物理課程與信息技術(shù)整合的實踐與反思

1、物理課程與信息技術(shù)整合的理論與反思數(shù)字化、信息化已成為時代的潮流，人們的日常生活、學(xué)習(xí)、工作等已越來越離不開信息技術(shù)。信息化環(huán)境是我們的學(xué)生生活和學(xué)習(xí)的環(huán)境，也是學(xué)生將來踏上社會工作的環(huán)境，讓信息技術(shù)進(jìn)入中學(xué)物理課程，成為物理課程的組成局部，可以幫助學(xué)生熟悉信息化環(huán)境，加強(qiáng)物理課程內(nèi)容與現(xiàn)實世界的聯(lián)絡(luò)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變，促進(jìn)學(xué)生的開展。因此，中學(xué)物理課程必須進(jìn)展改革，“中學(xué)物理將來課堂必須構(gòu)筑信息技術(shù)平臺，實現(xiàn)物理課程與信息技術(shù)的整合。一、物理課程與信息技術(shù)整合的目的與意義1推進(jìn)中學(xué)物理教育跨越式開展現(xiàn)代教育不僅必須適應(yīng)現(xiàn)代社會開展的需求，而且必須通過培養(yǎng)新型人才來促進(jìn)現(xiàn)代社會的進(jìn)步與開

2、展。近年來，現(xiàn)代通訊、傳感等高新技術(shù)迅猛開展，極大推動了以計算機(jī)為核心的網(wǎng)絡(luò)、仿真、人工智能等技術(shù)的開展，進(jìn)而為教育的信息化推進(jìn)提供了可能。多媒體教學(xué)技術(shù)的應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)資源的積累和開展、數(shù)字化實驗系統(tǒng)的開發(fā)和普遍使用，已經(jīng)開場改變傳統(tǒng)的中學(xué)物理課堂，大大拓展了學(xué)生研究的視界。近年來，中共中央、國務(wù)院和教育部在其召開的全國教育工作會議與全國根底教育工作會議上，都反復(fù)強(qiáng)調(diào)：必須深化教育改革；必須全面推進(jìn)素質(zhì)教育；必須大力開展教育信息技術(shù)，利用信息技術(shù)推動教育的跨越式開展。因此，開展物理課程與信息技術(shù)的整合，目的是針對施行素質(zhì)教育的對象學(xué)生這個重點，表達(dá)“以學(xué)生開展為本的課程理念，充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)

3、的優(yōu)勢，深化根底教育的改革、促進(jìn)素質(zhì)教育的施行、推進(jìn)物理教育向現(xiàn)代化的跨越式開展。2促使中學(xué)物理教育革命性變化?上海市中學(xué)物理課程標(biāo)準(zhǔn)試行稿?以下簡稱?物理課程標(biāo)準(zhǔn)?明確指出：物理課程必須與信息技術(shù)整合，構(gòu)筑信息技術(shù)平臺，建立數(shù)字化信息系統(tǒng)DigitalInfratinSyste，簡稱DIS實驗室；充分運用教學(xué)軟件和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)信息共享和互動交流，增強(qiáng)在信息化環(huán)境下自主學(xué)習(xí)的意識和才能。在?物理課程標(biāo)準(zhǔn)?中，信息技術(shù)實際上已經(jīng)成為物理課程的一個組織局部，也是物理課程改革的重要改革理念之一，其整合的成敗關(guān)系到課程改革的推進(jìn)。運用信息技術(shù)不僅是改良教學(xué)的手段，而且是改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，進(jìn)而促使

4、學(xué)生自主學(xué)習(xí)，引發(fā)物理教育形式變革，為培養(yǎng)信息時代的接班人開拓了新的途徑。只有物理課程與信息技術(shù)的整合，才能使物理課程符合時代的要求。信息化是現(xiàn)代教育手段所具有的重要特征，它能為物理教育過程創(chuàng)設(shè)具有多元化特征的良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，從而為在物理教育過程中施行現(xiàn)代教育理念提供了可能性。充分運用信息技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生信息意識，進(jìn)步學(xué)生信息獲娶處理和應(yīng)用信息的才能，以適應(yīng)學(xué)生在信息時代終身可持續(xù)開展的需求。在物理課堂教學(xué)中，利用DIS顯示一些無法演示的物理過程，實時采集、處理數(shù)據(jù)，迅速得出結(jié)論；在探究性學(xué)習(xí)中，可利用網(wǎng)上資源優(yōu)勢，在網(wǎng)上進(jìn)展交流評價；還可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展人機(jī)之間、師生之間和學(xué)生之間的交流，使合作

