信息技術與中學物理學科教學有效整合的策略

向欣

摘 要：新課程改革以及教育信息化的深入，信息技術與中學物理學科教學的整合，是物理教學信息化的必由之路，只有把握好二者整合的有效策略，才能真正培養學生創新精神和科學素養，提高物理教學質量。

關鍵詞：信息技術；物理教學；整合

“整合”是當前新課程改革中廣泛應用的一個術語，即是將本屬于不同范疇又有關聯的事物，通過多向互動的方式有機融為一個整體的思想和方法。隨著新課程改革以及教育信息化的深入，有力促進了信息技術與學科課程的整合，逐步實現了教學內容的呈現方式、學生的學習方式、師生互動方式的變革，而中學物理是一門以實驗為基礎的學科，只有把握好信息技術與其有效整合的策略，才能真正實現二者的有機融合，提高物理課堂教學水平。

一、利用網絡開放環境，改變學生學習方式，拓展學生視野

充分利用開放的互聯網，為學生提供大量可供選擇的資源，以拓寬學生的視野。在學習目標的引導下，結合自身實際選擇學習內容，通過網絡獲取豐富、多樣化、有時代氣息、甚至是科學前沿的大量信息資源，自主進行觀察、實驗、閱讀、思考及在線測試，通過互動交流平臺，完成學習任務，感受成功體驗，從而有效地培養學生的自主學習、自主探究能力。

如學習“光現象”后，可以讓學生利用課余時間，通過上網搜索、查閱報紙雜志等手段搜集信息，整理出自己對光學應用的認識，然后在課堂上交流。有些同學對光污染有了一定認識，寫出了自己的調查報告，并提出減少污染的合理化建議，深受大家好評。學生在學習內容開放的環境下主動學習、自主學習，獨立自主地探索研究，不僅信息收集、分析、處理的能力得到培養，而且創新意識、創新能力也會得以長足的發展。

二、利用信息技術功能，優化學生的認知結構

1.利用多媒體技術，創設情景，激發學生興趣，促進學生思維發展，幫助學生對知識的重組和改造、同化和順應。如在“光的傳播”中，先讓學生看一些“珠江夜景”、“雨后彩虹”、“黃昏夕陽”、“舞臺燈光”等等，讓學生處于色彩斑斕的光現象環境中，對光的神秘產生一種求知欲。

2.逼真地設計物理模擬實驗。把抽象的物理現象，利用計算機模擬，把原本無法看到或難以理解的物理現象呈現在學生面前。如“電流”知識，可以用課件模擬水流的情景，演示電流的流向，使電流可視化、形象化，學生理解就容易得多。又如低溫超導、固體擴散、高壓觸電等實驗，可以通過計算機模擬實驗，變抽象為具體，讓學生超越時空界限，突破思維障礙。

3.利用計算機技術把微觀的放大、宏觀的縮小。如“分子運動理論的初步知識”，關于分子的運動和分子間的作用力，可以利用計算機形象描述出來。如“日食”和“月食”等宏觀方面的，同樣可以展示在學生眼前，并且可以把一個自然界中無法變動的過程隨意地加快或減慢，幫助對物理現象和物理規律的理解，更好地形成感性認識，有效解決用語言文字等無法加以描述且看不見的微觀世界，說不清的龐然大物，復雜情景圖文并茂，更有利于學生理解。

4.利用信息技術把物理實驗效果理想化，準確地提取和處理物理實驗數據，得出精確的物理規律，幫助學生建立和理解物理概念，獲取抽象的物理知識，培養學生掌握科學的思維方法。

