信息技術與電磁學課程整合實踐研究

張挺

摘 要：電磁學是高中物理教學中十分重要的教學內容，但對于學而言，也是最抽象、難懂的知識內容，因為無論是磁場、電磁波還是電磁感應，都是學生無法用肉眼直接看見的。而信息技術與電磁學課程的整合，有效解決了這一問題，教師可以利用信息技術虛擬、仿真方面的優勢特性，幫助學生更好的理解知識。對此，就信息技術與電磁學課程整合實踐做出相關探索研究。

關鍵詞：高中物理;信息技術;電磁學;課程整合

中圖分類號：G63 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ?文章編號：1673-9132（2022）14-0032-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2022.14.011

當下已經正式進入信息化的時代中，信息技術改變了人們的生活，同時也推動了課程教育變革，教師可以利用信息技術虛擬、方針、計算、檢索方面的優勢，助力課程教學難點突破。如在高中物理電磁學課程中，信息技術的整合應用就極具重要意義，可以化抽象為立體，幫助學生更好地構建電磁模型，值得在今后的教學中教師做出更加深入的研究探索。

一、信息技術與電磁學課程整合實踐條件

信息技術與電磁學課程整合具有重要意義，可以幫助學生更好的突破課程學習難點，但前提基礎是必須要具備以下實踐條件。首先，整合實踐的硬件基礎設施，若是想要促使信息技術與電磁學課程得到有效的整合，學校的硬件基礎設施必須要完善，應確保每個教室都配備投影儀、計算機、校園網絡接口、多媒體音響設備等。同時，最好還要配備網絡閱覽室，為教師的教研提供支持。其次，整合實踐的軟件基礎條件，信息技術與電磁學課程整合，還必須要有相關軟件平臺作為支持，如校園網、教學資源庫、Moodle教學平臺、Flash、Office、3D模擬仿真軟件等，通過這些軟件平臺的支持，實現對數據的計算、圖像的制作、實驗的模擬等[1]。最后，整合實踐的能力基礎。這也是信息技術與電磁學課程整合實踐最重要的基礎條件，信息技術與電磁學課程整合并不是簡單地利用信息技術播放視頻，其中涉及信息學、教育學等多方面的知識，若是想要實現更好的整合效果，教師必須要具備多元的素質能力和與時俱進的觀念認識，立足于高中電磁學課程特點，準確找出信息技術的結合點。為此在整合信息技術的電磁學課程教學中，教師必須要加強教研學習，不斷提升自身的課程整合能力。

二、信息技術與電磁學課程整合實踐方式

（一）模擬+抽象模式的整合實踐

高中階段的物理教學活動開展過程中，電磁學課程是必不可少的組成部分。而從以往學生課程學習的角度來進行分析，學生在進行這一部分知識學習的過程中普遍感到難度較高，而且存在學習效果不佳的問題。這也在一定程度上影響了部分學生學習物理知識的興趣，不只會影響到這一部分物理知識的學習，也會給學生其他部分物理知識的學習帶來負面影響，由于電磁是看不見、摸不到、聽不見的，且很難用語言進行描述，在教學過程中，若是單依靠教師口述講解，是很難實現理想教學效果的。尤其是在所需要學習的相關內容比較枯燥的情況之下，很容易導致學生在學習的過程中產生厭煩感以及枯燥感，而為了有效保證課堂教學活動的開展效率，很多教師也都在積極地進行教學方法的創新，但是無論采用哪一種教學方法，要想實現更好的教學效果，為學生知識學習質量的有效優化打下良好的基礎，都需要能夠采取有效的措施將抽象的知識點轉化成具體生動的形象，為學生模擬電磁運動的相關過程，如此學生對于知識的印象才能更加深刻，學習效果才能得到有效改善。

而在信息化的時代背景下，教師可以借助信息技術，尤其是利用現階段社會上比較流行的一些新型的信息技術，使得抽象的知識點能夠得以更加形象化的呈現，將電磁現象抽象模擬出來，因此“模擬+抽象模式”是信息技術與電磁學課程整合中非常適用的一種整合實踐模式[2]。在該模式中，利用信息技術虛擬仿真、立體直觀的特點，對電磁現象或實驗過程進行模擬，以此將一些不可見的因素及變化規律呈現在學生面前，這樣就可以化無形為有形，化抽象為形象，從而降低知識思考難度，幫助學生化解知識理解困難。這樣，學生就可以突破對知識的表象認識，促使學生對電磁概念、規律有更加深刻的理解，這樣就可以突破高中物理電磁學課程學習瓶頸，是信息技術與電磁學課程有效整合實踐的體現。

