信息技术与物理教学整合的研究.doc

信息技术与物理教学整合的研究崇东中学 龚汉超内容摘要：随着素质教育的发展和教育信息现代化的要求，以多媒体技术和网络技术为载体的信息技术已经在中小学教育教学中逐步普及开来。而信息技术与物理学科教学的整合，是普及信息技术的一个重要抓手，是信息技术与物理学科教学双赢的一种教学模式。信息技术与物理教学的整合是指：在物理教学过程中把信息技术、信息资源、信息方法与课程内容有机结合，共同完成课程教学任务的一种新型的教学方式。本人认为物理学科与信息技术之间关系比其它学科都来得密切。本文就在物理教学实践中如何将信息技术与物理课程教学有机整合进行探讨和研究，探寻信息技术与物理教学整合的教学模式、分析信息技术与物理教学整合的作用，以及摆脱教学误区，少走弯路，突破瓶颈，从而达到教学增效，最终逐步实现以“知识为中心的整合”、向“知识与综合能力为中心的整合”、再向“创造性思维培养的整合”的转变。关键词：信息技术 物理教学 整合 信息化是二十一世纪的标志，以网络技术和多媒体技术为核心的信息技术已逐步在教育教学中广泛应用。信息技术与物理教学的整合是指在物理教学过程中把信息技术、信息资源、信息方法、人力资源和课程内容有机结合，共同完成课程教学任务的一种新型的教学方式。信息技术与物理教学的各个教学要素和教学环节，经过整理、组合，相互融合，达到整体优化，以高效达成课程目标。在实施信息技术与物理课程整合的教学过程中，怎么去整合？会对教学产生什么样的教学效果？在整合过程中应避免哪些误区？在这些方面，本人作了初浅的探讨和研究，并有了一定的收获。一、信息技术与物理教学整合的教学模式信息技术与物理教学有机地结合以实现课程教学目标，完成相应的课堂教学任务的一种新的教学方式。那么信息技术与物理教学的整合有哪些教学模式呢？（一）创景导学模式创设问题的情境就是在讲授内容和学生求知心理间制造一种“不协调”，将学生引入一种与问题有关的情境中。教师运用多媒体再现或创设具有情绪色彩的具体生动形象或场景，激起学生的真情实感，给学生以深刻的印象，促进学生掌握观、听、记、思考、记忆方法的课堂教学模式。例热膨胀知识中蒸汽导管弯曲形状，升国旗，港口码头中起重设备等等，诸如这些来自于生产生活中实例，通过创设情景能唤醒学生对活动本身的好奇心，来唤醒其认知的需要，激发学生的学习的兴趣，增强学习效果。（二）设题引探模式这种教学模式是运用计算机多媒体直观形象的优点创设问题情景，以及多媒体模拟演示功能，为学生的探索猜想提供模型和验证，从而逐步理解物理概念及相关物理量间关系，提示其规律的课堂教学方式。学生通过对教学媒体展示内容的观察、思考，抓住模拟事物的基本特征与原来的事物相关、相连、相似之处，进行分析、比较、抽象、概括，认识事物的本质，形成概念，掌握规律，使观察力、思维力得到提高，发展。现代教育理论认为，教学是在教师引导下，师生之间共同活动。以学生的学为中心，让学生会学为目的。在教学中要以学生为主体，充分激发学生的求知欲望和学习兴趣，调动学生的学习主动性和积极性。由教学理论的启发性原则，由教师启发学生提出问题，在解决问题的进程中，由学生自主学习，自主发现，主动建构自身知识体系。例有关物质比热的教育中，通过日常生活中实例，例“烧开水过程吸热多少与哪些因素有关？”的问题提出，然后学生自己去猜想可能与那些因素有关，再结合课件展示，模拟演示通过对水加热时间长短，水升高温度多少，水的质量多少等分析比较，由学生自己总结得出热量与其他几个因素的数量关系，再通过新的问题提出，对不同物质而言吸收热量多少跟什么有关？继续模拟演示实验过程，分析总结，得出规律。在此基础上抓住最后一步的模拟实验过程如果质量相等，升高相同温度时，水和煤油两种物质吸收热量不相等的关系，引入物理概念比热。