5、學(xué)習(xí)、個性化學(xué)習(xí)成為可能。二、物理課程與信息技術(shù)整合的途徑與方法1利用網(wǎng)絡(luò)資源整合物理課程國際互聯(lián)網(wǎng)凝聚了全世界人類的智慧和奉獻(xiàn)，其內(nèi)容豐富程度和搜索的便捷程度是以前的人們難以想象的。網(wǎng)絡(luò)資源對于中學(xué)物理教育來說，其價值不僅僅是指存在于各效勞器內(nèi)部的及其豐富的內(nèi)容，還在于網(wǎng)絡(luò)是一種交流與溝通的平臺，平等、靈敏、開放的特點，這對于老師和學(xué)習(xí)者來說顯得尤為重要。有的老師和學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)上建立了自己的網(wǎng)站，專門搜集和發(fā)布物理教學(xué)資源，這個過程不僅促進(jìn)了自己對物理教學(xué)和學(xué)習(xí)的自覺性與質(zhì)量，更重要的是他們已經(jīng)在教學(xué)和學(xué)習(xí)過程中創(chuàng)造了為互聯(lián)網(wǎng)增添了新資源，也就是為其別人的教學(xué)和學(xué)習(xí)提供了便利與知識。2利用多

6、媒體教學(xué)手段整合物理課程由于計算機(jī)與多媒體技術(shù)的迅速開展，越來越多的老師開場在課堂教學(xué)中應(yīng)用最新的電腦科技及多媒體技術(shù)，很多地方和學(xué)校加強(qiáng)了對老師的應(yīng)用技能培訓(xùn)及多媒體教學(xué)資源庫的建立，并創(chuàng)造了大量動態(tài)、直觀的優(yōu)秀課件，這大大進(jìn)步了課堂教學(xué)的效率，甚至在某種程度上已經(jīng)開場改變傳統(tǒng)的課堂教學(xué)形式。多媒體是一種特殊的教學(xué)載體和工具，提供了學(xué)生更多主動學(xué)習(xí)的時機(jī)。另外，由于多媒體教學(xué)的高效性，在課堂上學(xué)生將擁有更多的討論、提問的時間等等。多媒體教學(xué)的出如今客觀上可以使老師養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣，促成老師、學(xué)生、教材、課件和媒體間的良好互動，更快實現(xiàn)教育向現(xiàn)代化邁進(jìn)的步伐。3利用仿真實驗整合物理課程仿真實

7、驗是用計算機(jī)軟件模擬物理過程，不同于一般的教學(xué)課件。之所以稱其為實驗，是因為它包含了一般實驗的特點和主要過程，仿真實驗甚至可以做真實實驗無法做到的實驗。由于可以調(diào)節(jié)觀察的時間和空間，仿真實驗可以使學(xué)生看清楚快速運動情況下物體的運動情況；也可以讓學(xué)生看到很長時間的變化，或者看到很大范圍或很微小的運動情況。雖然仿真實驗不能替代真實的實驗，但仿真實驗是整個現(xiàn)代物理實驗的一個組成局部，研究它對物理實驗教學(xué)的作用是很有價值的。4利用機(jī)器人技術(shù)整合物理課程機(jī)器人是集傳感技術(shù)、控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和機(jī)械設(shè)計為一體的新技術(shù)。機(jī)器人在工業(yè)消費、科學(xué)研究和生活中得到越來越多的應(yīng)用。在?物理課程標(biāo)準(zhǔn)?中引進(jìn)了機(jī)器人

8、要求，在新編的物理教材中也編入了“機(jī)器人學(xué)習(xí)包。機(jī)器人教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)成為新物理課程的一個局部。機(jī)器人制作和學(xué)習(xí)實際上是一個綜合性的理論活動，通過對提供的模塊進(jìn)展熟悉和組裝，并自行設(shè)計軟件來控制相應(yīng)的機(jī)械活動，到達(dá)尋跡、滅火、跳舞、聲控等多種效果。這個過程對促進(jìn)學(xué)生綜合運用所學(xué)到的物理知識有很大的促進(jìn)作用，同時也能讓學(xué)生體會技術(shù)的一般過程，即需求、設(shè)計、制作和評價，體驗科學(xué)、技術(shù)和社會之間的互相關(guān)系。5利用數(shù)字化實驗系統(tǒng)DIS整合物理課程數(shù)字化實驗系統(tǒng)，是根據(jù)物理實驗教學(xué)的實際需求，貫徹二期課改的理念，綜合運用包括硬件、軟件在內(nèi)的信息技術(shù)手段構(gòu)造的，集實驗數(shù)據(jù)采集、顯示、分析、處理等功能于一體的實

