淺談信息技術在中學物理課堂教學中的作用

張建衛

摘 要：信息技術在教學中的使用是大勢所趨，物理課的教學也從信息技術的進步中獲益。在物理教學中，信息技術通過多媒體動畫模擬、數字技術重現物理實景、應用軟件和互聯網的使用等方式提高了教學效果，開拓了師生的研究視野，促進了師生的創新意識。

關鍵詞：信息技術 物理教學 表現方式 創新

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1674-2117（2014）06-0109-01

1 物理學與信息技術關系密切

在中學各科課程中，物理應該算是與信息技術關系最為密切的。信息技術的硬件設備都是在建立在物理學的基礎上的（軟件的開發主要得益于數學發展），信息技術的前提是各種設備。如果沒有物理學的發展進步，是無從談起什么設備的，更不要奢望所謂的信息技術了。而且，從各中學的分工現狀，也能看出這一密切關系：各校信息中心（或稱“電教中心”）的負責人、管理人員，大多是物理教師兼職或轉任。物理學為信息技術的出現和發展進步做出了不可替代的重要貢獻，從某種角度講，物理課也理當從信息技術的進步中獲益。

2 信息技術在中學物理教學中的表現方式

信息技術的發展十分迅速，一日千里，也為教學的開展提供了越來越多的選擇機會。這一點，大家應該都有所體會。課堂教學有一個“先天的缺陷”：物理課程所研究的對象是整個自然世界的客觀規律，可師生大部分時間都被束于教室內，和自然界是拉開了一些距離。不客氣點說，類似于青蛙們坐在井底“研究”天空和大海。彌補的措施有二：回憶生活經歷、實驗重現某些過程。然而這兩者的表現能力都是很有限的，在遇到一些物理情境時也表現得無能為力，如天體之間、微觀粒子之間等。相比之下，信息技術的表現能力幾乎不受這些限制。信息技術此時的出現，其意義不亞于給井底青蛙裝上一臺潛望鏡，視野頓時擴大、思路頓時清晰。根據我個人的體會，信息技術在物理教學中的表現力，主要有三個方式：動畫模擬、實景重現、應用軟件。此外，信息技術還有一個豐富的資源——互聯網。

中學物理課所研究或描繪的物理場景中，有相當一部分不僅不方便在課堂上實驗展現，就是在學生們的生活中也很少有機會見到。對于這樣的情況，若采用多媒體課件制作動畫來模擬，則效果相當好。在熱學部分，微觀的分子無規則熱運動是無法直接觀察的，可以用一個GIF格式的動態圖片來模擬展示；電學部分的《交變電流》一節，發電機中的轉子線圈在磁場中的旋轉過程，也不便直接觀察，可以用Flash制作一個動畫來模擬線圈在磁場中的一個旋轉周期，授課時還可以根據教學需要隨時“啟動”、“制動”，反復觀察，可研究每個四分之一周期時間內各物理量（磁通量、磁通變化量、磁通量變化率、感應電動勢等）的變化情況。類似的課件還有熱機工作過程中的一個工作循環的四個沖程的模擬、簡諧運動的一次全振動的四段中各物理量的變化、開普勒三大定律所描述的天體繞中心做橢圓軌道運行的模擬等等。這樣的技術手段彌補了傳統教學中不直觀的缺陷，增添了物理課程的魅力和趣味性。多媒體動畫模擬技術給物理課帶來了嶄新的形象，不過動畫這一方式在科學研究的角度來看，有點缺憾：美觀有余、真實性不足，不如真實的物理演示實驗有說服力。所以如果有條件的話，我們還是應該盡量采用下面一種方式——實景重現。

信息技術在物理教學中的第二個主要方式就是通過音頻、視頻、投影等技術重現一些真實的物理場景。所需工具有：音頻視頻播放軟件、實物投影儀、數字錄音錄象設備（家用數碼相機、DV機均可）等。我曾經聽過一節觀摩課，內容是《光的全反射》。用來演示的玻璃磚以及紅色激光的全反射光路由于尺寸較小，不易觀察。教師將玻璃磚置于實物投影儀，這時，玻璃磚和全反射光路在大屏幕上顯示得非常清晰，我們坐在最后聽課的教師都看得一清二楚。聲音的傳播部分《多普勒效應》一課的教學，可在課前預先在馬路邊、鐵道用DV機拍攝汽車、火車通過時的有聲視頻，課堂上再播放。這樣學生們在不出教室的情況下就可以聽到汽車、火車的聲音，聽它們通過鏡頭時的音調的變化，形象理解多普勒效應。牛頓運動定律單元中的《超重與失重》一課中，也可以采用類似的做法：在一個升降電梯艙內，掛一個彈簧秤（懸點固定于艙），秤鉤掛一物體。在電梯“啟動—勻速運行—減速”的一次行程中，用DV拍下彈簧秤的刻度盤和指針示數，若要進一步說明問題，還可以將電梯內顯示樓層的指示燈也納入所拍視頻的視野中，以便播放時可以和示數變化作對照。這些做法，利用了信息技術，把一些較大的物理場景真實地“搬”進了教室。

第三類應用就是使用軟件。除了大家熟悉的Power Point之外，還有很多軟件都可以為物理教學服務。比如Excel軟件可以幫助做一些實驗的數據處理；在測算油酸分子直徑的實驗中，很多同學在數格子算油膜面積的時候都會經常出錯，這時可以用數碼相機將油膜俯拍，然后用Adobe Photoshop CS2圖像處理軟件可以幫助測定油膜面積。在很多演示實驗中，都會有一些隨時發生變化的物理量，就可以用各種傳感器將變化中的物理量的“一舉一動”報告至計算機，再用DIS實驗系統軟件處理或展示物理量變化的過程。

這三種方式使物理課的面貌大為改觀，因為隨著技術的進步，信息技術的表現能力幾乎是無限的，有限的只是我們物理教師對信息技術的掌握程度。除了豐富的表現力，我們還可以利用互聯網的豐富的資源為物理課服務。信息技術通過這些途徑，使物理課的教學效率、課堂質量發生了一次巨大的飛躍。

物理學是人類社會進步的最大推動力，而在21世紀，信息技術的進步已經成為社會進步的直接動力。兩大動力在課堂上的結合，必然會撞擊出無比燦爛的火花，照亮學生們年輕的心，照亮他們充滿無限潛力的頭腦，照亮他們充滿創意的人生，照亮世界的美好未來。

（山東省鄒城市競技體育運動學校，山東 鄒城 273500）endprint