金建剛信息技術(shù)與學(xué)科整合

1、金建剛：基于新課標(biāo)理念下地信息技術(shù)與中學(xué)物理學(xué)科教學(xué)整合作者：金建剛文章來源：教育信息技術(shù)2006年第二期點(diǎn)擊數(shù)：囚2381更新時(shí)間：2006-7-16新課程改革大大地推進(jìn)了信息技術(shù)在各學(xué)科教學(xué)過程中地普遍應(yīng)用，促進(jìn)了信息技術(shù)與學(xué)科課程地整合，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容地呈現(xiàn)方式、學(xué)生地學(xué)習(xí)方式、教師地教學(xué)方 式和師生互動(dòng)方式地變革另一方面，在教學(xué)實(shí)施中充分發(fā)揮信息技術(shù)地優(yōu)勢 ，能為學(xué)生 地學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩地教育環(huán)境和有力地學(xué)習(xí)工具一、整合地功能和層面當(dāng)前信息技術(shù)在物理課堂教學(xué)中地應(yīng)用，可以概括為四種方式：基于多媒體計(jì)算 機(jī)技術(shù)，它包括以文本、圖像、聲音、動(dòng)畫、視頻等形式作為載體與物理教學(xué)內(nèi)容結(jié)合

2、，滲透于教學(xué)過程；基于傳感器技術(shù)，應(yīng)用于課堂教學(xué)地實(shí)時(shí)研究；基于各種計(jì)算機(jī) 科學(xué)軟件地模擬實(shí)驗(yàn)探究；基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，應(yīng)用于教學(xué)資源地開發(fā)和利用，并探索與課 堂教學(xué)模式地整合和課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)改革地研究信息技術(shù)與課堂教學(xué)地有機(jī)整合，對優(yōu)化教學(xué)過程和提高課堂教學(xué)效果、促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式地轉(zhuǎn)變、完善課堂教學(xué)模式和課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)都有著積極地意義和功能效果，具體可從兩個(gè)層面來加以分析第一層面地功能：是淺層次地整合是指在不改變原有課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)（即教師、學(xué)生 和教材）和課堂教學(xué)模式（如講授式教學(xué)）地前提下，將信息技術(shù)作為教學(xué)地輔助手段和 認(rèn)知工具，以此來提高課堂教學(xué)地效益、實(shí)現(xiàn)部分教學(xué)目標(biāo)地功能第二層面地功能：是高層

3、次地整合，指信息技術(shù)已成為課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)中一個(gè)要素，由 此形成新地課堂教學(xué)模式，這種模式將較全面地體現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)地教育理念它將全方位支持學(xué)生地自主學(xué)習(xí)、 主動(dòng)探究和交流合作，在教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)中，它不再是 單純地用于創(chuàng)設(shè)情境和作為認(rèn)知、交流、探究、演示、加工信息和處理信息地工具這 種整合真正體現(xiàn)了綜合、融合、集成一體化地含義 , 在哲學(xué)意義上體現(xiàn)了一個(gè)新地統(tǒng)一 整體地建構(gòu)和序化過程 . 這是當(dāng)前基于現(xiàn)代教育技術(shù)支持建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、多元智力 論地前提下 , 結(jié)合學(xué)生地實(shí)際和已有地教學(xué)資源條件 , 所形成地一種嶄新課堂教學(xué)模式 .二、如何將信息技術(shù)運(yùn)用于中學(xué)物理教學(xué)中1創(chuàng)設(shè)問題情景信息技術(shù)與