这种教学方式体现了以人为本的发展概念，充分培养学生创新能力和实验能力。（三）模拟启导模式这一教学模式是指运用信息技术提供设有典型的现象和过程，或者设有提示或富于启发性的事物与现象，引导学生探求真知，运用信息技术启发引导学生积极参与认识活动，主动去获得知识和能力。例如初二教材中有关液体的蒸发具有致冷作用的教学，学生从已有知识知道液体的汽化过程要吸热，既然是吸热怎么又会致冷呢？通过多媒体课件演示人从游泳池中走出，身上有较多的水，上岸后整个身体直哆嗦。而另一个人没有进入水中，站在旁边，两个人感觉不同。从水池中上岸的人身上水在不断蒸发，而另一个人没有发生水的蒸发，人感觉冷是因为水需要吸热，而人是放热过程，人体表面皮肤温度降低，人感觉就会冷，通过这个课件学生真正领会到“致冷作用”的含义，实质是液体蒸发时从周围物体吸热，即周围物体放热，导致周围物体温度降低，再结合巩固性练习“两只温度计，有一只玻璃泡用蘸有酒精的棉花包住，另一只没有，过一会儿发现两只温度计的示数不同”，学生很容易自然理解。（四）网络教学模式随着互联网的蓬勃发展，互联网把人类带进了一个魅力无穷的电子信息时代，为人们提供了全新的生活方式、工作方式、思维方式和学习方式。在开放的环境中，学生自主学习，学生有最充分的主体表现。开放的互联网络提供了丰富多彩的教育资源，网络教学方式使学生学习方式发生了根本变化。学生将不再主要依赖教师的授课和课本进行学习，而是利用信息化平台和数字化资源，师生之间开展协商讨论、合作学习，并通过资源的收集利用，以探究、发现、创造、展示知识等方式进行学习。例二期课程中液体的压强为了让学生深入了解有关压强的知识，了解我国科技发展状况，让学生去搜索长江三峡工程的有关知识，例如收集到“经济效益的世界之最”、“世界上工程规模最大的水利枢纽”、“水库淹没和安置移民工作难度之最”，一方面学生了解到中国重大工程建设动态，又激发了学生爱国的热情。专题学习网站教学培养学生的创新精神和实践能力。网络上的丰富资源为学生的探索科学奥秘提供了丰富的材料，为学生提供了一个动手的机会。在教师的指导下，针对教学中的某个主题搭建一个辅助教学的开放式网站，利用网站中的已有资料完成对课本知识的学习，学生在学习的基础上就有关与此主题相关的网站教师有意提供网址/（中国新能源网）、/（中国科普博览）去搜索资料，通过学生自主和协作的方式归纳并内化重新构建新的知识体系。例如我在教学初三物理“能源”的教学，先为学生搭建一个以“能源”为主题的网站，站内设有“能的转化”、“常规能源”、“新能源”“环保能源”、“节约能源”等辅主题及相关内容，再让学生去网上搜索有关不可再生能源的储藏量，可开采量，学生了解到能源的危机感，学生思考如何去节约能源，开发新能源，及最新的新能源开发的现状和展望未来的前景，再从网络去搜索各种形式的新能源，核能、太阳能、风能等。对获得相关信息，通过信息技术进行处理，制作相关的专题学习网站，作为交流讨论的平台，丰富学生的知识。培养学生的辩证唯物主义观点，培养学生具有创建节约型社会的意识，培养每个学生具有可持续发展之路的思想。同时通过同学间的交流和合作培养了学生的合作精神，将获取的信息进行再加工处理制成网页发布可以内化为自己的知识，培养了学生的创新精神和实践能力。结合崇明的开发建设生态岛，风力发电作为崇明生态建设的一方面，让学生共同参与崇明建设的大讨论，培养学生爱家乡、建设家乡的热情。当然信息技术与物理课程的整合并不仅是如上述所讨论的教学模式，还有很多的其他教学模式，根据不同教学要求应该灵活运用不同教学模式，也可以在一堂课上将几种模式的教学方法有机的整合，可以发挥更好的教学效果。