物理學(xué)科與信息技術(shù)融合 -以《光的直線傳播》為例

一、研究實(shí)例案例1:《光的直線傳播》教學(xué)設(shè)計(jì)電子大屏播放影片，引入課題:通過(guò)觀看“皮影戲”短片不僅讓學(xué)生了解古代文明史，還能通過(guò)設(shè)置問題情境直接進(jìn)入主題，迅速的吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的探索激情和求知欲望?；顒?dòng)感知，提出問題:通過(guò)學(xué)生“手影游戲”和“通過(guò)小孔觀察光源”的活動(dòng)，再通過(guò)觀看手影游戲的影片，不斷地激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生渴求知識(shí)的欲望，從而提出問題。循序漸進(jìn)，探究新知:學(xué)生通過(guò)用激光筆探究光在空氣、水和玻璃中傳播情況的活動(dòng)后，改變傳統(tǒng)教學(xué)模式的說(shuō)教和單調(diào)，利用多媒體展現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生活中各種光直線傳播的現(xiàn)象，在有限的時(shí)間將生活場(chǎng)景大量引入課堂A進(jìn)一步提出問題,再通過(guò)實(shí)應(yīng)本知道光的直線傳沿直線傳播的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出問題，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和大屏播放課件太陽(yáng)初升時(shí)的實(shí)際情況和海市蜃樓的圖片,使學(xué)生知道光的直線傳播是有條件的，從而突破難點(diǎn)。鞏固新知，聯(lián)系實(shí)際:解釋影子的形成，電子大屏視頻播放小孔成像成像的過(guò)程通過(guò)三維動(dòng)畫展現(xiàn)日食月食的形成過(guò)程，幫助學(xué)生提高空間想象能力，使學(xué)生能有效利用光的直線傳播解釋現(xiàn)象。這些生動(dòng)而又形象的感官刺激促使學(xué)生掌握重點(diǎn)知識(shí)。擴(kuò)大視野，應(yīng)用新知:通過(guò)課件圖文播放展現(xiàn)伽利略測(cè)光速失敗的故事，讓學(xué)生感受科學(xué)史的神奇與多彩，這不僅有利于學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)興趣的保持，更有利于科學(xué)知識(shí)的獲取。案例2:《電路的連接方式》教學(xué)片段聯(lián)系生活，課件圖片導(dǎo)入:播放圖片提出問題“我們能不能使幾個(gè)燈泡同時(shí)亮起來(lái)?”,這種以問題為中心，圖片為輔助的導(dǎo)入有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的感官，激發(fā)學(xué)生的求知與探究欲!小組合作，探究新知:活動(dòng)一:使兩個(gè)小電燈能同時(shí)發(fā)光。鼓勵(lì)他們自己動(dòng)手使兩個(gè)燈泡亮起來(lái),這不僅培養(yǎng)了學(xué)生自己動(dòng)手的能力，在小燈泡亮起來(lái)的一瞬，學(xué)生體會(huì)到了成功的喜悅，感受到了自主學(xué)習(xí)的快樂!活動(dòng)二:總結(jié)出串、并電路的特點(diǎn)。學(xué)生在小組交流合作探究的過(guò)程中，清晰的感受到了串并聯(lián)電路的區(qū)別，并在腦海中留下了深刻的印象。媒體助學(xué)，再探新知:活動(dòng)三:將兩燈連成串、并聯(lián)電路，把開關(guān)分別接入圖中A、B、C三位置并記錄你觀察到的現(xiàn)象。學(xué)生自主總結(jié)出開關(guān)的作用使學(xué)生經(jīng)歷“猜想—實(shí)驗(yàn)—觀察—總結(jié)”的探究過(guò)程，讓學(xué)生在體驗(yàn)知識(shí)形成和發(fā)展的同時(shí),形成嚴(yán)密的物理思維并體驗(yàn)到探究的成功與快樂!通過(guò)動(dòng)畫播放串并聯(lián)電路中電流經(jīng)過(guò)的路徑，使學(xué)生對(duì)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)及開關(guān)的控制作用有更形象更深刻的理解。