9、時實驗系統(tǒng)。它實際上已經(jīng)成為新物理課程的重要內(nèi)容，創(chuàng)始了一條信息技術(shù)與物理課程整合的新途徑。由于引入DIS實驗后，使物理實驗的目的等都會發(fā)生變化，進(jìn)一步突顯物理實驗教育的功能，從而大大加強(qiáng)物理實驗教學(xué)，如，DIS技術(shù)應(yīng)用于實驗教學(xué)，使實驗準(zhǔn)備和數(shù)據(jù)處理時間大為縮短，為師生節(jié)省了大量時間，用于探究研究，實現(xiàn)了課改的理念。在物理課程中引入DIS技術(shù)，還具有方便、準(zhǔn)確、細(xì)微化等優(yōu)勢，解決傳統(tǒng)實驗技術(shù)方法無法進(jìn)展的或無法顯示的實驗或無法處理數(shù)據(jù)的實驗，充分挖掘物理實驗的資源價值，進(jìn)步實驗的探究性，使信息技術(shù)從學(xué)習(xí)對象轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)工具。運用信息技術(shù)不僅是改良教學(xué)的手段，而是改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，進(jìn)而促使學(xué)生

10、自主學(xué)習(xí)，引發(fā)物理教學(xué)形式變革，為培養(yǎng)信息時代的接班人開拓了新的途徑。三、物理課程與信息技術(shù)整合的作用與效益1帶動了老師教學(xué)方式的變革物理課程與信息技術(shù)的整合，使得物理老師的備課，不僅僅是備教材、備學(xué)生，還應(yīng)該備課堂教學(xué)與信息技術(shù)的結(jié)合。完美的結(jié)合可以給學(xué)習(xí)者帶來美妙的享受，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，可以進(jìn)步課堂教學(xué)效率；完美的結(jié)合還可以給老師帶來成功的感觸，可以激發(fā)老師的工作熱情，可以進(jìn)步老師專業(yè)程度。在全國第七屆中學(xué)物理青年老師大獎賽中，河南省開封市十四中學(xué)楊凱老師在?家庭電路?一課中，在教學(xué)中設(shè)計了認(rèn)識家庭電路的組成、連接、試電筆的使用、觸電與急救，平安用電常識和從物理走向社會等六個教學(xué)環(huán)

11、節(jié)詳細(xì)落實和評價三維目的，并利用信息技術(shù)將六個教學(xué)環(huán)節(jié)有機(jī)地組合在一起。新課教學(xué)時，利用課件展示了不同時代家庭電路中保護(hù)裝置的圖片，通過歷史變遷的介紹，引導(dǎo)學(xué)生感悟到電路元件在不斷的完善中變的更平安、更方便，感受到科技的進(jìn)步；通過小組合作連接電路，給學(xué)生創(chuàng)造理論的時機(jī)，強(qiáng)化將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活的意識，體會成功的快樂；在理解觸電與急救環(huán)節(jié)，用模擬人演示觸電的兩種類型，幫助學(xué)生直觀感受觸電現(xiàn)象，建立自我保護(hù)意識，學(xué)會科學(xué)的救助方法。課的完畢，以查閱資料、寫小論文的形式布置作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生搜集信息的才能，學(xué)以致用，表達(dá)“從物理走向社會的理念。本節(jié)課是一堂表達(dá)新課程理念，實現(xiàn)老師教學(xué)方式改變和學(xué)生學(xué)

12、習(xí)方式轉(zhuǎn)變的成功課例。2帶動了學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革物理課程與信息技術(shù)的整合，可以使更多的學(xué)生可以主動、自主的學(xué)習(xí)，更可以表達(dá)因材施教的原那么。有效的利用豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，提供了學(xué)生更多的學(xué)習(xí)時間和更大的學(xué)習(xí)空間。上海市延安初級中學(xué)何衛(wèi)萍老師在二期課改新教材試點教學(xué)的過程中，嘗試自建網(wǎng)站進(jìn)展物理課堂教學(xué)，獲得了顯著成效。她的詳細(xì)做法是：選擇較適宜于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的課題，搜集大量的資料、圖片，并制作相關(guān)的動畫，建立資源豐富的網(wǎng)站，在多媒體教室中進(jìn)展教學(xué)。老師提出探究主題，引導(dǎo)學(xué)生在網(wǎng)站上進(jìn)展探究研究，有效地實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)，進(jìn)步學(xué)習(xí)效率。為了運用好主題網(wǎng)站教學(xué)的優(yōu)勢，在教學(xué)過程中，何衛(wèi)萍老師把探究問題過程