4、學(xué)科課程地整合 , 應(yīng)逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容地呈現(xiàn)方式、學(xué)生地學(xué)習(xí)方式、 教師地教學(xué)方式和師生互動(dòng)方式地變革 .因此課件制作重在創(chuàng)設(shè)情景、 揭示問題 .現(xiàn)代教 學(xué)重視學(xué)生地自主學(xué)習(xí) , 要求在教學(xué)中能充分體現(xiàn)學(xué)生地主體地位 ,因此“問題探究法” 得到了廣泛應(yīng)用 .所謂“問題探究法” 是指通過創(chuàng)設(shè)一定具有挑戰(zhàn)性地問題情景 , 與學(xué)生 原有地認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生沖突 ,激起學(xué)生地探究意識(shí) , 促使學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)地教學(xué)方法 . 因此在多媒體課件地設(shè)計(jì)與制作過程中 ,在追求藝術(shù)美感地同時(shí) , 更應(yīng)力求能展示問題 情景,給學(xué)生以懸念 ,激發(fā)學(xué)生問題探究地動(dòng)機(jī)和欲望 . 矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。(1) 展示問題情景

5、, 激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究意識(shí) .以施韋爾為代表地現(xiàn)代教育家指出：學(xué)生天生就有探究地欲望 , 也具備一定地探究 能力 ,這一能力將隨探究實(shí)踐地累積而增強(qiáng) .同樣 ,建構(gòu)主義也認(rèn)為 ,問題能否順利解決 地關(guān)鍵在于情景地創(chuàng)設(shè) ( 創(chuàng)設(shè)與當(dāng)前學(xué)習(xí)主題相關(guān)地、盡可能真實(shí)地情景). 在教學(xué)中若能充分抓住學(xué)生這一心理特點(diǎn) , 通過設(shè)計(jì)一些具有問題懸念地多媒體課件創(chuàng)設(shè)一些生動(dòng) 情景,或激起疑問、或產(chǎn)生認(rèn)知沖突 , 使學(xué)生在情景中“受激”而進(jìn)入一種好奇、渴望、 急不可耐地求知境界 , 在頭腦中形成“究竟為什么 ?”、“究竟是什么道理 ?”等欲望 , 促 使學(xué)生積極主動(dòng)地探究新知 . 聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛氌譴凈。一堂好地課

6、 ,很重要地一點(diǎn)就是必須能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)地興趣和動(dòng)機(jī), 能充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)地主動(dòng)性和積極性 ,促使學(xué)生主動(dòng)地開展探究性學(xué)習(xí) . 因此, 教師在備課時(shí) ,應(yīng)把 重點(diǎn)放在如何創(chuàng)新性地創(chuàng)設(shè)生動(dòng)、富有挑戰(zhàn)性、能激發(fā)學(xué)生興趣地問題情景, 來調(diào)動(dòng)學(xué) 生思維地積極性 ,激發(fā)學(xué)生地科學(xué)探究意識(shí) .當(dāng)然,我們可以借助現(xiàn)代教育技術(shù) , 創(chuàng)設(shè)有.殘騖關(guān)學(xué)習(xí)情境，展示問題，激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究意識(shí)，“技術(shù)讓思想和教學(xué)變得更完美” 樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。例如在原子地核式結(jié)構(gòu)地盧瑟福a散射實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如果用計(jì)算機(jī)模擬a散射地實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（如圖1）,畫面展示高速飛行地 a粒子去轟擊金箔,根據(jù)a粒子飛行路徑地改 變,來探究靶原子（金原子）

7、地構(gòu)造情況，這個(gè)情景此前教師不給出中心原子核（如圖2）,讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象討論湯姆遜模型及其假設(shè)地可能性，在否定假設(shè)地基礎(chǔ)上，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象充分發(fā)揮各自地“非凡”想象力，猜測原子內(nèi)部應(yīng)該具有什么樣地模型結(jié)構(gòu)（質(zhì)量、電荷量如何分布）,從而感悟物理模型建立地過程.學(xué)生會(huì)提出多種原子核式結(jié) 構(gòu)模型,但經(jīng)分析論證得出能滿足實(shí)驗(yàn)結(jié)果唯有盧瑟福地原子模型才是合理地這樣地體驗(yàn)“科學(xué)實(shí)驗(yàn)一一科學(xué)假設(shè)一一推理論證”地科學(xué)探究過程，比單純地給出畫面后直接下結(jié)論地效果要好得多.釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。（2）創(chuàng)設(shè)問題情景，讓學(xué)生“親歷”科學(xué)創(chuàng)新過程，感悟科學(xué)方法和科學(xué)思想物理學(xué)不僅應(yīng)教給學(xué)生一些廣泛應(yīng)用地原理，更重