二、信息技术与物理教学整合的理想效果（一）激发学习兴趣，提高学习效率信息技术的运用可以直观形象地再现所观察的事物，它具有生动性、趣味性和变化性，能引起学生的注意，提高学生的学习兴趣，增强学习效果。它所表现的自然景物、人物形态、图象和动画、色彩变化以及配音，都会在学生大脑皮层的一定部分引起强烈兴奋，使学生的注意力特别集中。例在初三物理滑轮一节的教学中，我使用“升国旗”及建筑工地“卷扬机”课件。内容与场面来自生活、生产与学生的活动没有距离，有一种身临其境的亲切感。通过播放这一课件，学生思维异常活跃，情绪高涨，十分渴望知道这一切的现象是怎么发生，从而激发了他们的兴趣，使他们产生强烈的求知欲望，再顺势将教学内容深入探究，可谓“水到渠成”。（二）利用信息媒体，促进学生记忆信息技术与物理教学的整合为学生提供多种感官参与学习的氛围，让学生充分动眼，动耳，动手，动口并通过动手实验操作学具，边想边做，边练习来感知事物、领悟概念、掌握原理。多种感官参与学习，能大大提高学生的意想不到效果，并使学生由被动学习变成主动学习。能明显提高记忆效率和学习效率。再配以各种交互方式进行学习，其效果会更加明显。例如初二物理热膨胀技术的意义一节教学中，固体膨胀受到阻碍时产生的力很大，通过多媒体课件的演示：二列火车分别在钢轨之间有间隙和无间隙的铁轨上行驶，因有间隙的铁轨可以自由伸缩不变形，而无间隙的铁轨由于热膨胀伸长而变形，火车行驶到此就发生翻车事故，爆炸声、凄惨的哭救声混杂在一起的场景。从课件的画面、声音两个方面刺激学生的分析器官，加深印象，使学生产生很大的震撼，学生就更容易找到发生这种现象所产生的原因。怎样用已经学到的物理知识去解释这种现象呢？让学生去讨论，运用交互方式进行学习，请同学发言，复述解释现象。通过两个班级对比，使用课件进行教学的学生复述正确率80，而不使用课件教学的学生复述正确率50，这充分说明使用多媒体对记忆、理解和学习所起到作用是十分显著的。（三）使用媒体演示，加深知识理解学生掌握知识，一般是从感知开始的。感知丰富，就能为进一步形成概念，理解和掌握物理规律打好基础。学生对教材缺乏感性知识，是课堂教学的主要困难之一。例如初三物理教材简单机械中的“锅炉安全阀”装置，学生就因为缺少感性认知材料，很难理解它的自动控制的工作原理，如果将“锅炉安全阀”装置的挂图改为动画的课件，能够详细描述工作过程，那么学生就不难理解因锅炉内的气压增大对锅炉压力增大，最后将阀门塞子向上推动，使杠杆转动达到新的平衡，锅炉内的蒸汽每释放出一次，锅炉内气体对侧壁的压力就会相应地减小。同时演示了因杠杆上挂的重物过大，锅炉内蒸汽因不能释放而使锅炉内气压超过它所承受的最大压力，最后发生爆炸的事故。通过该课件的演示使学生深刻理解锅炉安全阀门装置的工作原理，增强学生安全意识，在今后的社会生产实践活动中更突出安全的重要性。然在教材中某些内容抽象，不易理解的难点，光凭教师的巧舌如簧的口头说教，达不到应有的教学效果。例如使用定滑轮和动滑轮提升重物实验中探究物体移动距离与拉力作用点移动距离的关系中，无论老师语言表达能力多强，老师在演示时指出移动物体的起点和终点位置，拉力作用点的起点和终点位置，仍有80的学生不能理解，或者在具体测量时不能准确地测量它们移动的距离，可谓白费口舌。然而使用“定滑轮和动滑轮”课件演示提升重物时留下物体和拉力作用点原来位置的痕迹，再指出它们的距离。90的学生可以理解，能够顺利完成探究过程。从这一事例中可以看出将哪些原来枯燥、乏味的说教转化为形象、生动、具体的动画过程，起到事半功倍的教学效果。（四）缩短教学时间，提高教学效果在教学过程中可以将复杂的图形、表格或总结性的文字，可以事先制成多媒体的幻灯片，动画或网页的形式，在教学过程中呈现给学生，可以加快学生的感知的进程，而教师可以省去了在课堂中绘图、制表等时间。