信息技术与物理课程建设融合实践研究

王先美

[摘           要]  信息技术对课程建设具有重要影响，现代信息教育化改革引导着各学科课程建设的方向。信息技术与物理课程建设融合从教学理念、教学方式、教学实践等多个维度进行融合。根据物理课程建设的特点，提出信息技术在物理课程建设的宏观微观视角知识学习、物理现象展示、物理实验模拟等方面进行有机融合。

[关    键   词]  信息技术;教学实践;物理实验模拟

[中图分类号]  G712                    [文献标志码]  A                  [文章编号]  2096-0603（2021）44-0202-02

牛顿、爱因斯坦、霍金都是著名的物理学家，他们的研究改变了世界。关于力学、引力以及宇宙科学的研究和发展引领现代科技不断探索、创新。物理学科是研究物质运动、构成和作用规律的学科，物理学科的发展是人类科技发展的基础。物理学的各种研究成果应用在人类社会化学、能源、材料、动力学、生物等多个领域。物理学是人类未来发展进步的动力。21世纪的物理学主要研究最新前沿科技，包括人工智能的多元融合、宇宙科学的发展。信息技术与物理课程的融合有利于提高物理学教学质量，为学生创造更好的学习环境，激励学生不断探索更多的物理学天地。

一、物理学课程建设

（一）中学物理课程

中学物理课程内容涉及热学、力学、光学、电磁学、统计学、固体物理学等。中学物理课程是学生掌握基础物理知识，了解世界物质运动和规律，探索物质运动的本质和各种物理现象的原理的过程，是大学物理学的基础阶段。虽然中学阶段物理学课程难度中等，物理学科内容主要围绕物质、物质之间的运动规律、力的作用、材料能源等基础知识展开，但是中学物理学习是学生物理知识的基础，是学生对物理世界基础结构和常识的掌握。这些教学内容需要具有正规清晰的教学方法和理念，为学生以后深入探索物理打好基础。中学物理课程建设方向主要归结为：知识与技能、过程与方法、科学精神和价值观。科学价值观的确立是物理学重要教学目标，通过物理实验和各种物理知识的检验，让学生以科学的角度认知世界，对各种奇妙物理现象展开研究，培养探索世界的好奇心和坚持不懈追求世界真理的科学研究精神。

（二）中学物理课程建设

中学物理课程改革通过课程建设，实现创新和改进。物理课程建设从学校教学模式和教学环境、教学理念和教学实验等方面进行，中学物理课程内容分为初中物理和高中物理两个阶段，是一个循序渐进的物理学教学过程。教学理念创新和改革要求信息技术在教学领域的融合，从信息化、数字化、智能化角度教學。

信息化、人工智能、大数据应用为教学条件的改革和创新提供良好的科技基础，结合国内最新前沿科技，不断探索物理学科课程建设的方向，提高学校教育质量。利用互联网平台将物理课程教育资源进行共享，连接更多互联网的趣味创意课程教学资源，为学生打造全新的网络教学空间。

二、信息技术在物理课程建设的应用

（一）信息技术发展

信息技术是现代科技发展的结果，包括互联网科技、计算机技术、通信技术和人工智能等多个领域。信息技术在现代社会中的应用主要有万物互联的物联技术、智能互联的技术，手机终端的普及改变了人们信息接收和交流方式，通信技术的变革改变了人们生活、工作和社交方式。

信息技术通过多媒体发展和互联网信息交流平台塑造人们的学习、对话。教育改革中信息技术的应用表现在多个方面。我国教育改革在十五规划中明确提出《信息技术与物理教学整合的模式与策略》，根据这一思想指导物理课程建设需要与信息技术融合，从物理课程教材、教学方法、课堂环境、教学手段、实验教学等进行实践。

（二）信息技术与物理课程建设领域的融合

信息技术与物理课程建设融合主要表现在两个层面：一是信息技术与物理课堂教学紧密结合，成为课程建设的构成部分;二是物理学科的知识与信息技术融合，信息技术成为教学内容的一部分。

（三）信息技术在物理课程建设中的应用

物理教学采用多媒体技术将物理课程中的重难点部分通过形象演示和模拟进行教学，提高物理课程教学的技术水平，确定新的教学目标、教学方法及评测手段。信息技术在物理课程实践中的应用表现在以下几个方面。