8、要地是傳播科學(xué)思想，教給學(xué)生探索地方法在物理教學(xué)中利用多媒體技術(shù)，可以再現(xiàn)物理學(xué)家科學(xué)探究地經(jīng)歷 ，讓學(xué)生“親歷”科學(xué)探究過程，感悟科學(xué)方法和科學(xué)思想，培養(yǎng)學(xué)生地科學(xué)探究能力和科學(xué)創(chuàng)新 精神.如在介紹牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律過程時(shí) ，通過課件向?qū)W生再現(xiàn)牛頓非凡想象力地 幾個(gè)情景（牛頓當(dāng)時(shí)是否如此思維不得而知，但通過整合后對學(xué)生科學(xué)探究能力地培養(yǎng) 具有啟迪作用）.彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。情景一（可以用真實(shí)地視頻）:牛頓坐在樹下,發(fā)現(xiàn)蘋果落地,思考“為什么熟透地蘋 果會(huì)向地面落下，而不向上運(yùn)動(dòng)（引導(dǎo)學(xué)生不要輕易放棄一些熟視地日常現(xiàn)象）? ”肯定存在有某種力促使蘋果落地（"萌芽”地球引力作用）地

9、作用；謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。情景二（可以制作動(dòng)畫如圖3）:蘋果樹逐漸長高，一直長到月球那樣高熟透地蘋果 仍然要落向地面“為什么月球不會(huì)落地（給學(xué)生一個(gè)懸念）? ”廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。情景三：在地面上任何平拋運(yùn)動(dòng)地物體終要落地 （可展示運(yùn)動(dòng)場上地拋標(biāo)槍，速度越 大，射程越遠(yuǎn)）,月球不管以多大地速度運(yùn)動(dòng)也終要"落地”（如果地球表面是個(gè)大平面, 動(dòng)畫展示落地情形）；煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。情景四：若地球變成圓球狀呢（提出假設(shè)問題）?動(dòng)畫再現(xiàn)月球要落地地情景（速度越大，射程越遠(yuǎn)，以致于落不了地）.學(xué)生經(jīng)歷上述 思維沖突后，探究意識(shí)受到撞擊激發(fā)，深刻體會(huì)牛頓衛(wèi)星原理圖，驚嘆牛頓非凡想象力地 同

10、時(shí)堅(jiān)信地球是個(gè)球狀體鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。2 .揭示問題本質(zhì).突破教學(xué)難點(diǎn)眾所周知，物理概念及物理過程抽象，難以理解，盡管物理教師想方設(shè)法從不同角度用不同方法講述,學(xué)生領(lǐng)會(huì)起來仍感抽象、難懂；采用演示實(shí)驗(yàn)，可以有效地解決不形象、 不具體地問題 ,但由于一些具體條件地限制 ,演示實(shí)驗(yàn)做得不是很到位 , 或演示效果觀察 度差等原因 , 給教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)帶來一定地困難 . 而信息技術(shù)地發(fā)展及應(yīng)用給物理 教學(xué)帶來很好地輔助工具 ,如實(shí)物投影儀、錄像機(jī)、高速攝像機(jī)以及多媒體課件 , 它們以 其綜合處理信息地能力 ,利用直接投影 (可放大縮小 ,放慢加快 ) 、視頻、圖形、圖像、聲 音、三維動(dòng)畫等表現(xiàn)

11、形式 , 將一些枯燥、抽象、難以理解地概念、復(fù)雜地變化過程、形 態(tài)各異地運(yùn)動(dòng)形式、宏觀或微觀世界、時(shí)間地延長或縮短、空間地變大或縮小等直接地 展示在學(xué)生面前 , 所呈現(xiàn)地內(nèi)容真實(shí)、 生動(dòng)、極富表現(xiàn)力 , 很容易引起學(xué)生地興趣和注意 , 從而能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生地各種感覺器官 ,增強(qiáng)學(xué)生地記憶能力與理解能力 , 提高教學(xué)質(zhì)量 . 籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)。下面介紹幾種行之有效、能突破學(xué)生疑惑點(diǎn) , 化難為易地做法：(1) 抽象概念、抽象規(guī)律“具體化” .抽象概念、抽象規(guī)律“具體化” ：利用信息技術(shù) ,如視頻、 Flash 、幾何畫板等制 作地動(dòng)畫等 , 將學(xué)生認(rèn)為抽象、難理解地物理概念、物理規(guī)律 , 通過

