信息技術與物理教學有效整合形式分析

學好物理學除了要依靠科學的方法外，還要取決于認知工具。傳統的教學，教師一般采用課堂實驗或物理現象回憶來協助教學。上個世紀末，隨著信息化社會的到來，物理教學技術又有了新的發展，計算機、局域網、互聯網等新的教學技術正逐步滲入物理教學之中，特別是以互聯網為標志的全球性的信息高速公路的建成和實施，使人類進入一個嶄新的信息時代，信息技術與物理教學有機地整合已經成為現代物理教學的重要研究課題。

在此，筆者根據自己的教學實踐體會，淺談關于信息技術和物理教學整合的認識，就教于廣大同仁。

第一，物理教學與計算機多媒體技術相整合

多媒體技術在課堂中的應用主要表現為教學軟件的使用，而這些教學軟件的作用也僅僅表現為輔助教師完成課堂教學任務。因此，教師在制作軟件時要突出軟件的輔助作用，在不影響教師的主導地位的前提下，憑借現代多媒體技術優勢，加入輔助教學需要的圖片、動畫和視頻，豐富教學內容，使學生更直觀、更形象地接受知識。

由于課堂教學軟件是輔助教師課堂教學，其形式應側重于體現教師的教學綱要、教學條理和本節課的教學過程。教師通過主題鮮明的教學提綱和恰如其分的視頻或動畫，形象直觀地講解教學內容。因此，它的表現形式的特點：為界面必須簡潔明了、層次清晰，輔助教師更好完成平時很難用語言表達的教學內容。

這種方式是目前運用比較多的整合，其優勢在于豐富了課堂教學元素、活躍地呈現內容，拓展和深化了教師在課堂上的主導角色。但是，這種方式由于沒有從根本上改變課堂教學結構，是用原來的教育思想來指導和設計新技術的應用方式，難以創新出新的課堂教學模式。

第二，物理教學與網絡技術相整合

目前，信息網絡技術與物理教學技術的整合方式主要有利用網上的教育資源和自制教學課件相結合，構建數字課堂。其一般模式是：創設學習情境一自主搜尋信息一協作指導探索一自主意義構建一合作運用創新；在互聯網和校園網上建立個人主頁，豐富和交流教育信息，同時為教育教學提供新的途徑，為學生的學習提供新的方式；利用e-mail、QQ、雅虎通等與學生和同行進行交流，建立一種全新的、平等的師生交往方式，拉近師生間的距離；等等。

在信息網絡技術與物理教學技術的整合中，網絡探究學習(WebQuest)是一個極具代表性的模式。在WebQuest中，教師不再具有絕對的權威，不再是知識的唯一擁有者，教師是學生學習的導師，是教學信息的收集者、處理者和信息的轉化者，發揮引導、指導、誘導、輔導的作用，成為學生學習的合作者。即WebQuest不僅改變著物理的教學技術，也改變著物理的教學理念。對此，筆者曾在教學中運用，如在《簡諧運動》課中，就采用了這樣的教學方式，如下頁圖所示。

課后對學生的調查結果表明，學生非常喜歡這種授課模式。學生在《課后感受》中寫道：這一節課，我的心里非常輕松，思想沒有負擔，真是一種享受、一種愉快的體驗；通過這一節課，我真的學到了一點東西。這一節課可以讓我學習自己想學的或是不懂的，我可以花多一點的時間來思考問題，不像過去上課那樣，帶著不大理解的問題繼續去聽下一問題，越聽越糊涂……

網絡技術在物理教學中的應用還處于不斷的探索階段，特別是在欠發達地區，不論對于教師還是學生都是一種新鮮的學習方式。因此，在這種方式中如何調整教師和學生的原有教育角色、如何定位學習目標等，都是需要不斷研究和實踐的課題。

第三，物理實驗教學和DIS相整合

實驗在物理教學中占據著重要地位。在信息化條件下，物理實驗既要繼承傳統，又要開拓新的領域，其目標之一就是給學生創造條件，讓他們像物理學家一樣去設計實驗、動手做實驗、分析實驗數據和現象、得出實驗結論或推論；并且要求學生用物理思想、觀點去解決實際問題。DIS給物理量的測量帶來了革命性的變化，不但簡單方便，而且測量精度高、誤差小，便于學生分析實驗結果。

所謂DIS，即數字化信息系統(digital information system，簡稱DIS)，一般由物理量傳感器(探頭)、數據采集器和相應的軟件構成，集物理量測量、智能化數據分析、數據記錄和自動控制等功能于一體。其中全系列的物理量傳感器(探頭)的功能超越了電流表、電壓表、數字毫秒計、溫度計、壓(拉)力計、壓強計、光強計、磁強計、聲響計、測距儀等傳統測量儀器，并使現有實驗室裝備獲得了數字化接口。再加上數據采集器和相應的軟件系統，實現數據采集的數字化和自動化、數據處理和數據分析的智能化。

目前，DIS系統還僅僅在一些條件比較好的學校使用，但是，它給實驗教學帶來了很深刻的變革，改變了原來很多物理實驗由于數據誤差大而不能用于分析物理規律的狀況，能夠讓學生像科學家那樣通過研究數據規律探究物理結論。

第四，物理教學與計算機虛擬仿真技術相整合

隨著科學技術的迅猛發展，新的教學媒體不斷涌現，繼多媒體之后，教學技術領域又出現了一個新型教學媒體，它就是虛擬現實技術(Virtual Reality)。虛擬現實技術是利用三維圖形生成技術、多傳感交互技術以及高分辨顯示技術，生成三維逼真的虛擬環境，使用者戴上特殊的頭盔、數據手套等傳感設備，或利用鍵盤、鼠標等輸入設備，便可以進入虛擬空間，成為虛擬環境的一員，進行實時交互，感知和操作虛擬世界中的各種對象，從而獲得身臨其境的感受和體會。

虛擬現實技術具有沉浸性、交互性和多感知性的基本特征，能夠為學生提供生動、逼真的學習環境，學生能夠成為虛擬環境的一名參與者，在虛擬環境中扮演一個角色。這對調動學生的學習積極性，突破教學的重點、難點，培養學生的技能都將起到積極的作用。

在物理教學中，虛擬現實技術可以彌補因為實驗設備、實驗場地、教學經費等方面的原因而造成的教學條件的不足，還可以利用虛擬現實技術進行虛擬實驗，使人們放心地去做各種危險的或危害人體的實驗。

由于虛擬現實系統的硬件設備比較昂貴，所以現今無法普及，但虛擬現實技術作為一個新型的教學媒體，以其自身強大的教學優勢和潛力，將會逐漸受到物理教師的重視和青睞，最終在物理教學中廣泛應用并發揮其重要作用。

筆者相信，信息技術在物理教學中的應用，作為一種嶄新的教學手段，彌補了傳統教學中語言、文字描述的局限性，彌補了物理實驗器材的局限性等，如果教師能將信息技術與物理教學有機整合，就能優化教學手段，調動學生的積極性，把物理教學提高到一個嶄新的水平。

(作者單位：山東省棗莊市第三中學271100)