13、分類為三個階段：一是感知物理事實階段，老師提出教學(xué)目的及探究的任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生在網(wǎng)站及教材中搜集有效信息。二是考慮交流階段，老師引導(dǎo)學(xué)生分析處理信息，運用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展討論交流，得出初步結(jié)論。三是解決問題反應(yīng)評價階段，老師在網(wǎng)站上事先制作反應(yīng)練習(xí)，在探究活動完畢時，讓學(xué)生練習(xí)，最后由計算機(jī)可以作出評價。例如在?太陽系?一節(jié)課的教學(xué)中，何衛(wèi)萍老師采用從核心問題入手，設(shè)計了一些子問題來引導(dǎo)學(xué)生探究，使學(xué)生在探究解決問題中到達(dá)對核心問題的學(xué)習(xí)。何衛(wèi)萍老師的主題教學(xué)網(wǎng)站實現(xiàn)了教學(xué)理念的飛躍，它更加關(guān)注學(xué)習(xí)者，使信息技術(shù)成為學(xué)生開展的助推器，在物理教學(xué)中發(fā)揮對學(xué)習(xí)的變革性的推動作用，最終到達(dá)改善學(xué)習(xí)方式的目的。

14、3帶動了師生互動方式的變革物理課程與信息技術(shù)的整合，為實現(xiàn)師生互動提供了橋梁和紐帶，為師生互動提供了新的交流方式。合理的組合使得物理課堂的老師“教和學(xué)生“學(xué)不是傳統(tǒng)意義的教學(xué)，而是學(xué)生在自主學(xué)習(xí)、不斷交流中，通過老師的引導(dǎo)到達(dá)更深層次的學(xué)習(xí)目的。在全國第七屆中學(xué)物理青年老師大獎賽中，上海市民辦立達(dá)中學(xué)任歡菁老師在?凸透鏡成像?一課中，利用物理課程與信息技術(shù)的整合，帶來了師生互動方式的變革，使課堂充滿生命活力，極具魅力，給學(xué)生和聽課老師以美的享受。?凸透鏡成像?的教學(xué)難點是：像與物所在范圍確實定。在探究凸透鏡成像規(guī)律的過程中，學(xué)生很容易得到：當(dāng)物距大于或大于像距時，像是縮小或放大的，但他們一般不

15、容易想到物距、像距存在對應(yīng)的范圍規(guī)律：即當(dāng)物體放在某某范圍，像一定成在某某范圍。為打破難點，在探究實驗的交流評估階段，任歡菁老師巧設(shè)了多媒體課件，在師生的互動中，將學(xué)生實驗獲得了物距、像距、物高和像高全部輸入電腦，通過課件，實時、形象、直觀地處理了多組實驗數(shù)據(jù)，突出了“兩倍焦距這一特殊點，學(xué)生極其自然地產(chǎn)生驗證物距“兩倍焦距成像情況的想法，實驗規(guī)律顯而易見。這樣的整合，比從分析表格中的實驗數(shù)據(jù)、歸納實驗規(guī)律的一般做法要直觀得多、高效得多，師生互動有效得多。4帶動了教學(xué)呈現(xiàn)方式的變革傳統(tǒng)教學(xué)是以黑板、粉筆、課本等作為教學(xué)的呈現(xiàn)方式，對感官的刺激比擬少。物理課程與信息技術(shù)的整合，使教學(xué)有了新的呈現(xiàn)

16、方式，對感官的刺激角度是多方位的，更有利于信息的輸入和學(xué)生對信息的獲娶挑選和處理才能。上海市延安初級中學(xué)續(xù)文在上海市二期課改新教材教學(xué)研討展示課?歐姆定律?中，利用DIS實驗，解決了一個非常詳細(xì)問題：由于一節(jié)課的時間有限，每小組學(xué)生采用傳統(tǒng)的實驗操作法，用時非常鐘只研究了一個導(dǎo)體的電壓電流圖線，假如同時研究三個導(dǎo)體時間又不允許；那么，采取同一大組三個小組分別研究不同導(dǎo)體，用借數(shù)據(jù)的方法來彌補時間的問題，又碰到坐標(biāo)系數(shù)據(jù)選取不同而無法短時間內(nèi)實現(xiàn)的困難。用DIS數(shù)據(jù)采集器那么很好地解決了三個不同導(dǎo)體的電壓電流圖線，建立在同一個坐標(biāo)系中進(jìn)展分析研究的問題，整個實驗用時僅五分鐘，把借數(shù)據(jù)的方法作為課