12、動(dòng)畫、視頻等方式把 抽象地問題轉(zhuǎn)化成一個(gè)個(gè)具體地實(shí)例 . 預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。在物理教學(xué)中 , 只有將抽象地內(nèi)容具體化 ,才可以幫助學(xué)生理解它們地真正涵義 .例 如, 在進(jìn)行摩擦力方向地教學(xué)時(shí) ,學(xué)生容易將 “滑動(dòng)摩擦力地方向總是與物體相對運(yùn)動(dòng)地 方向相反” , 誤認(rèn)為“滑動(dòng)摩擦力地方向總是與物體運(yùn)動(dòng)地方向相反” , 這體現(xiàn)了他們 對“相對運(yùn)動(dòng)”這概念地內(nèi)涵理解不透徹 . 我們可以通過課件展示幾種不同情況下物體 相對滑動(dòng)地動(dòng)畫或視頻 , 并在動(dòng)畫或視頻中顯示摩擦力地方向、兩物體相對滑動(dòng)地位移 方向和各物體相對地面運(yùn)動(dòng)地位移方向 , 這樣就可把較抽象地摩擦力方向問題形象具體 化處理 , 使學(xué)生

13、易于理解“相對運(yùn)動(dòng)” 地意義和摩擦力方向地特點(diǎn)和判斷 . 滲釤嗆儼勻諤鱉 調(diào)硯錦。(2) 疑難問題“圖景動(dòng)態(tài)化” .疑難問題“圖景動(dòng)態(tài)化” ：利用交互性較強(qiáng)地幾何畫板和 Flash 、編程等 ,將學(xué)生認(rèn)為抽象、難理解地物理問題 .通過可控制變量地方式 , 將物理圖景有目地、有步驟、分層次動(dòng)態(tài)展示出來.通過圖示過程、形成表象,揭示冋題本質(zhì),深化冋題理解度.鐃誅臥瀉噦 圣騁貺頂廡。物理問題地難易，在于學(xué)生遇到物理問題時(shí)，大腦里面能否建立一幅清晰地物理圖景，但由于中學(xué)生所處認(rèn)知水平較低 ，思維認(rèn)識(shí)仍處于形象思維，難以構(gòu)建準(zhǔn)確、清晰地 物理圖景.因此,我們借助信息技術(shù)地優(yōu)勢，將物理問題轉(zhuǎn)化為物理圖景，

14、并將物理圖景 有目地、有步驟、分層次動(dòng)態(tài)展示出來，從而達(dá)到揭示問題本質(zhì)，使學(xué)生地認(rèn)識(shí)逐步過渡 至9邏輯思維地目地.擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。例如在高一地力學(xué)中學(xué)習(xí)了兩個(gè)力地合成遵循平行四邊形規(guī)律后，討論兩個(gè)分力與其合力大小地關(guān)系時(shí)，由于高一學(xué)生對三角函數(shù)中地正、余弦定理掌握不牢，很難理解“兩分力大小一定時(shí)，其合力大小隨兩分力地夾角增大而減小”.贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。幾何畫板看成是一塊“動(dòng)態(tài)地黑板”，使用幾何畫板制作地物理課件使傳統(tǒng)物理課 堂教學(xué)地靜止圖形向動(dòng)態(tài)圖形過渡，使學(xué)生能夠從過程地變化中把握不變地物理規(guī)律.幾何畫板本身不使用程序語言，但它有很好地交互性，可以由使用者操縱和控制.因此, 我們可

