信息技术与中学物理教学整合

摘 要：随着信息技术的快速发展，它带给社会以全新的挑战，尤其是培养国家人才基地的学校及教师。面对新一轮的挑战，教师不仅得按照信息社会之需培养学生的信息素养，而且更应该在此基础上对物理课程的教学方式及教学手段进行变革，让教师在教学过程中，能够便捷地使用信息化技术手段，来创设物理问题情境、模拟物理实验、将抽象的知识具体化，以此激发学生学习物理的兴趣以及调动他们学习物理的积极性。

关键词：信息技术 中学物理 学科整合

中图分类号：G632       文献标识码：A 文章编号：1674-2117（2014）22-00-03

多媒体辅助教学已经深入到了各科的教学之中，将信息技术与学科内容整合也是计算机辅助教学的一种新的形式，能达到教育信息化的目的，实现信息与课程的有机结合。因此教学在教学过程中，应该注重其他学科与信息技术课程的有机结合。积极利用现代信息技术来辅助各个学科的教学，应将信息技术手段充分应用起来。初中的物理学科是一门与信息技术联系比较紧密的学科，像物体受力的立体模拟、物理现象的模型构建等，利用信息技术可以为教师提供理想的教学环境，为推动素质教育注入新的教学形式。因此作为一位初中物理教师，有必要对信息技术与物理学科内容之间整合的有关方面和手段有一个全面的认识，将信息技术充分融入到物理学科的教学中去。信息技术是指信息的获取、整理、加工、存储、传递和利用过程中采用的技术方法，现代信息技术以计算机技术为基础，充分整合了数字信息技术、传播技术和通信技术，构成一种对信息进行编辑、处理、整合以及多种信息形式的综合性应用技术。现代信息技术的发展趋势趋向于智能化、多媒体化、网络化、多元化和虚拟化。计算机从刚开始以解决复杂计算为主，到现在交互式的信息交流方式、形象生动的多媒体图像、视频、动画、声音以及通过网络资源实现信息共享等多种形式，已经开始受到教育界的广泛关注。

1 传统教学模式的弊端日渐显露，面临着全新挑战

传统的物理教学手段下教师以教科书为主，而教科书是教学的主要依据，也是主要的教学手段。教学手段是教学过程中师生相互传递信息的工具、媒体或设备，或者说，教学手段是完成教学任务的工具。在物理教学中，能否充分发挥教材的作用，是保证教学质量的重要因素，在强调教师应当认真地钻研教科书的同时，有目的地指导学生学习教课书内容，培养学生的自学能力。然后再进行板书，板书又是传统教育的主要工具，教师在黑板上书写教学的主要内容，包括了课程提纲、物理概念、公式以及公式的推导内容和例题的讲解。需要图像时候则进行板画，板画的主要是教师在教学过程中对物理现象进行平面分析。例如，对物体的受力分析等，有助于帮助学生直观地理解教学内容，补充学生的想象内容，让学生一目了然，更好地掌握和理解物理知识。如果板画难以表达，则采用示教板，示教板是一种辅助教学工具，包括了静物示教板如物理模型和实验示教板，如天平、测力计等物理实验装置。另外还有磁性示教板，它是具有磁性吸力的教学用板，能吸附带铁磁材料的文字、图形、模型等，使用简便、灵活、清洁。或者选择挂图，这是教师为适应教学需要而制作的一种图表，它可以画出仪器、设备的外形和内部构造，帮助学生了解仪器在运转过程中的细微表现，表现出运动的全过程，挂图一般尺寸较大，方便全班学生观看。最后再选择物理模型，这是物理教学中常常会有体积较大的仪器，这些仪器不便移动，而通过模型可以让学生系统地认识到这种仪器的构造，便于学生掌握。另外像较小的仪器如游标卡尺等，不便于学生的观察，也可以将其放大做成模型。

