信息技術與物理課程教學整合性研究

張雪芬

信息化是二十一世紀的標志，是當今世界經濟和社會發展的大趨勢，以網絡技術和多媒體技術為核心的信息技術已成為拓展人類思維的創造性工具。近年來，計算機輔助教學工作在全國教育戰線上逐漸深入，但大多以“觀摩課”的形式開展，只是教育教學中的一個點綴而已，信息技術并沒有真正與學科教學“融合”在一起。究其主要原因是在進行計算機輔助教學的過程中，沒有合適的應用軟件和操作平臺，需要教師自己研制開發課件，而開發課件需要花費大量的時間和精力，有時候為了上好一節公開課，甚至要做數十小時的準備。鑒于此很多教師都反映計算機輔助教學是一項投入多（時間，人力，經費）、產出少的工作，基本上適應不了日常教學。在這種情況下，信息技術與學科課程整合在計算機輔助教學（簡稱CAI）的條件上日趨成熟發展起來。信息技術作為一項教學工具（Learn from IT），能夠把各種技術手段完美地融合到課程之中？？就像教師在上課時使用黑板和粉筆一樣，屆時計算機演變成為真正的教學工具， 教師最主要的任務不再是開發軟件，而是如何應用現有的軟件把計算機的優勢發揮出來，進行學科教學。

本文就信息技術與物理課程教學的整合，結合自己物理教學的實踐談談以下幾點看法。

一、 “課件”向“積件”思路發展，探討物理學科整合新方法

在計算機輔助物理教學這個領域里面，市場上已有相當數量的物理教學軟件可供購買，但能夠真正適用于教學的軟件卻不多，教師自制課件的水平又不高，容易造成“低水平重復”的現象。在此階段上，尋求計算機輔助教學軟件開發和應用的新路子──積件思路應運而生。其指導思想是：“課件”向“積件”發展，工具型、資料型、開放型的教學平臺已成為計算機輔助教學軟件的發展方向，它包括帶有學科特色的平臺和多媒體資料庫。教師稍加培訓就能夠自如的運用它們來按自己的意愿制作課件，緊密配合自己的教學過程、為課堂教學所用，在真正意義上，實現計算機輔助教學……

例如在物理學科平臺方面：《CSC電子備課系統》初中物理版、天翼全景多媒體教學軟件高中物理版都是面向教師設計的新一代大型集成化多媒體輔助教學軟件，集眾多教育專家和優秀教師的科研成果及教學經驗于一體，為教師提高教學質量、探索新的教學模式和方法提供了豐富的資料和必要的教學手段；又如《青鳥師友多媒體課件開發平臺》，是一個基于Windows操作系統，集聲音、圖形、圖像、文字于一體的多媒體課件開發工具；再如幾何教學平臺的“幾何畫板”不僅適用于幾何教學，而且也適用于物理教學中的力學課程，它界面簡單、容易學習、直觀好用，因此這樣的軟件很受老師的歡迎。以上四個多媒體計算機輔助教學軟件開發平臺，就很好的體現了“積件”思想。

二、 電腦模擬，發揮物理演示實驗、虛擬實驗室的功能

1.信息技術與物理實驗教學整合，發揮演示實驗作用

物理是一門以實驗為基礎的學科，實驗教學和演示實驗是中學物理教學的重要一環。豐富多彩、生動有趣的實驗是物理實驗教學的特點，利用實驗課不僅可以讓學生記住某些相關結論、實驗步驟，而更為重要的是能夠使學生透徹理解并且完全掌握產生實驗結論的過程。在普通物理課堂的演示實驗中，由于受到常規實驗儀器本身的限制，實驗效果常不如人意。而通過多媒體技術模擬實驗的輔助， 模擬一些重要的，但在現實實驗環境下難以完成的一些物理實驗，則可彌補常規實驗儀器的不足，提高物理實驗的演示效果。

如本人在做凸透鏡成像規律實驗時，先用常規儀器按傳統實驗方法進行演示，由于常規實驗儀器的限制蠟燭在光屏上所形成的像隨著物距的變化而變化的這一現象不是很明顯，致使學生對凸透鏡成像的特點不甚理解，并產生迷惑。此時我改為采用多媒體技術進行凸透鏡成像規律模擬實驗，演示物距從無窮遠至小于焦距的整個實驗過程中物距、像距和像的變化的情況，整個模擬實驗過程流暢、直觀、明了，從而使學生對該實驗有了一個清晰完整的認識。由此可知通過信息技術與物理實驗整合，可以突破常規實驗儀器的局限性，所以我們應當充分發揮信息技術的特長，對那些難以觀察到的、復雜、困難的實驗進行模擬和提供幫助，成為常規實驗的補充，并把兩者結合起來，使實驗教學上升到一個新的層次，從而有助于學生發現規律、獲得知識，提高學生的科學文化素質和實驗技能水平。

2.在網絡技術環境支持下，發揮學生自主探討性實驗作用

在傳統物理實驗室，一方面由于怕發生意外和造成實驗儀器的損失，有許多實驗室規章制度，對學生諸多限制；另一方面由于實驗環境和實驗條件的限制，實驗結果往往和物理理論不一致，甚至出現相反的數據，這一切無不暴露出了傳統實驗室的弊端。

讓學生在網絡環境下進行虛擬實驗室操作，以自主模擬實驗為基礎進行多媒體教學，則可以解決這一難題。如筆者在上傳統電學實驗課時，通常會告訴學生，電流表的接線柱不能接錯、電壓表不能超過量程，電池組不能短路。很多實驗不允許學生自己操作，這些規定無形中扼殺了學生的創造性思維，而有些學生自主意識很強，常常會進行一些“地下操作”，最終損壞了儀器。然而，須知這些“破壞性”強的學生實際上也是動手能力、創造能力強的學生。在網絡環境下，倡導學生自主探討性實驗，既可保護儀器又能培養學生的創新能力，并能把很多傳統實驗做不到的效果一一再現。如本人曾在網絡環境下采用“仿真物理實驗室”虛擬電學實驗室軟件（在線版網絡軟件），實現網絡與物理學科教學的整合。學生在網絡技術環境進行多媒體實驗操作，通過網上人機對話，學生可以一邊操作一邊在網上暢游，獲取新知識，或與其他同學交流。如果學生在網絡虛擬實驗室遇到問題，就可以通過網絡從其他同學那里獲取相關信息，進行討論，讓學生自主學習，并自主觀察模擬實驗，從而掌握學習成果和學習方法。

這種虛擬實驗室為學生提供了全方位的開放性的操作環境，使學生在課堂上實現了在虛擬世界的真實體驗。信息技術與物理實驗教學整合，能夠培養學生自主模擬實驗、觀察實驗，并歸納、總結，抽象成所需知識的能力，從而學會學習，使學生主動地獲取物理知識，發展能力，并促使他們建立科學的世界觀。