17、后作業(yè)的要求進(jìn)展布置，一舉兩得。續(xù)文老師利用DIS數(shù)據(jù)采集器，快捷、準(zhǔn)確地把實驗過程和實驗數(shù)據(jù)詳細(xì)、直觀地表達(dá)出來，讓學(xué)生們深深體會大容量的信息技術(shù)給物理教學(xué)帶來的方便，實現(xiàn)信息共享和互動交流，增強(qiáng)在信息化環(huán)境下自主學(xué)習(xí)的意識和才能四、物理課程與信息技術(shù)整合的問題與反思1要充分認(rèn)識信息技術(shù)的重要性物理課程與信息技術(shù)整合是中學(xué)物理教育改革的必然趨勢，隨著網(wǎng)絡(luò)資源、多媒體教學(xué)手段、仿真實驗、機(jī)器人和數(shù)字化實驗系統(tǒng)的日臻成熟，當(dāng)今的教育正發(fā)生前所未有的革命性的變化。但物理課程與信息技術(shù)的整合還沒有得到充分的重視，信息技術(shù)應(yīng)用于中學(xué)物理教育尚未真正普及與推廣。由于受條件限制，農(nóng)村學(xué)校不能廣泛應(yīng)用信息技

18、術(shù)；局部學(xué)校對信息技術(shù)的應(yīng)用，也僅限于某些研究課、觀摩課或展示課，在日常教學(xué)課或習(xí)題課、復(fù)習(xí)課上使用得少之又少。排除資金、硬件等客觀條件的因素影響，原因主要有三：其一是技術(shù)方面的問題，老師不會用；其二是老師嫌費事，不愿用；其三是教學(xué)效果不理想，老師覺得不如不用。對此，必須施行教育資源的整合，使我們所有的物理老師真真感受到物理課程與信息技術(shù)整合的作用和重要性。希望教育行政部門、軟件開發(fā)商和物理老師可以做出“傻瓜式開發(fā)平臺豐富的信息資源多種多樣的教學(xué)構(gòu)造的課件，教育行政部門可以提供物理課程與信息技術(shù)整合的優(yōu)秀案例和課件的展示、交流平臺，使我們的老師可以有效地選擇資源、方便地使用資源、高效地開發(fā)資源

19、，感受到整合帶來的課堂教學(xué)的深入變化。2要合理把握信息技術(shù)的使用度在物理課程與信息技術(shù)整合的過程中，不難發(fā)現(xiàn)課堂教學(xué)中出現(xiàn)了因技術(shù)崇拜而無視教育規(guī)律的形式主義。有的老師片面追求效果的最優(yōu)化，不分課型、內(nèi)容，不顧實際教學(xué)需要，盲目使用各種媒體，熱衷于在計算機(jī)上模擬操作而無視學(xué)生的實際操作，結(jié)果弄巧成拙，使課堂中的信息過多過濫，造成無效信息的泛濫，分散學(xué)生的注意力，不僅不能進(jìn)步教學(xué)效益，反倒影響了教學(xué)目的的落實。此外，教學(xué)過程是動態(tài)的、開展的過程，時常會出現(xiàn)不可預(yù)見的情況。教學(xué)中過分依賴信息技術(shù)，全部教學(xué)環(huán)節(jié)由技術(shù)手段再現(xiàn)，用電子數(shù)據(jù)代替老師豐富的情感交流語言，用熒屏畫面代替老師形體交流語言，使得傳統(tǒng)教學(xué)方式下師生情感交流的優(yōu)勢蕩然無存，反而使師生間產(chǎn)生一種“教與學(xué)的阻隔，不可防止地抑制了老師與學(xué)生的創(chuàng)造力，必然會使他們喪失質(zhì)疑、創(chuàng)新的欲望和才能。對此，在物理課程與信息技術(shù)整合的過程中，必須貫徹適時、適量地使用信息技術(shù)的原那么，正確處理現(xiàn)代教育技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)媒體的關(guān)系。如：傳統(tǒng)板書能留給學(xué)生的一定的考慮的時間和空間，在現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)已成為常用教學(xué)手段的今天，傳統(tǒng)板書的使用仍需保證。3要全面提升信息技術(shù)的有效性在物理課程與信息技術(shù)整合的過程中，濫用課件，無視物理學(xué)科的特點的現(xiàn)象普遍存在。有