每年中考前学生复习功课的时间非常紧张，我们谁都不愿意浪费学生的点点滴滴的宝贵时间，历年中考中数据处理及表格分析的试题是必考无疑的，如何做到省时、高效呢？通过多媒体课件形式，将问题和数据呈现在大屏幕上，对关键词句，边讲边划出，对数据分析可以通过选定方式加以特别注意，容易找出分析的具体数据及它们之间的相互关系，学生的注意力集中程度大幅度提高。而对于专题性质的复习课，往往不只是一个习题，往往有多个习题，我们可以通过网页方式呈现时，能够快捷方便找出不同习题的异同点，不需要重复地擦写黑板，打开第一、第二页的练习讲义。二种不同的教学模式者相比较，使用多媒体课进行教学的效果提高很多，教学时间可以缩短三分之二。利用多媒体教学不仅使一堂教学课的教学效果提高，教学时间的缩短，还可以增加单位课时听课的学生数，这是利用多媒体教学的又一亮点。在今年中考前的总复习阶段，我通过制作专题学习网页形式授课，为整个初三年级的学生同时上课，内容充分，形式多样，各种教学课件生动活泼，进行了二个多小时的讲座，学生仍然精神振奋，毫无倦意。这些事实证明，只要我们深入探究实践改变传统教学模式完全可以大幅提高教学效率。（五）突破时空限制，改善实验效果听觉与视觉的搭配是提高教学效果，实现教学目标的好办法。我们物理教学离不开实验，实验是我们物理学的基石，离开实验谈物理是不切实际的，也不可能有任何研究成果的。然而在物理实验教学过程中也会碰到很多客观条件的限制，如何把握好物理实验与多媒体课件的组合教学是我们物理教师基本要求。热膨胀教学中，双金属片在膨胀和收缩时，会向某一个方向弯曲，我们可以通过实验方法演示，但冬天或夏天用钢尺测量铜块的长度时，比较测量值的大小关系时，我们不能突破时空限制，合理使用多媒体技术，制作夏天冬天测得物体长度，给学生一个具体形象的实验结果。再如有关比热特性中水比热较大，解释沿海地区气温变化不象内陆地区气温变化显著，通过制作课件热区响应方式，在地图上显示不同城市气温变化，从声音中提示学生沿海地区水多特点是水浪涌动声和内陆地区沙漠中骆驼鸵铃声。通过这类课件的教学，解决了实验中时空的限制，有效地促进了教学，从而改善了实验效果（六）拓宽信息来源，培养创新精神利用信息技术提供资源环境，突破书本、教参和其他辅导书的限制。利用学校、社会和网络的资源来丰富封闭的孤立的课堂教学，使学生不再只是学习课本上的内容，而是极大地扩充了知识量，同时通过网络学习培养了学生的信息素养。在丰富的资源环境下学习，改变了过去的单一的接受式学习为接受与体验、研究、发现相结合的学习，同时对获取的知识进行内化，重新构建知识体系，培养学生的创新精神和实践能力。三、信息技术与物理教学整合中要避免的几个误区（一）防止信息负担过重许多实例研究表明，在学生刚接受新的知识技能时，学生缺乏有效的感性知识，或者说准备知识还不够充分，如果此时过多大量信息过快呈现，学生思维还不能有效地激活。例如在初三物理“电流”一节学习中，刚开始学习有关电流知识，而电流表测量电流的读数的教学利用课件演示，开始练习读数时，适当放慢速度，让学生有更多的思考时间，有利于学生接受新知识，而在“电压”一节中，有关电压表的读数教学练习中，可以适度加快速度，学生也不会有疲劳感，反而觉得一堂课很快结束。（二）预防过度依赖于技术支持在教学中如果盲目地依赖多媒体技术而把所有的教学环节全部使用多媒体手段再现出来，认为只有用了几分钟计算机，那肯定不是一堂好课，甚至形成“无多媒体不成好课”的局面。把最基本的计算演译过程或最简单的文字加图片也作为多媒体的课件。事实上，技术只是一种辅助手段，而不是目的，推进信息技术的应用并不是为了信息化而信息化，而是通过信息化达