2020年信息技术与物理探究教学的有效融合论文

信息技术与物理探究教学的有效融合论文 基础教育课程改革纲要（试行）中明确提出，在教学过程中大力推进信息技术的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合。科学探究是初中物理新课标提倡的重要的教学方式之一。在初中物理探究教学中，如何充分发挥信息技术的优势，使之与科学探究过程有效融合？下面，笔者结合教学实例谈谈自己的体会。 利用信息技术所具有的对图、文、声、像等多媒体信息的综合处理能力，通过将多种媒体信息有机地融为一体，实现有声、可视、形象生动的表达效果，进而为物理探究教学创设有助于学生发现问题的良好学习情境，激发学生的探究欲望。例如，在平面镜成像的引入环节可设计这样的教学情境：播放一段视频（如图1），展示蜡烛水浇不灭的奇妙情景，出人意料的情景引起学生的认知冲突，从而激发学生的好奇心与学习的积极性。然后，再播放视频（如图2）展示真相，原来烛焰水浇不灭，呈现水火相容景象的奥秘是一块玻璃板。一块普通的玻璃板呈现的奇妙景象，极大地激发了学生的探究欲望。 由于学生认知水平、思维水平有限再加上物理概念的抽象和过程的复杂性，造成学生的认知困难，形成教学难点。信息技术在突破难点方面有着重要作用。信息技术具有的直观、形象的特点，可以化抽象为具体，丰富学生的感知突破难点。信息技术具有的动态性，可以直观动态地展示复杂过程的变化，帮助学生把握物理过程的变化特点和规律实现意义建构，从而有效地突破教学难点。例如，在探究杠杆的平衡条件一节中，关于力臂概念，很多学生尽管能正确说出定义而遇到实际问题时仍把支点到动力或阻力作用点的距离作为力臂。针对这一教学难点，利用几何画板软件制作“力臂课件”（如图3）动态演示：力的方向改变时，力臂的大小在变，但是力臂和力的作用线相互垂直的几何关系没有变，同时可以看出力臂应是支点O点到垂足C点的距离，而不是支点O点到作用点A点的距离。通过课件的动态演示可以帮助学生促进对力臂概念的意义建构，在头脑中形成正确的认知结构，进而促进学生对杠杆平衡条件的实验探究以及对杠杆平衡条件规律的正确理解。 仿真在物理教学过程中，是通过模拟手段，特别是信息技术手段，再现真实世界的某些方面，让学生在这样的背景中通过实际操作而学习的方式。在进行实验探究之前，学生借助几何画板或仿真物理实验室等仿真模拟平台，在微机上模拟各种实验情形，对物理现象或过程的规律形成初步的认识，这就减少了实际实验探究的盲目性增加了探究的针对性。利用信息技术的仿真模拟功能，对实验探究可以起到导向辅助作用，提高学生的实验探究能力。例如，在探究电路中的电流一节中，让学生利用“新课标实验室-初中电学”（坤为地软件园陈邦明开发）仿真模拟软件，从器材室里自选器材模拟连接电路，探究串并联电路的电流规律（如图4）。在本节中通过仿真模拟可以培养学生的电路设计能力及连接电路的实验技能。本软件还有这一特点：退出系统前必须归还所有器材，否则系统拒绝退出。这样还可以有意识地去培养学生完成实验后器材的良好习惯。 对实验数据进行科学地处理和分析是一种重要的科学探究能力。表格和图像是处理、分析数据的常用方法，但图像比起表格要更直观形象。在初中物理探究教学中，教材和教师一般要求学生用表格记录和处理数据，用图像处理数据对于初中生来说难度较大。教学中可以充分发挥信息技术在绘制图像处理数据方面的优势。例如，在探究凸透镜成像规律分析与论证环节，学生在教师引导下对实验记录表格中数据进行分析，寻求凸透镜成像的规律。大部分学生通过交流讨论可以发现“凸透镜成不同的像时，物距与像距所满足的关系”，但是学生很难发现“凸透镜成不同的像时，物距与焦距的关系”。这一规律是凸透镜成像的基本规律，怎样引导学生发现呢？笔者利用信息技术对数据处理进行了有益的尝试。图5是利用Microsoft Office Excel数据处理软件得到的凸透镜成像数据处理图表。学生根据这个直观的图表，比较容易得出凸透镜成像的基本规律。 因特网不仅为教师和学生提供了百科全书式的信息资源，并且综合运用语言、文字、声音、图形、动画和视频等多种信息呈现方式，创设了一个图文并茂、有声有色的数字化环境。学生利用因特网（或校园网上教师提供的资源包）搜索下载有关实验探究所得物理规律的应用事例，相互交流协作学习，拓展了探究视野，加深了对物理规律的深刻认识和理解，也深切地体会到物理学与人类社会之间的密切关系。 总之，以多媒体和网络为核心的信息技术在初中物理探究教学中，不仅作为教师教的工具，而且应该作为促进学生自主学习的认知工具与情感激励工具、丰富教学环境的创设工具。当然，在物理探究教学中，既要充分体现信息技术的优势，又要充分发挥传统实验手段的功用，使二者优势互补、相得益彰，而不能为了使用而使用信息技术。