15、以用幾何畫板這一優(yōu)勢，設(shè)計(jì)可控動(dòng)態(tài)課件，從圖4開始,壇搏鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。拖動(dòng)F.從而改變F.與F2之間地夾角地大小,如圖5直到圖6位置結(jié)束.這樣通過一個(gè) 連續(xù)地拖動(dòng)動(dòng)畫，展示出從0增大到180.過程中其合力F地變化特點(diǎn)，使學(xué)生一目了然 再通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)就很容易理解這一知識(shí)點(diǎn).蠟變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅。995(3) 不可見物理量地“可視化”不可見物理量地“可視化”：利用動(dòng)態(tài)效果較好地Flash、編程、或編輯處理后地，借助于多媒體手段，通過類比、視頻等,將某些“看不見、摸不著”地物理量地動(dòng)態(tài)變化模擬建立一個(gè)聲、光、色、形于一體地形象化模型，則便于學(xué)生形成表象，建立概念.在物理教學(xué)中,經(jīng)常牽涉到一些動(dòng)態(tài)

16、過程,而某些動(dòng)態(tài)情景又難于在教室里形象展示.傳統(tǒng)教學(xué)中更多是依靠教師不厭其煩地“磨破”嘴皮引導(dǎo)學(xué)生想象其動(dòng)態(tài)過程, 即使有些動(dòng)態(tài)過程教師講得“有聲有色” , 可相當(dāng)部分學(xué)生因缺乏基本地感性認(rèn)識(shí) , 想象能力又受 年齡和知識(shí)結(jié)構(gòu)水平限制 ,確實(shí)難于理解其動(dòng)態(tài)過程 . 使原本形象生動(dòng)地物理教學(xué)變成 老師地說教 , 以至教學(xué)效率低下 ,教學(xué)效果難于體現(xiàn) .利用現(xiàn)代多媒體技術(shù) , 可以將動(dòng)態(tài) 過程做成課件展示給學(xué)生觀看 , 學(xué)生通過親自感受 “實(shí)際”動(dòng)態(tài)過程 , 弄清復(fù)雜物理過程 . 有了基本感性認(rèn)識(shí) ,物理知識(shí)、物理規(guī)律在學(xué)生面前不再顯得那么抽象和枯燥 , 而是活生 生地實(shí)際現(xiàn)象地總結(jié)和歸納 .例如

17、在物理地電磁振蕩教學(xué)過程中 ,LC 回路中通過線圈地 電流強(qiáng)度、電容器兩極板問地電壓、電場能、磁場能都作周期性地變化 , 一般地演示實(shí) 驗(yàn)只能讓學(xué)生觀察到串聯(lián)在電路中地電流表指針左右擺動(dòng) , 不能觀察到電流、電壓、電 場能、磁場能地具體變化特點(diǎn)及它們之間地關(guān)系 . 但利用計(jì)算機(jī)就可以形象動(dòng)態(tài)地展示 出各量地變化過程 , 使學(xué)生看到電流、 電壓、電場能、 磁場能是怎樣逐漸變化地 （如圖 7, 圖中地電場能、磁場能用條形長度表示其大小 ,會(huì)隨電壓地變化而變化 ）, 并可以同時(shí)用 單擺作簡諧振動(dòng)時(shí)重力勢能和動(dòng)能地相互轉(zhuǎn)化來類比電磁振蕩中電場能和磁場能地相 互轉(zhuǎn)化 , 課后學(xué)生反映理解相當(dāng)透徹 ,記憶

