信息技術應用于物理教學對學生科學素質的影響

摘 要： 信息技術與學科教育整合是新課程改革的一大熱點和發展趨勢，中學物理作為基礎教育階段科學領域的重要課程，非常有必要探討物理教學中使用信息技術對學生科學素質培養的影響。本文從對學生物理知識的理解、科學方法的掌握、解決實際問題的能力、探究未知事物的能力和科學情感態度的培養等方面進行了討論分析。

關鍵詞： 物理教學 信息技術 科學素質 影響

在人類進入二十一世紀的今天，知識經濟時代的到來表現為人才的激烈競爭，當今社會需要一大批高科學素質的人才來推動社會的可持續發展。基本的科學素質包括了解必要的科學技術知識，掌握基本的科學方法，樹立科學思想，崇尚科學精神，并具有一定的應用科學處理實際問題、參與公共事務的能力。我國頒布的《全民科學素質行動計劃綱要（2006－2010－2020年）》明確要求：完善基礎教育階段的科學教育，提高學校科學教育質量，使中小學生掌握必要和基本的科學知識與技能，體驗科學探究活動的過程與方法，培養良好的科學態度、情感與價值觀，發展初步的科學探究能力，增強創新意識和實踐能力。中學物理作為基礎教育階段科學教育領域重要的學科，理所當然要大力培養學生的科學素質，才能適應這個時代的要求。

另一方面，隨著信息時代的飛速發展，越來越多的信息技術手段應用于基礎教育領域。本世紀以來，我國各省市許多中學都廣泛開展了信息技術與物理學科整合的課題研究工作，事實證明信息技術已經打破了傳統教學手段的應用界限，廣泛提高了中學生學習的主動性，促進了教學方式方法的重大變革，從而提高了教學質量。因此，我們很有必要探討一下信息技術支撐下的物理教學會對學生科學素質的培養產生什么樣的影響。

一、對學生知識理解的影響

通過本世紀初我國與歐盟15國、美國、日本進行了公眾科學素質比較，我們發現在對科學知識的了解方面中國名列最后，這些數據說明以往傳統的應試教育并沒有提高學生對科學知識的理解。合理利用多媒體計算機技術則可能突破這些問題，因此我國許多地方都廣泛的開展了信息技術與物理學科整合的研究工作。我們應巧妙地使用信息技術為學生創設接近真實的物理情境，激發認知沖突，提供學習資源；形成認知表象，建立理想模型，創設物理情境，通過科學思維形成物理概念；運用物理概念擴展認知，解決實際問題。例如彈簧振子、單擺、機械波等概念歷來是物理教學中的難點，但學生理解起來比較困難，也感到枯燥無味。再比如帶電粒子在復合場中的運動往往是老師費心盡力開展教學活動，而學生仍然感到深奧難懂。我們可以巧妙、合理地使用多媒體計算機，分位置、分時間段的討論分析，使得物理教學生動有趣，補償傳統物理教學中存在的不足之處，更形象、更直觀地揭示物理規律，展示物理分析探討的邏輯過程，從而為學生掌握概念、認識規律打下堅實的基礎。

二、對學生掌握科學方法的影響

物理學在長期的發展過程中形成的科學方法不僅對物理學的研究，而且對整個自然科學的研究都有很大的影響。巴甫洛夫曾說：重要的是科學方法、科學思想的總結，認識一個科學家的思想和方法，遠比認識他的成果價值更大。學生在物理教學中受到科學思維方法的教育遠比掌握物理知識本身更重要。恰當地使用信息技術，把物理學知識作為掌握科學思維方法手段、工具而不是目的，使學生在探索、發現的過程中學習物理學知識，通過物理學知識的學習學會理想化方法、分析綜合法、歸納演繹法、比較、類比法、假說理論構建法等科學思維方法。例如，我們可以合理使用信息技術從大量的生活實際現象中歸納總結出質點、點電荷、點光源、薄透鏡、單擺、勻強電磁場等實物理想化模型，也可以抽象出勻速直線運動、簡諧振動、簡諧波、完全彈性碰撞等過程模型。類似這樣借助于信息技術的理想模型化訓練有助于學生科學方法的掌握。

