例谈信息技术与物理学科教学的整合

1、例谈信息技术与物理学科教学的整合 苏州第四中学 秦江 215003关键词：信息技术、整合、多媒体、物理本质、网络、研究型学习、探究、自主性学习摘要：将信息技术整合到物理课堂教学中，最大限度的发挥信息技术的信息功能，把学习过程变为自主性研究型的主动探究过程。这要求我们即不能神化信息技术右不能泛化信息技术而是有机整合。随着以多媒体、远程通讯和网络技术为核心的现代信息技术在教育领域中的不断渗透，计算机网络教学在我国教育领域中得到快速发展。这一新型教育模式对改革传统的以由知识本位观主宰下的注入式教学方法、教学理念从而培养学生素质发展学生能力起着积极作用。然而资源的匮乏、观念的陈旧出现了许多不尽如人意之

2、处，如重机不重人，重硬件轻软件，为多媒体而多媒体为网络而网络，信息技术成为公开课的点缀、学校的招牌。建构主义理论认为学习的过程是信息的加工、控制和处理的过程，如何将现代信息技术与学科课堂教学有机整合起来，变由知识本位观主宰下的注入式教学为以学生为本、以提高学生素质发展学生能力为前提的自主探究式教学模式，是摆在我们面前的一道难题。就物理学科而言，即要凸现物理学科的特点又要使信息技术切实为物理教学服务。这就要求我们即不能神化信息技术又不能泛化信息技术，该用时一定要用，可用可不用时一定不用，用得恰倒好处、恰如其分。1、多媒体课件在实验中的应用物理学是一门以实验为基础的自然科学，它的研究方法一般是在观

3、察和实验的基础上，对物理现象进行分析、抽象和概括，从而建立物理概念和定律，进而形成物理理论，然后这种理论再回到实践中去经受检验。由于物理学这种实践性强，抽象、概念多的特点，使它成为中学生感到学习比较困难的一门学科。因此，直观教学在物理教学过程中占有相当重要的地位。传统的直观教学主要是运用演示实验、教学模型和教学挂图等进行的。但这些手段有较大的局限性，如有的可见度小；有的演示现象瞬息即逝；有的限于条件演示效果很差；挂图所提供的只是静止的画面，对讲解现象的过程很不适用；模型本身又不易拆开，工作时各部分的活动情况不易看清楚；正因为这些局限性，使学生对许多物理知识的理解不能充分建立在直观感知的基础上，

4、因此教师感到难教，学生感到难学，而采用多媒体教学手段可以克服这些局限性，弥补传统直观教学手段的不足。如弹性碰撞，是一个在极短时间内完成的物理过程，其机理比较复杂，通过课件中两个相碰物体相互作用过程的放慢，学生可以清楚地观察到弹性碰撞的物体从接触到挤压、形变、产生弹力，然后形变逐渐恢复、弹力逐渐减小，最后完全恢复形变，两物体分离。再如“电磁振荡”知识极为抽象，难以理解。通过课件演示，学生就能清楚地观察到充放电过程中电容器极板上电荷的周期性变化，电路中电流的大小、方向的周期性变化，线圈中磁场的有无、强弱和方向的变化，整个过程即生动形象又揭示了电磁振荡的物理本质。一些传统的演示实验有如准确性差，过程

5、模糊，受控因素多等缺点，如果配合多媒体课件演示，可以达到更好的效果。如“机械波”教学中演示形象直观，振动状态容易控制，振幅、频率、波速可以任意选择。可以暂停的方式观察某一时刻各质点的位移情况。通过这样一些课件的使用或放慢作用过程或形象直观大大化减了难度使学生易于理解，对物理本质有更深刻的认识。实验操作模拟也就是仿真，它是用计算机构造模拟实验环境，用来代替或加强实验手段。如下是模拟的重力场，学生可以在这一环境下做任何有关重力场的实验或自己设计模拟实验。 当然，课件的制作也好环境的模拟也好都应该遵循这样几个原则：物理的科学性原则，缺乏科学性的课件不仅不能完成教学任务，严重的还会误导学生；为物理服务

6、的实效性原则，课件的制作不是用来体现教师的电脑水平而是用来为教学服务，能说明物理问题易于操作为好；体现教师的主导性、学生的主体性原则，不能制作得象好来坞电影，喧宾夺主，华而不实。2、利用局域网一边实验一边交流，实现教师与学生，学生之间的互动。下面以凸透镜成像规律分析为例进行说明：（1） 教材分析本节教材利用光具座上，蜡烛火焰在通过凸透镜在光屏上成像来分析其成像规律。 （2）能力目标通过网上人机对话，让学生自主学习，并自主观察模拟实验，利用网络讨论交流掌握凸透镜 成像规律，从而掌握学习手段和学习方法。 （3）教学设想对本节内容，若采取原始的讲授法则枯燥无味，学生只能去死记硬背，没有感性认识；若采

7、用实验法，一则效率低，二则不易观察到十分清楚的成像学生不易总结出凸透镜成象的规律；若利用网络、多媒体，让他们自主去做摸拟实验，可以提高感性认识、提高学习效率且培养了他们通过网络交流获得所需要的知识的能力。我采用一边实验一边用多媒体模拟，即培养了学生动手能力又提高了实验的清晰度。根据教材和教学对象，采取下列教学流程：情景导入自主模拟实验、探究网上交流归纳小结（填完表格）反馈讲评。(下面是学生自主摸拟实验和学案)（4）教学程序设计步骤教师行为学生行为课题导入、引导学生思考相机的镜头是什么样的镜？照相机在底片上成的像有什么特点？（切换到教师平台）、介绍凸透镜的相关概念：透镜、凸透镜、焦点F、焦距f、