二、研究體會(huì)1、創(chuàng)設(shè)物理的學(xué)習(xí)情境時(shí)物理課導(dǎo)入如把問題直接拋出，學(xué)生往往缺乏參與的熱情，通過(guò)播放“皮影戲”設(shè)置情境引入新課學(xué)習(xí)，將生活用電的圖片展示給學(xué)生，容易激發(fā)學(xué)生探究物理知識(shí)的欲望。多媒體教學(xué)的突出特點(diǎn)就是具有交互性,利用可以增強(qiáng)學(xué)生的參與意識(shí)，提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。通常用視頻的形式展示相關(guān)的現(xiàn)象，通過(guò)這種視覺、聽覺的刺激提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，集中精神，活躍思維，促進(jìn)學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理問題并提出物理問題。在物理教學(xué)中有時(shí)需要學(xué)生回顧生活事例，在頭腦中復(fù)現(xiàn)生活現(xiàn)象，而有的學(xué)生不能及時(shí)的復(fù)現(xiàn)，或許在生活中根本就沒有注意，從而影響學(xué)習(xí)。適時(shí)地播放一段教學(xué)資料片段，如播放出一系列光沿直線傳播圖片時(shí)，學(xué)生立刻感到原來(lái)生活中就有的現(xiàn)象啊!立即給學(xué)生一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，提高物理教學(xué)的效果。再如，在上聲音的特征時(shí),在一些探究實(shí)驗(yàn)后,可以播放不同特征的聲音讓學(xué)生區(qū)分。又如，在講物體與運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性時(shí)，可以展現(xiàn)一些資料片，把學(xué)生帶入生活情境中，學(xué)生會(huì)瞪大眼睛，這種效果是學(xué)生看書或者靠大腦去浮現(xiàn)無(wú)法比擬的。只有多媒體技術(shù)才能做到的,它明顯優(yōu)于一般教師的簡(jiǎn)單、枯燥的講授效果。2、面對(duì)抽象的物理問題時(shí)多媒體技術(shù)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)也在快速的發(fā)展，使得教學(xué)信息的傳遞、加工、處理方式也得到了進(jìn)一步的改進(jìn)。利用信息技術(shù)模擬的功能，對(duì)解釋抽象的物理學(xué)原理，提供感性認(rèn)識(shí)，能很好地提高課堂雙術(shù)越擬串并聯(lián)電路電流的路徑，把物理問題變抽象為形象直觀。動(dòng)畫模擬串并聯(lián)電路電流的路徑，通電線圈中磁場(chǎng)擬，飛機(jī)的升降力原理的動(dòng)畫模擬等等，這樣可把物理問題變抽象為形象直觀法。多媒體技術(shù)還可以對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行自由拆分,對(duì)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，突出教學(xué)重點(diǎn)、化解教學(xué)難點(diǎn)。例如，在《滑動(dòng)變阻器》一節(jié)的教學(xué)中，滑動(dòng)變阻器的線圈、接線柱、滑片之間的關(guān)系是教學(xué)難點(diǎn)，滑動(dòng)變阻器原理、接法、作用是教學(xué)重點(diǎn)。如果恰當(dāng)?shù)牟捎糜?jì)算機(jī)輔助教學(xué)，對(duì)滑動(dòng)變阻器進(jìn)行動(dòng)態(tài)組裝，使學(xué)生對(duì)滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)及各部件之間的關(guān)系一目了然，并收到較好的教學(xué)效果。當(dāng)把電池組、小燈泡、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電流表用導(dǎo)線連成實(shí)物電路。當(dāng)開關(guān)閉合，導(dǎo)線中通過(guò)電流部分由灰色變成紅色，尤其是演示滑動(dòng)變阻器的滑片向左右移動(dòng)時(shí)，通過(guò)電流部分的導(dǎo)線長(zhǎng)度也隨之改變，效果就更明顯。