利用信息技術(shù)深化物理教學

天津市第九十中學 于曉丹

中學物理教育要求全面培養(yǎng)學生的觀察、分析、比較、歸納和實踐的能力。充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，即以計算機為核心的多種教育媒體及教學設(shè)計的理論和方法的應(yīng)用，可克服傳統(tǒng)課堂教學的不足，輔助和優(yōu)化課堂教學過程，以多媒體的強大功能來豐富完善教師的教法，使學生的學法得到培養(yǎng)和發(fā)展，以達到提高物理課堂教學質(zhì)量，發(fā)展學生素質(zhì)的需要。

一、信息技術(shù)與研究性學習相結(jié)合

物理教學的最大特點就是培養(yǎng)學生的能力。能力的培養(yǎng)和提高離不開一定的知識面。為了擴大學生的知識面，教科書中都設(shè)置了一定量的閱讀材料，有的還提供了網(wǎng)址，便于學生查閱。在日常教學中，結(jié)合課程標準和教材要求，教師提出一些參考性的研究課題與略策，并提供一定的學習材料，或給出主題網(wǎng)頁，或指導學生上網(wǎng)查閱相關(guān)資料，或組織實地考察和調(diào)查，開展研究性學習，通過撰寫小論文，再進行課堂交流。學生的協(xié)作學習、教師和學生的互動和合作、學生和家長及社會的互動，可以達到擴展閱讀，豐富學生的知識，培養(yǎng)學生從網(wǎng)絡(luò)獲取信息、篩選信息、加工信息和協(xié)作學習能力的目的。這一層面的應(yīng)用，一般難度不大，學生也十分愿意實踐。例如物理教學中關(guān)于人造衛(wèi)星，火箭，黑洞，傳感器，太陽能電池原理與應(yīng)用，傳感器的分類及其應(yīng)用，磁性材料，磁與生物等研究性學習課題。通過研究性的實踐活動，可積累一定的素材和學生作品，掛靠在班級網(wǎng)頁或?qū)W校網(wǎng)站上，為校園網(wǎng)提供豐富多彩的學生學習材料，為下一屆學生開展研究性學習提供參考。

二、信息技術(shù)與物理實驗教學整合

（一）發(fā)揮演示實驗作用

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，實驗教學和演示實驗是中學物理教學的重要一環(huán)。豐富多彩、生動有趣的實驗是物理實驗教學的特點，利用實驗課不僅可以讓學生記住某些相關(guān)結(jié)論、實驗步驟，而更為重要的是能夠使學生透徹理解并且完全掌握產(chǎn)生實驗結(jié)論的過程。在普通物理課堂的演示實驗中，由于受到常規(guī)實驗儀器本身的限制，實驗效果常常不如人意。而通過多媒體技術(shù)模擬實驗的輔助，模擬一些重要的，但在現(xiàn)實實驗環(huán)境下難以完成的一些物理實驗，則可彌補常規(guī)實驗儀器的不足，提高物理實驗的演示效果。

如凸透鏡成像規(guī)律實驗，按傳統(tǒng)實驗方法進行演示時，由于常規(guī)實驗儀器的限制，現(xiàn)象不是很明顯，致使學生對凸透鏡成像的特點不甚理解，并產(chǎn)生迷惑。此時若改為采用多媒體技術(shù)進行凸透鏡成像規(guī)律模擬實驗，整個模擬實驗過程流暢、直觀、明了，可使學生對該實驗有一個清晰完整的認識。

由此可知，通過信息技術(shù)與物理實驗整合，可以突破常規(guī)實驗儀器的局限性，所以我們應(yīng)當充分發(fā)揮信息技術(shù)的特長，對那些難以觀察到的、復雜、困難的實驗進行模擬和提供幫助，成為常規(guī)實驗的補充，并把兩者結(jié)合起來，使實驗教學上升到一個新的層次，從而有助于學生發(fā)現(xiàn)規(guī)律、獲得知識，提高學生的科學文化素質(zhì)和實驗技能水平。