上述教學程序并不是一成不變的，在實際教學過程中，教師應該立足于具體電磁學課程內容針對性的進行調整。具體教學策略如下：第一，結合電磁學課程基本內容以及學生學習特征、學習需求及認知水平，有針對性的選擇好教學中使用的信息技術硬件和軟件，然后對教學資源做出有效的設計組織。如基于電磁學課程特性，教師可以利用DMS建模軟件將抽象磁感性、小磁針繪制出來，通過直觀的軟件，控制模塊改變電流的大小，讓學生對各階段磁感線的偏離程度及兩級磁感線的延伸方向、閉合點進行觀察，帶領學生突破課程難點核心。

第二，在實際教學過程中，教師要結合課堂教學反應，決定是否需要對模擬實驗重復操作。教師應及時觀察學生反應，做好對教學速度的調整。

第三，在進行電磁學模擬演示實驗前，教師要做好相關準備工作，如要結合模擬實驗觀察要點向學生詳細說明，以此確保在模擬實驗結束后，學生可以更好地對實驗結果作出觀測和反饋。如通過上述研究介紹可以發現，在“模擬+抽象模式”的信息技術電磁學課程結合教學模式中，還是整體沿用了傳統傳授到接受的教學流程，只不過是在教學過程當中巧妙運用了信息技術作為演示或者實驗的工具。在教學過程中，教師整體還是處于引導和啟發的位置。教師要通過信息技術設備的有效運用，更好地調動學生的感官體驗，架起知識從抽象到具象的橋梁，從而使學生對電磁學知識有更加深刻的理解，為電磁學的課程教學目標落實提供保障。

（二）計算機分析+探究模式的整合實踐

高中物理電磁學是抽象性較強的知識課程，雖然相比于其他年齡段的學生來說，高中階段學生的抽象思維能力已經獲得了一定程度的發展，但是從以往學生課程學習的角度來進行分析，他們在學習電磁學這部分知識內容的過程中依然存在一系列的困難，其中理解方面的困難往往占據首要位置。如果上述問題無法得到合理有效地解決，則會給學生后續物理知識的高質量學習帶來一系列負面的影響，不利于學生整體學習效果的保證。在教學過程中，若是僅依靠教師的口述講解，學生往往很難體會知識的含義，必須要引導學生動手體驗。但眾所周知，電磁學知識是看不見、摸不到的，很難動手實踐，這也是以往教學中困擾教師最大的問題。而信息技術與電磁學課程整合，有效地解決了這一困難。

從信息技術自身特點的角度來進行分析，其最為主要的一個特性就是夠將一些抽象的事物轉化成有趣以及生動的形象，進而使得學生在某一部分知識的學習過程中難度能夠得到進一步降低。在實際教育教學活動的組織過程中，教師可以利用信息技術強大的計算處理能力，為學生構建“計算機分析+探究模式”。在此種教學模式中，教師可以將計算機軟件作為信息及加工分析工具，通過計算機強化的計算分析能力，對固有的知識信息進行加工引導，以此快速獲取信息數據，激發學生對電磁學課程知識內容的學習興趣。在教學過程中，教師可以先通過計算機信息軟件，為學生模擬相關教學情境，為學生提供了解知識點的教學資源。之后，有效結合本節課教學活動開展過程中所涉及的重難點問題，為班級學生合理設置思考問題的，使學生在課堂學習的過程中能夠有明確的方向，進而結合自身的學習需要以及本節課的實際需求針對性地開展相應的探索活動，然后引導學生進行實驗學習。通過對于信息技術進行合理有效的應用，以此突破傳統教學的局限性，使學生的課堂操作能夠真正打破空間以及時間所帶來的一系列限制，促使學生能夠利用信息技術反復針對相關問題進行試驗操作，為學生的知識操作學習增添助力，促使學生對于相關部分知識的理解以及認識能夠更加深化，為學生整體學習效果的優化打下良好的基礎。

在信息技術與電磁學課程整合實踐過程中應用“計算機分析+探究模式”有以下幾個方面需要注意：第一，此種模式的應用對學生的計算機軟件操作能力具有一定的要求，學生若是想要更好地進行自主實驗操作，就必須要具備一定的計算機基礎知識。因此在應用該模式前，教師應將實驗步驟向學生講解清楚，并向學生傳授講解基本操作要點，在學生實驗結束后，教師還要對學生的計算機操作結果進行查看，確保學生能夠給出有價值的實驗報告。