1.物理课程实施的手段信息化

物理教材内容结合多媒体媒介，向学生展示更加丰富精彩的内容，引发学生思考和探索的兴趣;动画演示或者三维模拟场景的方式让学生更容易理解物理学的复杂物理知识和规律;天体知识离学生生活较远，学生平时很难建立起观察的兴趣，也很难记牢有关天体运行的规律和特点，通过多媒体以及信息技术，将科技前沿观点以直观的方式展示给学生，播放天体运动模拟视频或者进入航空观测视角，让学生走近宇宙科学，拓宽学生的物理思维。

2.物理课程交流网络化

通过学校建立对应的物理课程学习网站，通过网络平台建设课堂教学指导、物理课程有关知识创新、趣味实验课程指导、国内外物理研究知识、多领域物理课程拓展和研究等。学生通过校园物理课程建设网站了解实时动态、教学内容，对物理学习有更好的理解。物理课程建设通过网站提供交流评价平台，让学生参与评论，给出意见，促进学生和老师的互动关系。

三、课程实践研究

物理课程的内容包括微观和宏观视角，涉及的内容和原理众多，是其他学科和社会科技发展的基础学科。物理学科具有实验精密性，探究事物彼此作用和运行的物理规律。课程内容实践过程中采用多媒体科技进行课程内容展示，使学生进入视、听、思并用的教学环境，增加教学趣味性，激发学生的想象力，增加学生课堂互动，提高物理课程教学的效率和质量。

（一）复杂物理现象、物理过程的展示

在物理教学过程中，由于学生掌握的物理学知识较差，通过信息技术教学辅助学生更好地理解和获取有关物理课程中复杂物理过程的有关知识和演示过程。物理教案中信息技术的融合创造出立体、形象、通俗的物理原理展示，通过记录视频和课后播放练习的方式解答学生学习过程中的难点问题。

（二）抽象物理概念、物理规律的剖析

物理课程教学中有许多物理规律的理解和应用，尤其是高等数学的物理表达公式，许多学生掌握、应用得不牢固。采用信息技术融合方式，针对不同学生进行针对性的辅导教学。以物理学中物理规律知识点掌握为例，通过信息技术手段了解和测评学生的学习水平，指导学生了解有关的物理规律，突破教学难点。

（三）宏观视角和微观视角的知识学习

学校教学和生活环境处于中观物理层面。物理教学涉及的宇宙天体有关知识、微观视角电子、原子以及看不见的电磁场、作用力等，知识教学通过信息技术更加简便、直接地展示出來。物体之间的电磁波通过实验进行观察。生活中看不见的光学折射原理都是我们生活中肉眼无法轻易发现的事件。为了化解宏观与微观视角引起的认知冲突，需要借助互联网仿真软件和多媒体，将物理教学中比较抽象的知识进行模拟和演示，使学生更好地理解。

（四）实验过程中难做实验的模拟

物理教学的各种规律和原理通过大量真实、准确的实验过程完成验证。物理教学需要建立正确的科学研究方法和世界观。物理教学不但需要通过实验完成物理知识的验证，还需要教育学生遵循科学方法进行物理知识探索。

传统教学方式中实验器材和实验过程比较落后，引入信息技术，采用3D模拟和演化，利用信息世界的丰富资源进行实验。实验过程准确记录各种变化和参数，采用软件进行验证，通过系统仿真程序完成实验设计、实验运行到实验结果验证。

四、结论

物理课程建设与信息技术的融合是现代教育改革的重要方向。不断更新的信息技术已经延伸至社会科技创新、物理知识研究和社会生产的各个领域。信息技术与物理课程建设的融合是一项系统长期的工程。

物理课程内容的设置既包括物理理论学习和实验学习，又包括物理学研究方法和科学精神的学习。中学物理课程涉及物理基础知识理论和物理探索基本技能、物理发展的前沿科技成果和研究理论。物理学研究是多学科互相渗透的结果，让学生掌握基础物理知识，树立科学的世界观，了解物理学带给世界的改变和科技进步取得的发展。

参考文献：

[1]莫园之.高中信息技术课程教学资源库建设的实践研究[J].信息与电脑，2020，32（4）：231-233.

[2]杨大钧.信息技术与高中物理实验教学融合的实践研究[D].信阳：信阳师范学院，2020.

[3]李安佩.信息技术与高中物理概念教学融合的实践[J].教育信息技术，2020，320（10）：28-30.

[4]张海丰.信息技术与高中物理教学深度融合的策略探究[J].精品，2020（4）：108.

◎编辑 栗国花