信息技术在物理教学中的应用

黄仕则

在今天，以计算机技术和网络技术为基础的信息技术已经渗透到社会的各个领域，教育信息化已是大势所趋。信息网络技术与物理学科教学的整合可以培养学生良好的信息素养，为适应信息社会的学习、工作和生活奠定必要的基础。为此，笔者探索和实践了以网络技术和多媒体技术为载体的初中物理教学，下面就此谈谈自己的体会。

● 利用多媒体课件，优化课堂教学

多媒体课件是目前应用最广泛的一种信息技术与物理教学整合方式，因为多媒体课件集文字、图像、动画、声音、视频于一身，为课堂教学提供大量形象化、动态化的素材，具体到物理学科，最大的作用莫过于可以再现或模拟一些课堂教学难以演示或学生难以看清楚的物理现象和实验内容。

有些物理知识非常抽象，实验器材无法演示，可以结合动画模拟的方式来向学生讲解。例如，闭合电路中金属导体里电流的方向问题，由于导体内部自由电子看不见摸不着，非常抽象，学生理解起来比较困难，而一个Flash动画就可以形象直观地把电流的方向表现出来。类似的还有回声测距、透镜成像等问题，也可以通过多媒体课件由抽象变得具体。

多媒体课件也可以实现动与静的转换。例如，在讲解霜的形成时，如果只是告诉学生这是凝华现象，显然是苍白无力的，如果能提前做准备，买来干冰，将其放在导热性较好的容器里，不用多长时间，容器外壁就会形成厚厚的一层霜，用摄影机把霜的形成过程拍下来，在课堂上快进播放，效果就会好得多；相反，有些速度太快的过程像惯性现象，也可以通过暂停、逐格播放的形式定格下来，方便研究。

利用多媒体课件，还可以实现微观与宏观的转换，如原子裂变、天体结构等；还可以展示事物的内部结构及工作原理（如电动机、发电机、汽油机等）；课件还减轻了我们的工作量，可以把一些板书、图表、练习等放在课件里，避免重复抄写，节省了时间，扩大了课堂容量。

● 利用虚拟仿真软件，完善实验教学

物理学是一门以实验为基础的学科，实验几乎贯穿了物理学习的整个过程。学生对物理概念和规律的认识、理解、掌握，要依靠对物理现象的真实的感受，而这个感知只有实验提供的才是真切的，但在日常的实验教学中，由于条件的限制，并不是所有的实验都能让学生有这种真实的体验或达到预想的演示效果，所以虚拟仿真实验软件就应运而生了，最初的虚拟仿真软件是以课件制作平台的身份出现的，随着技术的不断改进，现在的虚拟仿真软件，仿真度高，操作者可以选用提供的器材，任意搭建实验，改变各项参数，不管实验操作正确与否，均可以获得与实际相似的现象和结果，对错误的操作，会提出纠正意见，从某种程度上说，它已不单纯是个辅助教学软件，而是一个真正意义上的探究式学习平台。

不少老教师对在实验教学中使用虚拟仿真软件仍持保留态度，认为只要是实验，学生体验还得靠亲自操作或观察演示，这个观点没有错，前提是必须要有实验的基本条件，演示效果好且不影响教学效率，事实上我们经常做不到。笔者认为虚拟仿真软件至少适用于以下几种情况：①解决因实验器材或耗材短缺导致一些实验无法开展的问题；②解决学生难以动手操作各种易损仪器和贵重仪器的矛盾，像示波器；③仿真操作一些具有危险性的实验，如托里拆利实验；④弥补实验教学上不足，将抽象的概念形象化，如在习题教学中，随时可将实验调出来，针对某一个步骤和现象仔细推敲。现在的仿真实验软件大部分都能导出嵌入网页的文件，支持在线动手操作，所以可以把设置好的仿真实验放到网上或下载下来，学生在家里就能进行实验操作，这样就使实验教学走出实验室，走出课堂，同时也可以提高学生自主学习意识和能力。

● 利用网络技术，拓展学习时空

泛在学习是当今教育信息化领域的一个热门词汇，简单来说就是无时无刻的沟通，无处不在的学习，我们把学习内容放到网上，学生手头上只要有一个智能终端，一个无线网络环境，就可以实现随时随地学习，物理学科也不例外，网络技术与物理教学整合主要有以下几种途径：

一是以专题网站的形式，包括教育博客、班级网站、专题学习网站等。最大的好处是实现了学习资源库的动态积累，借助其评论、投票功能还可以促进生生之间、师生之间对学生学习过程与学习结果的有效评价。很多教师也尝试过写博文、做网站，但是后来发现人气不高，其实原因很简单，就是博客或网站里没有学生感兴趣的东西。二是网络教学平台，如eClass、iTeach、iExam等，这些平台的特点是交互功能强大、适合一对一数字化学习，但一般是商业平台居多。三是社会性软件，如魔灯（Moodle）、Lams、维基（Wiki）等，这些平台都是免费的，但是需要比较长的开发时间。四是即时通讯软件，如QQ、微信，很多教师通过微信、QQ和学生建立学习伙伴关系，以群的形式划分学习小组，保证了每个小组有独立的网络学习空间，讨论群的消息记录，记录了学生的小组学习过程，便于教师了解每个小组的学习情况，并随时参与到小组学习中。五是当下正兴起的云平台，如金山快盘，通过共享资源池，能够实现跨平台互通互联，随时随地轻松访问课堂资源。一些地区已经启动教育云项目试点，这意味着教育的云时代开始来临，教育教学资源将极大丰富且随手可得。

● 利用可视化工具，促进物理知识的建构

知识可视化的本质在于将个体知识用各种图解工具以图示的形式表达出来，由知识的内在联系将知识形成整体，方便知识的组块，建立系统化的知识体系。这种图解形式的知识可以引导记忆，更富形象性，更易理解，有助于知识的同化和知识的迁移。常用的可视化工具包括表格、流程图、概念图、思维导图、思维地图、概念卡通、观念地图、知识地图、认知地图、语义网络等，这些众多的可视化工具中，有些已为大家所熟知并普遍应用，如表格、流程图等；有的已有较多的介绍，在教育教学中也已得到不同程度的运用，如概念图、思维导图等，这些知识可视化工具对物理教学具有很好的帮助作用。例如，利用思维导图，在复习课教学中可以帮助学生将零散的概念规律结构化、条理化和系统化，有效培养学生对知识的建构能力；在习题教学中，又可以用来构建解题思路，教师可以清晰看到学生解题的内在思路，从而有针对性地去帮助学生克服解题思维中的障碍。

笔者认为，在信息技术应用于物理教学时有两条重要的使用原则：第一是敢于尝试原则。对于大多数的软件工具，当你站在门外的时候，你永远不知道它会给你的教学带来怎样的改变，所以要敢于尝试。第二是不可替代原则，信息技术只是辅助教学的一种手段，不应该成为教学中的主导因素。使用信息技术前，笔者常问自己三个问题：一是为什么要使用信息技术？明确使用这个技术要解决什么问题。二是还有没有更好的方式？即是要明白在现有条件下这种方式是否效果最好。三是学生会有什么收获？通过这种方式是否更容易达成教学目标。只要把握以上两个原则，相信对信息技术应用于物理教学一定会有全新的认识和收获。