浅谈信息技术在中学物理课堂教学中的作用

2014-04-14 13:25张建卫
中国信息技术教育 2014年6期
关键词:表现方式物理教学创新

张建卫

摘 要:信息技术在教学中的使用是大势所趋,物理课的教学也从信息技术的进步中获益。在物理教学中,信息技术通过多媒体动画模拟、数字技术重现物理实景、应用软件和互联网的使用等方式提高了教学效果,开拓了师生的研究视野,促进了师生的创新意识。

关键词:信息技术 物理教学 表现方式 创新

中图分类号:G632 文献标识码:A 文章编号:1674-2117(2014)06-0109-01

1 物理学与信息技术关系密切

在中学各科课程中,物理应该算是与信息技术关系最为密切的。信息技术的硬件设备都是在建立在物理学的基础上的(软件的开发主要得益于数学发展),信息技术的前提是各种设备。如果没有物理学的发展进步,是无从谈起什么设备的,更不要奢望所谓的信息技术了。而且,从各中学的分工现状,也能看出这一密切关系:各校信息中心(或称“电教中心”)的负责人、管理人员,大多是物理教师兼职或转任。物理学为信息技术的出现和发展进步做出了不可替代的重要贡献,从某种角度讲,物理课也理当从信息技术的进步中获益。

2 信息技术在中学物理教学中的表现方式

信息技术的发展十分迅速,一日千里,也为教学的开展提供了越来越多的选择机会。这一点,大家应该都有所体会。课堂教学有一个“先天的缺陷”:物理课程所研究的对象是整个自然世界的客观规律,可师生大部分时间都被束于教室内,和自然界是拉开了一些距离。不客气点说,类似于青蛙们坐在井底“研究”天空和大海。弥补的措施有二:回忆生活经历、实验重现某些过程。然而这两者的表现能力都是很有限的,在遇到一些物理情境时也表现得无能为力,如天体之间、微观粒子之间等。相比之下,信息技术的表现能力几乎不受这些限制。信息技术此时的出现,其意义不亚于给井底青蛙装上一台潜望镜,视野顿时扩大、思路顿时清晰。根据我个人的体会,信息技术在物理教学中的表现力,主要有三个方式:动画模拟、实景重现、应用软件。此外,信息技术还有一个丰富的资源——互联网。

中学物理课所研究或描绘的物理场景中,有相当一部分不仅不方便在课堂上实验展现,就是在学生们的生活中也很少有机会见到。对于这样的情况,若采用多媒体课件制作动画来模拟,则效果相当好。在热学部分,微观的分子无规则热运动是无法直接观察的,可以用一个GIF格式的动态图片来模拟展示;电学部分的《交变电流》一节,发电机中的转子线圈在磁场中的旋转过程,也不便直接观察,可以用Flash制作一个动画来模拟线圈在磁场中的一个旋转周期,授课时还可以根据教学需要随时“启动”、“制动”,反复观察,可研究每个四分之一周期时间内各物理量(磁通量、磁通变化量、磁通量变化率、感应电动势等)的变化情况。类似的课件还有热机工作过程中的一个工作循环的四个冲程的模拟、简谐运动的一次全振动的四段中各物理量的变化、开普勒三大定律所描述的天体绕中心做椭圆轨道运行的模拟等等。这样的技术手段弥补了传统教学中不直观的缺陷,增添了物理课程的魅力和趣味性。多媒体动画模拟技术给物理课带来了崭新的形象,不过动画这一方式在科学研究的角度来看,有点缺憾:美观有余、真实性不足,不如真实的物理演示实验有说服力。所以如果有条件的话,我们还是应该尽量采用下面一种方式——实景重现。

信息技术在物理教学中的第二个主要方式就是通过音频、视频、投影等技术重现一些真实的物理场景。所需工具有:音频视频播放软件、实物投影仪、数字录音录象设备(家用数码相机、DV机均可)等。我曾经听过一节观摩课,内容是《光的全反射》。用来演示的玻璃砖以及红色激光的全反射光路由于尺寸较小,不易观察。教师将玻璃砖置于实物投影仪,这时,玻璃砖和全反射光路在大屏幕上显示得非常清晰,我们坐在最后听课的教师都看得一清二楚。声音的传播部分《多普勒效应》一课的教学,可在课前预先在马路边、铁道用DV机拍摄汽车、火车通过时的有声视频,课堂上再播放。这样学生们在不出教室的情况下就可以听到汽车、火车的声音,听它们通过镜头时的音调的变化,形象理解多普勒效应。牛顿运动定律单元中的《超重与失重》一课中,也可以采用类似的做法:在一个升降电梯舱内,挂一个弹簧秤(悬点固定于舱),秤钩挂一物体。在电梯“启动—匀速运行—减速”的一次行程中,用DV拍下弹簧秤的刻度盘和指针示数,若要进一步说明问题,还可以将电梯内显示楼层的指示灯也纳入所拍视频的视野中,以便播放时可以和示数变化作对照。这些做法,利用了信息技术,把一些较大的物理场景真实地“搬”进了教室。

第三类应用就是使用软件。除了大家熟悉的Power Point之外,还有很多软件都可以为物理教学服务。比如Excel软件可以帮助做一些实验的数据处理;在测算油酸分子直径的实验中,很多同学在数格子算油膜面积的时候都会经常出错,这时可以用数码相机将油膜俯拍,然后用Adobe Photoshop CS2图像处理软件可以帮助测定油膜面积。在很多演示实验中,都会有一些随时发生变化的物理量,就可以用各种传感器将变化中的物理量的“一举一动”报告至计算机,再用DIS实验系统软件处理或展示物理量变化的过程。

这三种方式使物理课的面貌大为改观,因为随着技术的进步,信息技术的表现能力几乎是无限的,有限的只是我们物理教师对信息技术的掌握程度。除了丰富的表现力,我们还可以利用互联网的丰富的资源为物理课服务。信息技术通过这些途径,使物理课的教学效率、课堂质量发生了一次巨大的飞跃。

物理学是人类社会进步的最大推动力,而在21世纪,信息技术的进步已经成为社会进步的直接动力。两大动力在课堂上的结合,必然会撞击出无比灿烂的火花,照亮学生们年轻的心,照亮他们充满无限潜力的头脑,照亮他们充满创意的人生,照亮世界的美好未来。

(山东省邹城市竞技体育运动学校,山东 邹城 273500)endprint

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