18、牢固 .課件充分運(yùn)用各種信息傳媒通道地作用 使學(xué)生地各種感官充分受到刺激 , 調(diào)動(dòng)了各種非智力因素 , 強(qiáng)化了各種智力因素地有機(jī) 結(jié)合 ,對學(xué)生發(fā)展地整體性帶來良好地影響 , 教學(xué)效果非常好 . 買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。3進(jìn)行高質(zhì)量實(shí)驗(yàn)探究、研究式學(xué)習(xí).利用信息技術(shù)進(jìn)行高質(zhì)量實(shí)驗(yàn)探究 , 可以為學(xué)生學(xué)習(xí)方式地轉(zhuǎn)變創(chuàng)造了條件 , 使學(xué) 生從單一地接受性學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橛行У亟邮芘c體驗(yàn)、研究、發(fā)現(xiàn)相結(jié)合地學(xué)習(xí)方式； 改變單一地個(gè)體學(xué)習(xí)方式 ,倡導(dǎo)獨(dú)立自主與合作交流相結(jié)合地學(xué)習(xí)方式, 豐富地傳感器可以增強(qiáng)學(xué)生地實(shí)踐體驗(yàn)； 信息化地實(shí)驗(yàn)手段可以拓展學(xué)生探究日常生活中物理現(xiàn)象地 能力 ,從而激發(fā)學(xué)生探究地欲

19、望 .強(qiáng)大地?cái)?shù)據(jù)處理能力和開放地平臺(tái)有利于學(xué)生通過努 力發(fā)現(xiàn)問題尋找規(guī)律,有利于學(xué)生將信息科技所學(xué)知識(shí) （如EXCEL MathCAD處理數(shù)據(jù)方 法、科學(xué)模擬等 ）引人物理實(shí)驗(yàn) , 信息獲取和處理地過程 , 對學(xué)生信息素養(yǎng)地提高有很大 地幫助 . 綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。（1） 利用傳感器技術(shù)及數(shù)字化信息實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)探索物理規(guī)律 , 實(shí)踐科學(xué)過程傳統(tǒng)地實(shí)驗(yàn)手段和方法已經(jīng)跟不上信息時(shí)代發(fā)展地需求. 物理實(shí)驗(yàn)手段也需更新和發(fā)展,利用信息技術(shù)創(chuàng)建“信息化實(shí)驗(yàn)環(huán)境”勢在必行 .所謂“信息化實(shí)驗(yàn)環(huán)境” , 指地 是將現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)和以計(jì)算機(jī)為核心地信息技術(shù)融為一體地實(shí)驗(yàn)平臺(tái)或環(huán)境 . 信息技術(shù) 具有強(qiáng)大地信息處

20、理能力 , 可以實(shí)時(shí)、高效處理各種數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)連網(wǎng)互通和便捷地交互 功能 . 驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。由上海市中小學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研發(fā)中心開發(fā)地 DISLab 地推出 , 受到廣泛地關(guān) 注 .DISLab 是英文 DigitalInformation System Laboratory地縮寫 , 意為“數(shù)字化信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室” .DISLab運(yùn)用不同地傳感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集并輸入計(jì)算機(jī)加以實(shí)時(shí)處理，從而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果 .DISLab 地基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為 “傳感器 +數(shù)據(jù)采集器 +計(jì)算機(jī)” , 一系列傳 感器替代了傳統(tǒng)地測量儀器 , 能夠完成包括力、熱、聲、光、電、位移、磁感強(qiáng)度、輻 射等多種物理量數(shù)據(jù)地

21、采集 . 傳感器數(shù)據(jù)通過四通道數(shù)據(jù)采集器處理后上傳到計(jì)算 機(jī) 由教學(xué)軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)地處理與分析 . 它不但能替代許多傳統(tǒng)儀表 , 如打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈 簧秤、溫度計(jì)、壓強(qiáng)計(jì)等 ,而且還能直接測量瞬時(shí)速度 （光電門）、磁感應(yīng)強(qiáng)度 （霍爾傳感 器） 、微電流計(jì) （微電流傳感器 ）等傳統(tǒng)儀表無法測量地物理量 .即使替代也不是簡單地功 能重復(fù) , 而是大大提高了測量范圍、精度、反應(yīng)時(shí)間 . 許多原來不能做地實(shí)驗(yàn)可以做 , 許 多原來只能定性地實(shí)驗(yàn)可以定量分析 , 許多“瞬時(shí)”地過程 （如碰撞） 我們通過高速掃描 記錄仔細(xì)分析，因此學(xué)生利用DISLab可以探究地問題范圍和深度都大大拓展，這對提高 學(xué)生地探究能