如光滑（無摩擦）、空氣阻力不計、勻速直線運動等物理術語，現實中無法找到完全相符的實例，物理研究中一個很重要的方法便是近似，比如，為了減小摩擦力而采用的氣墊、磁懸浮、真空等，利用現代信息技術，許多物理現象可以通過計算機巧妙地設計達到近乎完美的近似，于是便有了許多理想化的模型，可以讓學生觀察到真正理想化的物理現象。如“牛頓第一定律”，利用計算機，可以變抽象為具體、形象、直觀。又如平拋運動實驗，可播放空中飛機投彈、機槍打靶等多媒體視頻，并等效放慢其速度，使學生看清運動的過程，還可設定光標，使學生能看清豎直和水平方向的分運動，將運動的合成和分解的知識在學生大腦中強化，并用Flash制作平拋物體運動過程課件，記下軌跡，建立直角坐標系，利用多媒體的強大數據處理能力，快速地分析出坐標系x方向、y方向的位移及速度的定量關系，從而得出平拋運動的規律，從而使學生更好地理解平拋運動的特點，彌補了物理實驗的不足，從而培養了學生的科學思維方法。

三、利用計算機仿真實驗功能，化抽象為直觀，使學生獲得最佳學習效果

物理學是一門實驗性很強的學科，實驗幾乎貫穿了物理學習的整個過程。仿真物理實驗在創設情境、引發動機、揭示事實、顯示過程、示范演示、驗證原理、建立模型、提供練習、訓練技能等方面有不可替代的作用，以網絡技術為核心的超媒體電腦技術，可以方便地把物理仿真實驗運用于課堂，化抽象為直觀，沖破時空限制，激發學生探索興趣，觸發學生的想象空間，培養學生認知能力，使學生獲得最佳學習效果。目前開發使用的仿真物理實驗軟件大致有教學輔助型、自學輔導型、模擬探索型三大類。

如《原子的核式結構》教學中，模擬α粒子散射實驗。傳統的實驗儀器無法演示這個實驗現象，教師在黑板上做簡單的講解，對α粒子的運動情況，原子核外電子的運動情況只能用幾條曲線表示，學生容易產生誤解，我們可以在計算機上用動畫制作系統進行繪制，來模擬這個實驗。又如研究平拋物體運動時，在演示了物體的平拋運動實驗之后，學生有了感性認識，但學生對運動的合成與分解還缺乏理性認識，此時可以借助多媒體演示，就可以將水平方向和豎直方向的分解運動展示得清清楚楚，淋漓盡致，讓學生對兩個分運動的合成形成正確的認識。再如《波的干涉》教學演示實驗，按照常規采用“發波水槽”做演示實驗，由于太快，學生觀察不到各點振動加強、減弱的變化情況，利用計算機模擬，可以把干涉過程放慢，并且對幾個狀態進行恰當講解，大大加快了學生的感知過程。

四、利用計算機的交互性，培養學生的創造力和想象力

例如，用多媒體計算機和中學仿真物理實驗軟件顯示振動圖象、橫波和縱波圖象以及波的干涉、衍射現象時，質點的運動情況和受力情況，通過人機交互功能，指導學生調控物理變量（如：振幅、波長、振動周期、傳播速度、障礙大小等），按給定條件隨時顯示相關變量數值的大小，利用暫停功能對任意時刻的物理現象進行仔細觀察和分析，學生便可清楚看到各個質點在不同時刻的運動速度、加速度和回復力的大小、方向。又如，在電學實驗中，電池短路，電流表的接線柱接錯、電壓表超過量程等很多實驗是無法允許學生隨意操作的，這無形中扼殺了學生的創造性思維。然而，這些“破壞性”的實驗，我們要指導學生在仿真實驗環境下，讓其自主探討實驗，既保護了儀器，又能培養學生的創新能力和想象力。

隨著我國教育信息化的不斷深入，探索信息技術與物理課程有效的整合，對于學生信息素質以及創新精神、實踐能力的培養有著十分重要的現實意義，以物理課程為出發點，把握好二者整合策略，才能對構建教師主導、學生主體的師生互動的物理課程學習新模式起到真正的促進作用。

（作者單位 四川省廣元外國語學校）

編輯 喬建梅endprint