三、對學生把所學知識應用于日常生活能力的影響

培養學生解決實際問題的能力是科學素質教育的很重要的一個方面，也是近年來國際科學教育的主要目標之一。物理學是一門研究自然規律，探索自然界奧秘的學科。在我們的身邊物理學的應用俯拾即是，很多都可以成為物理學習很好的素材，這是物理學科的一大特點。然而在一個全球化的時代中一個人的身邊的科學教學資源總是非常有限的，如果能夠借助網絡技術和多媒體技術展現遠離學生生活，但卻真實存在的科學資源，一樣會激發學生的興趣，有助于提高學生把知識應用于生活的能力。如果我們能很好地選題，并控制好問題解決的過程，對于提高學生把物理知識與生活實際相結合的能力是大有裨益的。例如日本福島核電站的核泄露事件及其對東京等周遍地區的水污染和蔬菜污染等來引入《核能利用》一節課的教學中，把遠在千里之外的資源拿來讓學生身臨其境的開展學習活動，符合國際物理教育一貫提倡的STS教育理念。只有這樣才可能在學習的過程中激發學生產生情感，體驗到物理學就在自己的身邊，物理是從生活實際來，可以到生活實際中去的學科。

四、對學生探索未知事物能力的影響

任何一個探究過程是由問題來引起的，而每一個問題提出后，就需要采取一些方法和步驟去確定和解決，并通過一定的活動形式表現出來。學生只有在明確了物理問題是什么之后，才有可能有的放矢地去分析解決問題，調動已有的知識、概念，生活經驗，查閱資料，向教師、同學或他人尋求幫助，分析得出結論，形成自己的觀點。這對于發展學生的創造性來講是非常重要的。

例如我們在上電學實驗課時，通常要求電源不能短路，電流表、電壓表接線柱不能借錯，也不能超過量程等。類似的要求其實在一部分程度上扼殺了學生的探索能力，但如果讓學生在真實環境摸索又擔心造成實驗儀器的損壞。采用基于網絡的多媒體計算機教學，實施開放性的實驗操作，既可以保護學生的創新意識，又能把許多傳統實驗做不到的效果再現。如果組裝錯誤會導致實驗不成功，實驗結果自然會促使學生總結操作要領，從而加深了學生探索的興趣，培養了學生實踐的精神。也只有在反復的探索過程中，在多次失敗和成功的經歷中，在經過不斷總結的過程中，學生才會真正發現問題、觀察實驗現象、生活現象，理解現象的本質，冷靜地分析實驗數據，主動地思考，查閱資料，求師問友。有經歷困難的焦慮，有失敗的懊悔，卻毫不氣餒，勇往直前，并獲得努力后的喜悅，這才是對一生所有益的探究能力。

五、對學生科學情感態度的影響

中學物理課程是中學科學教育領域內的一門重要學科，基于多媒體技術和網絡技術，高效地培養學生對科學的良好的情感態度價值觀是物理教學的高級目標。信息技術應用于物理教學時優美的圖片、動畫和視頻等都有助于激發學生的對科學的好奇心和探索的勇氣。利用信息技術再現豐富多彩的物理學發展史，便于學生認識到大部分科學技術的進步都來自于科學家堅持不懈的努力甚至于犧牲了自己的生命，有助于激發學生堅韌不拔的意志品質。網絡技術的應用可以使得學生獲得更多更新的科學技術發展前沿知識，有助于擴展學生對科學的認識，如果結合我們的生活，那將有助于學生理解科學，尊重科學，形成可以受用終生的科學精神。例如類似于尖端的科技成果，如果只是用語言來描述這些科技成果，學生大多會一頭霧水，如果在文字之外，還需要圖片、動畫、錄像、模型、聲音等多種形式進行展示。這些展示手段可以分為照片類、圖解類、海報類、互動游戲類、非互動影像類等，可以很好地激發學生的好奇心，培養對科學的情感，養成實事求是、熱愛科學和探索科學問題的積極態度。

參考文獻：

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［2］李國彬.物理教育與科學素質教育［J］.高等函授學報，2005，19（Z）：173-174.

項目支撐：陜西省教育科學“十一五”規劃項目，編號SGH0902280；咸陽師范學院引進人才項目，編號05XSYK244。