大的挑战。要求教师要提高自身的信息技术素养，积极参与到信息技术时代的教育的革新中，大力开展信息技术与课程整合工作，探索信息技术促进教育管理的创新，研究信息技术促进学科教学创新、给学习带来革命性变化的方式与方法，探索教学资源、工具软件建设的方向与途径，提升教师教学信息化能力。

2.2 虚拟实验是为了强化真实的实验功效

计算机模拟物理实验具有形象、生动、直观、经济、有交互能力和使用方便等优点，甚至使学生能像科学家、技术专家那样进行科学研究，进行产品设计，进行一些在实验室难以操作的实验，从而使学生获得进行科学技术活动的经验，但也存在着明显的欠缺。在虚拟实验中，一些感觉特别是嗅觉、味觉和触觉，学生是无法体验的，加上模拟实验的其他不“真实”性，学生也就不能形成对整个实验的正确感知，长期使用这种计算机模拟实验室实验势必造成学生对物理实验的感知缺陷。学生在这种不“真实”感性认识材料基础上形成的物理概念、理论也必然会出现偏差，也不利于培养学生耐心、机警、细心、耐挫等良好的心理。因而，计算机模拟实验不可能代替学生动手做实验，更不能使学生获得实验的基本技能，两者之间能否有效协调将影响实验是否能达到功效最优化。这就要求老师要尽可能的做好演示实验，对于一些不能达到理想要求也应先做后模拟。更不能以模拟代替学生分组实验。

2.3 教师不是放映员，是课堂教学的组织者、引导者

多媒体给课堂带来很多好处，但同样带来了严重的问题。原来老师在课堂上面讲课，满黑板抄板书，学生在下面抄听课笔记，学生的听课几乎是左耳进，右耳出，中间留住一点点；现在上课不用板书了，改按PPT，教学内容30秒一屏，学习内容在眼前一晃就过去了，结果是五彩缤纷的多媒体信息包围学生，令人眼花缭乱，学生也来不及抄了，课堂的密度是增加了，但是学生的思维弱化了。教师变成了一个课件放映员，师生均沦为信息技术的奴隶。如何才能超越技术呢？解决技术对人的奴役的根本途径在于技术和人和精神的融合，创造新的秩序、范式与文化。利用多媒体的优势，给学生学法的指导，充分调动学生的思维，促进协作学习，引导探究学习。在信息技术环境下认真研讨新课程标准，细化学习目标，实践三维学习目标，信息技术的应用突出重点和突破难点上。

作者简介

张友建，河南省商丘市虞城县教育局电教馆馆长，中学物理中级职称。