8、提出问题，凸透镜成像有什么规律呢？、照相机的镜头是一个凸透镜，在底片上成倒立，缩小的实像、学生自读课文有关介绍，弄清凸透镜的焦点，焦距自主模拟实验探究、切换到学生视窗，让学生打开快捷方式“凸透镜”、请学生自己模拟并提出问题让学生思考： 完成下表：、学生在教师指导下，开始自主实验。、学生用左键按住物体拖动，观察成像特点，可以在不同位置停止拖动，仔细观察对比，并完成填表。、学生用左键双击开始，物体从无穷远向透镜移动，（可选择缓慢移动）并观察像距、像的大小，虚实、正倒随物距的变化规律，并完成思考题，输入答案。物距像距像的虚像像的虚实像的倒正u=u>2fu=2ff<u<2fu=fu&

9、lt;f 成实像时像的正倒、成虚像的正倒 成实像时像的大小（放大、缩小） 当物体靠近透镜移动时，像如何移动？物体远离透镜时又如何？ 当物距u=f和u<f成什么像 照相机要使人物大些,怎该怎么做?网上交流、 教师作为其中一员参与交流、组织随时点评、导拨以保证交流的正确性。、将有代表性的学生结果切换到投、同学们上网交流，讨论他们的观察结果：小结、在交流基础上，根据前面提出的问题，总结成像规律。、联系实际，解决实际问题，如思考题、 认真听讲，做好笔记。、 进一步将知识消化。反馈根据计算机反馈的练习完成情况，对共同问题进行讲评。完成在线练习，通过电子举手回答问题。在这样的例案中，教师只是一个组织

10、者，指导者，起着帮助、促进作用，学生利用局域网完全通过模拟实验和网上讨论、探索获取新知识、即增强他们学习成就感又提高了他们学习物理的兴趣和探险索科学的热情，从而起到良性循环的作用，达到预期目标，实现了学生自主学习。同时这种教学方式可操作性强，交互性强。在整个教学过程中，学生都处于一种良好的状态，学习效率大大提高。多媒体网络集文字、图片、声音、动画于一体，交互刺激学生，具有形象、生动、明了的优势，符合学生的认知规律，缩短了学生接受、消化、巩固知识的时间。如果将所要求的知识、有关应用、相关知识、知识地拓展、巩固练习等做成网页放到学校服务器，让学生自由浏览，在bbs交换学习感想，增强学生学习的自主性

11、、交互性，效果也很好。、 网上冲浪，为学生展开一新的学习空间。Internet是一个资源丰富、快捷、方便的资源。同样网上也存在一不健康的内容。但我们把网络同学科教学整合起来，让这把双刃剑最大限度的发挥它的正面作用。如在教授法拉第电磁感定律时，指导学生上网查找有关法拉第的事迹，用法拉第的故事教育学生，要学习法拉第百折不老的精神。在学习电阻定律时上网查找有关超导的知识，使同学们对超导的应用更清楚的认识，对物理学前沿也有一定的了解。再如笔者曾设计百慕达探迷一课尝试网络探究型教学，现简要介绍：先以聊天的形式提出“同学们听说过百慕达吗？”（在轻松的气氛中聊起同学们道听途说的百慕达怪事。为后面的探究构建一

12、个轻松的平台。）然后问：“为什么会出现这些怪事呢？”（自然引出本节课的核心问题。同学们的好奇心一下被调起，热情高涨，为后面的探究提供了足够的情感基础，学习的内驱力。）再提出：“我们研究问题的一般方法是什么？以什么样的步骤进行？”（同学门讨论得到：问教师、家长、图书馆查资料、网上查找形成自己的观点设计实验、验证观点修改实验或观点再验证得到结论即猜测、验证、结论。这是我们解决问题的一般方法，通过这样的学习提高同学们解决问题的能力。）再由教师告诉网上搜索的方法如搜狐、google、摆渡等关键词为百幕达或北纬30度，学生浏览网页后形成观点：洋流形成旋涡抛物面对太阳光聚焦产生高温、磁场、龙卷风等。在验证

13、中有的同学在阳光下搅动盆中的水形成旋涡将阳光反射到一张深色纸上，移动纸某处纸上出现特别亮的点来证明，有的用flash模拟龙卷风、磁场使飞机出事的情形，如下图： 由于这是一个没有结论的问题，容易发挥学生的开放型思维，同学门也确实提出了许多创造性的结论如计算机的模拟实验、这一事件本身可能是一种作秀等，网络的信息功能发挥得淋漓尽致。特别是把信息技术、研究性学习和物理应用结合得较好，能够利用所学知识来研究问题、解决问题。在研究和解决问题的过程中增加了协作和交流。信息技术应用于教学是一种教学手段教学工具，多媒体、网络、课件、视听设备等是信息技术的具体表现形式，它更是一种知识的载体，把它同物理学科教学有机整合，充分发挥的作用也只有同学科教学相整合才能体现其价值。当然我们不能仅当作电化教育，在整合过程中要防止神化和泛化，更要防止把自由学习当成自主学习，要把握好“度”的问题。参考文献：1、多媒体教育应用的重大意义及发展趋势 2、对我