通過(guò)對(duì)“模擬”實(shí)驗(yàn)的分析、總結(jié)、歸納，很快地突破滑動(dòng)變阻器阻值變化引起電流改變的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)，真實(shí)地“模擬”了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，因?yàn)樵趯?shí)際的實(shí)驗(yàn)中，電流雖然是真實(shí)存在的，但是它確實(shí)是看不見摸不著的，學(xué)生是觀察不到的，只有靠學(xué)生自己去想象，這種抽象的知識(shí)信息，增加了知識(shí)理解的難度，對(duì)于大多數(shù)學(xué)生來(lái)說(shuō)是有很大難度的。而用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的“模擬”，較好地將抽象的知識(shí)變成具體形象的知識(shí)信息,很快地突破滑動(dòng)變阻器阻值變化引起電流改變的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)，取得較好的教學(xué)效果。再如，還有進(jìn)行電學(xué)教學(xué)時(shí)往往可以利用仿真實(shí)驗(yàn)室，課件演示一些破壞性實(shí)驗(yàn)，像短路燒壞電源，電壓過(guò)大燒壞燈泡等實(shí)驗(yàn)也能達(dá)到很好的效果，畢竟這些實(shí)驗(yàn)不能真的去做。又如，講原子的結(jié)構(gòu)，這對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是非常抽象的，可以利用課件模擬核外電子圍繞原子核高速旋轉(zhuǎn)的情況。3、面對(duì)微小的物理問題時(shí)微觀的物理問題，如原子結(jié)構(gòu)，摩擦起電模擬等等，利用多媒體的“放大”作用把物理問題變微觀為宏觀，既形象又直觀。另外，在物理教學(xué)中有許多演示實(shí)驗(yàn)的可見度很小，很難使每個(gè)學(xué)生都觀察清楚，降低了演示實(shí)驗(yàn)的效果，影響了物理教學(xué)。實(shí)物投影的最大優(yōu)點(diǎn)是可視性好，它可以把微小的實(shí)驗(yàn)放大很多倍，使教室的每一個(gè)學(xué)生都能看得到。例如，在講電流表和電壓表的讀數(shù)教學(xué)時(shí)，用視頻實(shí)物展示臺(tái)把表盤放大，改變指針的位置和量程，讓學(xué)生練習(xí)讀數(shù)，效果很好;在磁感線、通電螺線管的磁場(chǎng)等教學(xué)中，演示時(shí)只需把磁體放在視頻實(shí)物展臺(tái)上，磁體上邊再放上一塊玻璃板，在玻璃板上撒些鐵粉，輕輕振動(dòng)玻璃板，即可以在熒幕上看到清楚的磁感線的分布情況;演示同名磁極和異名磁極間的相互作用，即生動(dòng)效果又好，節(jié)省了時(shí)間，增加了課堂的知識(shí)密度;在演示“海波和松香的熔化實(shí)驗(yàn)”時(shí)，就可以把實(shí)物投影的鏡頭對(duì)準(zhǔn)試管中的物質(zhì)和溫度計(jì),并把它投影到大屏幕上;液化現(xiàn)象，一般用乙醚做常溫加壓液化演示，演示時(shí)用裝有乙醚的注射器，放在載物臺(tái)上，調(diào)節(jié)鏡頭使成像最清楚，推動(dòng)或抽動(dòng)活塞做加壓液化和減壓汽化實(shí)驗(yàn)，就明顯地看到液化和汽化現(xiàn)象，獲得很好的效果。總之，利用多媒體技術(shù)的放大作用來(lái)提高可見度小的演示實(shí)驗(yàn)，都可以收到很好的演示實(shí)驗(yàn)效果，而且不影響實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性。另外，利用放大作用及時(shí)展示學(xué)生的反饋練習(xí)中典型的問題，因?yàn)榈湫偷牟灰欢ǔ霈F(xiàn)在黑板上。4、需要重復(fù)再現(xiàn)時(shí)初中物理教學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為主要方式進(jìn)行的,有的實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中做了演示實(shí)驗(yàn)或是學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，在復(fù)習(xí)時(shí)由于時(shí)間的延長(zhǎng)而忘記或記不太清是不可避免的，有的實(shí)驗(yàn)是不適宜重復(fù)做的，尤其是在復(fù)習(xí)課時(shí)更不可能把平時(shí)教學(xué)時(shí)的演示實(shí)驗(yàn)都重做一遍。