如在電磁學課程中，應用“計算機分析+探究模式”，教師需要指導學生Interactive Physics計算機軟件的操作使用，利用該軟件的模擬分析功能，探究各因子對實驗結果的影響，確保學生實驗順利進行，能夠揭露電磁感應作用的本質。同時，還要幫助學生掌握Matlab、Tracker等分析數據軟件的基本使用，以此促使學生能夠更加深入的研究電磁作用規律，結合電腦軟件中表現出的作用力的大小變化，進行電磁感線的曲線擬合，得到更加準確的實驗結果。

第二，應用“計算機分析+探究模式”的高中物理電磁學教學中，必須要將學生作為課程教學的主體，整個實驗過程必須要由學生自身完成，教師只要扮演好引導角色即可。同時教師要為學生搭建良好的物理實驗環境，結合電磁學教學內容，為學生創設相應的教學情境，以此更好地激發學生的學習興趣，確保學生能夠順利完成實驗。

（三）互聯網+探究模式的整合實踐

在信息技術時代，教師傳授學生知識只是眾多途徑中的一種，學生可以借助網絡渠道，從多途徑中獲取知識，這為學生知識眼界的拓寬提供了極大的保障。尤其是對于新時代的高中生來說，他們所生活的時代也是一個知識快速更新的時代，因此，學生要想在社會中更好地立足，單純依靠在課堂中所學習到的知識還遠遠不夠，這就需要學生自身能夠具備終身學習以及持續學習的能力。而在教學活動的開展過程中，教師就需要能夠重視采取有效的手段拓寬學生的學習氛圍，通過合理應用互聯網的教學模式，使學生能夠借助互聯網中豐富的資源對自身的知識儲備進行有效拓展，同時掌握利用互聯網進行學習的方法，結合實際的工作以及生活不斷更新自身的知識體系。

電磁學在現在社會生活中有廣泛的應用，尤其是從未來的角度來進行分析，這一領域自身也擁有著十分廣闊的發展前景，但依靠課本中的知識學習，學生能夠了解懂得的電磁學知識只是物理世界中的冰山一角，對于相關知識的學習很難真正保證深度。為促使學生的學習視野得到更好的拓寬，培養學生學會應用互聯網發現問題、解決問題的自主學習能力，在信息技術與電磁學課程整合的過程中，教師還可以采用“互聯網+探究模式”引領學生實踐學習，具體教學方法如下。

第一，在應用此種模式時，教師要為學生確定明確的主題。為避免學生自主搜索的盲目性和無序性，教師應該立足于課程教學內容，為學生提供與課程內容緊密結合的探究主題，以此確保學生的網絡探究學習更加具有針對性，可以為教學目標的落實提供服務。如“電磁感應現象”是高中電磁學課程中的重要內容，且在現代社會中有極其廣泛的應用，在應用“互聯網+探究模式”的信息技術電磁學課程整合中，教師就可以將“電磁感應現象”作為探究主題，讓學生通過網絡搜集相關資料，研究分析電磁感應現象在現代社會的應用及發展前景。

第二，允許學習結果的多樣性，信息技術的快速發展為物理教學提供了豐富的手段。在高中物理電磁學課程教學中應用“互聯網+探究模式”，教師是要允許學生學習的多樣性，學生可以通過各種學習網站進行學習，同時也可以產生圖片、音頻、視頻等多種學習表現成果[3]。

第三，充分發揮協作作用，協作學習是近些年教育界比較火熱的話題，通過協作學習，可以培養學生多種學習能力，因此在信息技術與電磁學課程整合實踐中應用“互聯網+探究模式”，教師也可以引導學生采用小組協作的方式。教師可讓學生以小組為單位，共同對教師布置的探究主題內容進行資料搜索并整理交流。在這個過程中，學生會得到更好的啟發，對于電磁學知識的理解也會更加深入。

三、結語

電磁學一直以來都是高中物理教學中的難點，而信息技術與電磁學課程的整合，為學生電磁學知識學習增添了助力。本文對信息技術與電磁學課程整合實踐進行了研究探索，并提出了三種整合模式，即模擬+抽象模式、計算機分析+探究模式、互聯網+探究模式，希望能夠為教師同仁提供啟示借鑒，促使高中物理電磁學課程教學效率得到更好的提升。

參考文獻：

[1] 賀穎.信息技術與電磁學課程整合實踐研究[D].寧夏大學，2013.

[2] 楊曉梅.信息技術與課程整合的實踐——基礎物理電磁學課程教學改革的嘗試[J].電化教育研究，2007（7）：70.

[3] 阮許平，謝常清，李豆，等.信息技術與“電磁學、電工學”課程的整合[J].婁底師專學報，2004（2）：91.