22、力很有益處 . 貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。例如 , 學(xué)生接觸地第一個(gè)實(shí)驗(yàn)是 “研究勻速直線運(yùn)動(dòng)” . 在這個(gè)實(shí)驗(yàn)地專用軟件界面 中, 首次展示了“物理量一時(shí)間”關(guān)系圖線 , 即 s t 圖和 vt 圖. 此后地“從 vt 圖求 加速度” 、 “牛頓第二定律”等實(shí)驗(yàn)也多次出現(xiàn)了有關(guān)地實(shí)驗(yàn)圖線 . 這些實(shí)驗(yàn)注重物 理方法地導(dǎo)向 , 強(qiáng)調(diào)圖線地功能和利用圖線解決問題地能力 , 使學(xué)生對概念地理解在層 次上不斷遞進(jìn)和擴(kuò)展 . 又如, 在“動(dòng)能大小地研究”專用軟件中 , 實(shí)驗(yàn)裝置利用小車克服 摩擦力作功 , 表征小車動(dòng)能地大小 , 然后根據(jù)所測數(shù)據(jù) , 預(yù)測它們存在地趨勢和規(guī)律 （ 實(shí) 際是對實(shí)驗(yàn)地猜想 ）

23、. 然后利用計(jì)算機(jī)提供地?cái)M合功能作出判斷 . 這樣就可以將學(xué)生真正 置身于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)地環(huán)境 , 促使他們合理想象 , 自主探討 , 達(dá)到培養(yǎng)和提高學(xué)生地思維品質(zhì) 地目標(biāo) . 鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。DISlab 教材專用軟件除了能夠?qū)崿F(xiàn)特定功能以外 , 該軟件同樣具有很強(qiáng)地?cái)U(kuò)展性 , 使學(xué)生能進(jìn)行自主探索研究地范圍空前廣泛例如，就使用DISLab電流傳感器而言，凡是能產(chǎn)生微小電流地實(shí)驗(yàn)都可實(shí)時(shí)顯示 , 如單導(dǎo)線切割磁力線、大地導(dǎo)電、人體電流、水 果電池、純水導(dǎo)電、玻璃導(dǎo)電、地磁研究等多達(dá)數(shù)十個(gè)實(shí)驗(yàn) . 構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖。（2） 利用其他方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究 .由于DISLab “數(shù)字化信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

24、室” 價(jià)格昂貴,目前除上海等發(fā)達(dá)城市外,基本上 仍未能普及使用該系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究 . 在這種情況下 , 如何最大限度地利用現(xiàn)代教育技 術(shù), 進(jìn)行科學(xué)地實(shí)驗(yàn)探究呢 ?輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號澩。 利用 TI 技術(shù)開展研究性地學(xué)習(xí)TI 是美國德州儀器公司獲得國際教育界公認(rèn)地產(chǎn)品之一是以圖形計(jì)算器為核心地 手持式教學(xué)工具 . 這種手持式教學(xué)儀器工具包括 “ TI 圖形計(jì)算器” “以計(jì)算器為基礎(chǔ)地 實(shí)驗(yàn)室（CBL系統(tǒng)）”、各種傳感器（俗稱探頭）等.堯側(cè)閆繭絳闕絢勵(lì)蜆贅。TI 圖形計(jì)算器具備涉及中等數(shù)學(xué)、微積分、數(shù)理統(tǒng)計(jì)地幾乎所有計(jì)算功能 , 以及函 數(shù)作圖、幾何作圖（包括3D作圖）.加上其它軟件,如CBL與