（二）發(fā)揮學生自主探討性實驗作用

在傳統(tǒng)物理實驗室，一方面由于怕發(fā)生意外和造成實驗儀器的損失，有許多實驗室的規(guī)章制度，對學生有諸多限制；另一方面由于實驗環(huán)境和實驗條件的限制，實驗結(jié)果往往和物理理論不一致，甚至出現(xiàn)相反的數(shù)據(jù)，這一切無不暴露出了傳統(tǒng)實驗室的弊端。

讓學生在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進行虛擬實驗室操作，以自主模擬實驗為基礎(chǔ)進行多媒體教學，則可以解決這一難題。

如在上傳統(tǒng)電學實驗課時，教師通常會告訴學生，電流表的接線柱不能接錯、電壓表不能超過量程，電池組不能短路等。

很多實驗不允許學生自己操作，這些規(guī)定無形中扼殺了學生的創(chuàng)造性思維，而有些學生自主意識很強，常常會進行一些“地下操作”，最終損壞了儀器。然而，須知這些“破壞性”強的學生實際上很可能是動手能力、創(chuàng)造能力強的學生。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，倡導學生自主探討性實驗，既可保護儀器又能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，并能把很多傳統(tǒng)實驗做不到的效果一一再現(xiàn)。學生在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)環(huán)境進行多媒體實驗操作，通過網(wǎng)上人機對話，學生可以一邊操作一邊在網(wǎng)上暢游，獲取新知識，或與其他同學交流。如果學生在網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室遇到問題，還可以通過網(wǎng)絡(luò)從其他同學那里獲取相關(guān)信息，進行討論，讓學生自主學習，并自主觀察模擬實驗，從而掌握學習成果和學習方法。

虛擬實驗室為學生提供了全方位的開放性的操作環(huán)境，使學生在課堂上實現(xiàn)了在虛擬世界的真實體驗。信息技術(shù)與物理實驗教學整合，能夠培養(yǎng)學生自主模擬實驗、觀察實驗，并歸納、總結(jié)，抽象成所需知識的能力，從而學會學習，使學生主動地獲取物理知識，發(fā)展能力，并促使他們建立科學的世界觀。

（三）物理課程整合設(shè)計中應(yīng)注意以下問題

1.“傳統(tǒng)”物理教學強調(diào)“以實驗為基礎(chǔ)”仍然是正確的

在物理教學中推進“信息技術(shù)與課程整合”，必須包括學生實驗和演示實驗。物理學是一門實驗學科，如果以信息技術(shù)與現(xiàn)代教育技術(shù)來取代實驗則違背了教育的基本規(guī)律。

2.適時應(yīng)用，注重優(yōu)化

對于實驗基本清晰的，要堅持做好實驗，不能用“虛擬實驗”代替真實?，F(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢可以在科學模擬的基礎(chǔ)上疊加分析性信息，也就是提供由形象思維到抽象思維過度的橋，使得學習者更深刻地理解客觀物理規(guī)律及其應(yīng)用。“彈簧振子的動力學分析”“牛頓第二定律的應(yīng)用”和“電磁感應(yīng)”等是這類例子。

對于實驗不夠清晰的，需要用科學動態(tài)模擬補充。在“補充”之前還是先要做實驗的。“波的疊加”“波的干涉”和“帶電粒子在電場和磁場中的運動”等課題是這類例子。

對于中學不可能做出的實驗，可完全用計算機科學模擬和視頻資源來支持教與學?！皻怏w分子運動”“α粒子的散射”等是這類例子。

在“整合”研究中根據(jù)物理學科特點，要重視真實實驗與計算機科學模擬這兩種信息技術(shù)的“整合”，還要注意“信息技術(shù)”與現(xiàn)代教育理念、教學方法研究的“整合”。

隨著信息技術(shù)和物理學科教學整合的發(fā)展，將信息技術(shù)引進教育領(lǐng)域?qū)⒔o學生、教師、學校帶來一個新的教學模式和新的契機，但同時也應(yīng)看到，信息技術(shù)和物理教學整合是一個新興事物，還有許多問題需要我們?nèi)パ芯?、探索。但我們確信信息技術(shù)在和學科教學中整合中將大有作為。