因此，利用多媒體技術(shù)的“再現(xiàn)”優(yōu)勢(shì)就可以達(dá)到復(fù)習(xí)的目的,既節(jié)省時(shí)間又提高效果。利用播放音像資料片(自制或購(gòu)買的教學(xué)光盤)的方法把一些實(shí)驗(yàn)“再現(xiàn)”出來(lái)，教師還可以邊講邊分析。例如:“凸透鏡成像規(guī)律”是重點(diǎn)又是難點(diǎn)。在進(jìn)行復(fù)習(xí)教學(xué)時(shí)可以先讓學(xué)生回憶成像規(guī)律，然后再利用課件來(lái)演示凸透鏡成像的規(guī)律，達(dá)到復(fù)習(xí)鞏固實(shí)驗(yàn)的目的，從而提高課堂教學(xué)效果。還有這一章的折射現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)。再如，天平各部分名稱和調(diào)節(jié)、使用方法實(shí)驗(yàn)等都可以利用多媒體技術(shù)的“再現(xiàn)”特點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)教學(xué)。變化過(guò)快或過(guò)慢的動(dòng)態(tài)物理過(guò)程，這些問題往往不方便定格研究，如研究分子熱運(yùn)動(dòng)的模擬等等。利用多媒體技術(shù)的“重復(fù)再現(xiàn)”作用.三、研究啟示1、信息技術(shù)輔助初中物理教學(xué)，充分發(fā)揮整合的積極作用多媒體教學(xué)手段已經(jīng)成為當(dāng)前實(shí)施素質(zhì)教育、提高課堂效果不可或缺的手段之一，可以改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，優(yōu)化課堂過(guò)程，加大信息量的傳授。生動(dòng)逼真的音響效果，色彩鮮明的動(dòng)態(tài)效果，靈活便捷的交互手段構(gòu)成CAI的鮮明特點(diǎn)。物理教師則要以系統(tǒng)科學(xué)和現(xiàn)代教育理論為指導(dǎo)，在物理教學(xué)中，科學(xué)地運(yùn)用信息技術(shù)，創(chuàng)設(shè)優(yōu)化的教學(xué)環(huán)境，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高教學(xué)的效率。多媒體輔助物理教學(xué)作為一種現(xiàn)代化教學(xué)手段，應(yīng)與傳統(tǒng)教學(xué)手段有機(jī)結(jié)合，二者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，可獲得最佳的教學(xué)效果。當(dāng)然，任何一種現(xiàn)代化的教學(xué)手段只是教師開展教學(xué)活動(dòng)的工具，它必須依靠教師科學(xué)地設(shè)計(jì)、精心地組織和實(shí)施，才能發(fā)揮它的效能。所以，只有合理運(yùn)用多媒體作為教學(xué)的輔助工具，才能真正改善我們的課堂教學(xué)，提高效率。2、重視實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性，信息技術(shù)的使用要有度物理學(xué)科是一門以實(shí)驗(yàn)為主的基礎(chǔ)學(xué)科，它的概念的建立和規(guī)律的獲取大都是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的。這就決定的中學(xué)物理學(xué)科教學(xué)主要應(yīng)該以真實(shí)的實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),通過(guò)實(shí)驗(yàn)才能使學(xué)生觀察到真實(shí)的現(xiàn)象進(jìn)而總結(jié)出規(guī)律。多媒體課件所演示的實(shí)驗(yàn)畢竟是虛擬的經(jīng)驗(yàn)，難以替代真實(shí)的實(shí)驗(yàn)，更不能替代學(xué)生的動(dòng)手過(guò)程和思考過(guò)程。經(jīng)常地使多媒體課件摸擬物理實(shí)驗(yàn)將會(huì)違背學(xué)科的特點(diǎn)。可能會(huì)扼制學(xué)生的思維能力和想象能力。更重要的是可能使學(xué)生養(yǎng)成一味盲從前人的經(jīng)驗(yàn)