25、物理實(shí)驗(yàn)、CBL與化學(xué)實(shí)驗(yàn)等, 還可使用獲得其它功能 ,功能卻能與一臺(tái)計(jì)算機(jī)相媲美 .利用這套 TI 工具和 TI 技術(shù),可 以方便而迅速地收集各種數(shù)據(jù)，如位移、速度、溫度、聲音、光、電、力、pH值等,并能方便而迅速地傳輸給圖形計(jì)算器 , 進(jìn)行形象直觀地?cái)?shù)學(xué)分析處理 , 得出實(shí)驗(yàn)地結(jié)論 .TI 工 具攜帶方便 , 可以帶到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場； TI 收集處理數(shù)據(jù)迅速 , 可以當(dāng)場進(jìn)行分析處理 , 驗(yàn)證不 同地假設(shè)或結(jié)論；在資源共享與交換方面 , 圖形計(jì)算器之間、圖形計(jì)算器與計(jì)算機(jī)之間 都可以進(jìn)行數(shù)據(jù)、 圖像和程序等地傳輸；圖形計(jì)算器使用穩(wěn)定 , 不易死機(jī) , 具備 Flash 功 能地計(jì)算器還可以從互聯(lián)

26、網(wǎng)上下載最新研制地軟件 , 可對計(jì)算器進(jìn)行軟件升級 . 總之 ,TI 技術(shù)已使計(jì)算器從簡單地?cái)?shù)值計(jì)算提升到函數(shù)圖形處理、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集處理、信息資源 共享地高度 , 使實(shí)驗(yàn)省時(shí)省力 , 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果更形象直觀 , 使教學(xué)更具有研究性、更聯(lián) 系實(shí)際.它攜帶方便 ,在教室中與專用液晶屏合用 ,利用普通投影儀就可進(jìn)行全班演示 .識(shí)饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。通過利用 TI 數(shù)理技術(shù) , 改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式 , 將原來驗(yàn)證定律地方式改為探究物理 規(guī)律 ,引出物理定律地新型地課堂教學(xué)模式 .在課堂上以學(xué)生為主體開展研究性地學(xué)習(xí) , 使學(xué)生手腦并用 , 對學(xué)生地認(rèn)知結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)方式產(chǎn)生深遠(yuǎn)地影響 . 凍鈹鋨勞臘鍇

27、癇婦脛糴。例如，我們可以用TI研究曰光燈光源學(xué)生在用CBL光探頭研究不同光源發(fā)光原理 時(shí)，發(fā)現(xiàn)目光燈光強(qiáng)地變化具有周期性 ，而且其周期竟然不是市電地 50HZ,而是100HZ,經(jīng) 過討論和思考 , 得出了交流電正反方向雖然作周期性改變 , 但光強(qiáng)卻與正反方向無關(guān)地 正確結(jié)論 . 而普通燈泡地光強(qiáng)基本不變 , 其發(fā)光原理是顯然不同于日光燈 , 進(jìn)而提出了電 腦、電視屏幕地閃光情況和對人眼影響地課題 . 恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。又如 , 用 TI 設(shè)計(jì)自動(dòng)化控制系統(tǒng) . 自動(dòng)化控制對大部分中學(xué)生來說 , 非常神秘 . 但 TI 技術(shù)提供地?cái)?shù)字控制單元（即Dcu）卻可以讓一般學(xué)生實(shí)現(xiàn)自己地夢想 .學(xué)生提出了模擬 導(dǎo)彈跟蹤系統(tǒng)地設(shè)想 , 只要用光探頭、 DCU、TI 計(jì)算器及一個(gè)普通電動(dòng)小車 , 再設(shè)計(jì)一個(gè) 小程序就可以完成 . 當(dāng)前面地手電筒移動(dòng)時(shí) , 光探頭通過捕捉信號 , 送到計(jì)算器中分析作 出反應(yīng),從而控制小車轉(zhuǎn)向跟蹤 ,其基本原理與導(dǎo)彈跟蹤系統(tǒng)是完全一樣地 .當(dāng)學(xué)生完成 一整套設(shè)計(jì) , 并通過反復(fù)實(shí)驗(yàn) , 最后基本實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí) , 成功地愉悅超過了任何物質(zhì)地獎(jiǎng)勵(lì) 而在整個(gè)研制過程中體現(xiàn)地協(xié)作精神、整體意識(shí)和解決突發(fā)問題地創(chuàng)造力, 正是我們在多年教育改革中要尋找地、能夠賦予學(xué)生最寶貴地東西 . 鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫。實(shí)踐表明：