淺議信息技術與中學物理課程的整合

師光

推進現代信息技術與學科課程的整合，是我國面向21世紀基礎教育教學改革的新視點。所謂信息技術主要是指計算機技術、數字音像技術、電子通信技術、網絡技術、衛星廣播電視技術、遠程通信技術、人工智能技術、虛擬現實仿真技術以及多媒體技術和信息高速公路；就是將計算機與電信技術有機結合而形成的對聲音、圖像、文字、數字和各種信息進行獲取、加工、處理、存儲、傳播和使用的一種技術。

信息技術與中學物理課程的整合是指在課程教學過程中把信息技術、信息資源、信息方法、人力資源和課程內容有機結合，共同完成課程教學任務的一種新型的教學方式。信息技術與學科課程整合要求將信息技術非常自然地應用到課程教學過程中，優化各種教學資源、各個教學要素，促進教學方式的根本變革，有效地應用信息技術的優勢來更好地達到課程學習的目標，從而達到培養學生創新精神與實踐能力的目的。

一、整合對中學物理教學的作用

將信息技術運用于物理教學可以彌補傳統教學的不足，提高教學效率，對促進以提高學生創新精神和實踐能力為主要目標的素質教育可謂錦上添花，如虎添翼。信息技術與物理教學整合主要有以下幾個方面的功能。

首先是模擬情境，建立模型，物理學科的知識是抽象的，所用的術語也很抽象，像“力”“場”“電流”等概念，在以往的教學過程中，由于這些概念比較抽象，教師講得乏味，學生聽得厭煩，教學效果差。信息技術的運用可以幫助教師和學生解決這些重點、難點問題。用多媒體計算機進行演示，則能起到事半功倍的效果。例如，“電流強度等于單位時間內通過導體橫截面的電量”，學生是看不到自由電子的移動，因此難以接受。用多媒體計算機模擬這一過程，用紅色的小球表示導體中的自由電子，在閉合開關后，紅色小球（自由電子）定向運動起來，通過一個橫截面，該模擬實驗能使學生很直觀地知道其中的原理，而無需教師反復講解。

其次是轉換觀察空間。中學物理研究的對象大到宇宙天體，小到原子電子，都是學生不能直接感知的，因而學習起來有困難，借助信息技術我們可以將宏觀的天體微觀化，在多媒體計算機上模擬其運行的過程；也可以將微觀的原子、電子宏觀化，在多媒體計算機上模擬其運行的過程，從而增強學生的感知能力，促進理解。例如在“分子運動論”的教學中，原子和分子等微粒是看不見、摸不著的，傳統的教學手段難以使之具體化、形象化，學生理解和接受起來有很大困難，應用多媒體動畫技術，能很好地使微觀粒子宏觀化，生動具體地展現微觀粒子的形象，特別是發生變化的微觀過程，為學生探討微觀知識架設橋梁，巧妙地引導學生分析理解其本質，也培養了學生的微觀想象能力。同樣的方法也適用于光學、力學。

再其次是轉換變化速度。很多物理運動過程都是瞬間發生、稍縱即逝的，學生對實驗現象的觀察很難細致全面。計算機動畫技術能很好地重現某些物理現象，且可按需要隨時進行控制，或化快速為慢速，或暫停，實驗清楚、直觀地呈現于學生面前；例如在講解“重力勢能與彈性勢能相互轉化”時，由于過程太快，學生無法觀察到小球和地面彈性形變的過程，覺得難于分析、無法理解；但是用多媒體動畫技術將小球與地面相互作用的過程用“慢鏡頭”模擬出來，學生則很容易發現小球和地面確實發生了彈性形變，可以看到從形變開始到恢復原狀的全過程，小球到達最高處時速度確實等于0，從而輕松地掌握知識。當然，在實驗室中我們可能加快或減慢其中的一些過程，但更多的現象卻是無法改變它的進程的，信息技術可以把一個自然界中無法變更的過程隨意地加快或減慢，幫助那些對物理現象和物理規律的理解力還十分有限的中學生更好地形成感性認識。

最后是展現思維過程。物理教學是思維過程的教學，而很多物理方法、物理思維存在于人的大腦中，不能用實驗展示，僅用語言又難以描述，所以傳統教學中教師并不能把握每一個學生的思維過程，從而不能給予及時反饋，信息技術的交互功能則能很好地解決這個問題，在課堂教學中，信息技術可以幫助學生直觀地感知物理過程，運用電腦多媒體集成展示信息的優勢，結合教學內容，圍繞教學目標選用文字、圖片、聲音、動畫、視頻等不同形態的信息來對課文的內容、情景、模型、狀態、物理過程進行生動地呈現，從而深入淺出地揭示物理知識的形成過程，使學生輕松地理解深奧的物理知識。

二、關于信息技術與物理課程整合的幾點感悟

第一，“課件”向“積件”發展。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，但真正適用于實際教學的軟件卻不多，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，就應該使“課件”向“積件”發展，例如各種工具型、資料型、開放型的教學設計平臺，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，實現信息技術與學科課程的整合。

第二，發揮物理演示實驗、虛擬實驗室的功能。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。

第三，充分利用網絡資源，增進教學效果。進入網絡時代后，網絡環境為學生提供了豐富的知識庫、資源庫。

我們通過信息技術與物理課程教學的整合，激發了學生對物理學科的學習興趣，課堂上參與意識增強，對知識的理解掌握程度較理想，尤其是實驗教學，學生的實驗理解能力、動手能力均取得了長足的進步，實踐證明，信息技術與物理課程教學的整合能進一步完善課堂教學，使教學過程更具科學性，有助于教師在課堂上更合理地掌握和利用時間，吸引學生的注意力，最終提高物理課堂教學的效率。