但是随着科学技术的进步，现代信息技术为物理教学提供了智能、多样化的教学资源，非线性的教学信息组织等全方位的技术支持，因此，给传统的教育理念、教学思维、教学方法、教学环境、教学组织形式等带来了深刻的影响。与此同时，建立在计算机之上的计算机多媒体辅助教学，为改善教学过程、教学目标，提高教学质量和教学效率，优化教学提供了新的途径。另外，现代信息技术的迅猛发展，也对教师的能力提出了更高的要求，即教师能否将信息技术与学科内容充分地整合起来、能否应用信息技术将课程内容立体地体现出来。信息社会要求学生具备一定的信息素养，包括信息的分析、加工、创新、利用以及协作交流的能力。这对于传统教学模式而言是一种全新的挑战。

2 信息技术对物理教学的影响

2.1 先进的教学手段，化抽象为具体，提高学生学习的积极性

结合信息技术对图像、文字、声音、动画以及视频等多种信息形式的收集处理形式，通过各种形式媒体信息地有机结合，将教学内容形象生动地表达出来，提高物理教学的兴趣性，为学生们发现问题和解决问题创造良好的氛围。结合信息技术对动画视频的编辑能力，通过各种处理技术将抽象、动态、枯燥的知识具体化、静态化、形象化，能提高学生的学习自主性，引导学生们主动学习物理知识、探索物理問题。结合信息技术的互动式共同能力和广泛的信息资源共享能力，通过第一时间搜集和整理教育信息，促进教学进程和安排的调整，为物理教学过程中教学资源的及时更新提供技术支持。结合信息技术智能处理信息，通过信息技术将教育内容进行系统的优化和处理，帮助学生们实现从初级到高级、从表面到深刻的认知新知识，促进学生学习效率的提高。通过信息技术与网络计算机技术的有机结合，有效使用网上的多种媒体信息资源来实现教学资源的多样化，使得封闭的物理课堂向开放性转变，有效提高了物理课堂的实效性。

物理学是建立在实验之上的一门学科，它的教学过程也是以研究物理现象为主要内容的，学生们通过理解、认识和把握物理现象，来实现对这一门学科的学习。但是中学物理课程的实验条件往往存在有限性，学生在教材的书面知识上无法对实验动态过程有很好的把握，从而影响物理课程的学习。并且计算机技术不仅可以再次或者重复地展现各种物理现象的过程，而且还结合各种手段的运用简化各种复杂的问题，有效、有序地控制需要长期或瞬间完成的物理演化。学生在课堂上通过思考完成对物理现象的清晰感知，提高了对材料的敏感性，大大提高了学生们学习物理的积极性，提高了任课教师的教学效率，促进了学生的健康发展。比如，CAI课件的使用，选择和应用课件的质量对教学效果的好坏有直接的影响。近几年的教学中，我们试图用一些常用的软件操作系统，如Flash、3dmak、Photoshop和几何画板的想法，并提出了一些小班教学动画制作软件，在课堂教学应用中收到了较好的教学效果。

2.2 利用多媒体技术创设物理问题情境，激发学生学习物理的积极性

高中物理教师经常面临这样一个困惑：高三物理的复习课怎么上，效果比较好。运用信息技术和高三物理复习课相结合，可以为学生们的复习带来更丰富的复习资料。笔者曾经做过一个这样的尝试，把在网络上寻找到的一些有关高三物理复习的专题视频或知识点归纳在课堂上通过视频的方式展示给同学，在教材之外的知识反而能更加吸引学生们学习的兴趣。所谓“内驱力”是学生们了解事情的内在动力，主要表现有探索的欲望、成功的欲望和沟通的欲望等。因此，激发学生们的学习驱动力，可以有效帮助学生提高学习热情，从而提高教师的教学质量。教师可以结合多媒体技术在教学中要探索的问题创设相应的教学情境，使教学手段和教学内容更加多样化、具体化，从而让学生们在放松、欢快的气氛中学习，这样枯燥的知识也变得有趣，学习的积极性也就提高了。比如，在讲授“平抛运动”这一部分知识时，任课教师可以借助多媒体课件给学生们创设一个相关情境：一个猎人在水平的方向瞄准远处的鸟，同学们思考一下：枪声响的时候鸟也飞离，那么鸟能逃过这一劫难吗？这样一个问题的提出，立马就把学生们的积极性调动起来了，同学们众说纷纭，纷纷议论起来，课堂气氛一下来也活跃起来了。多数同学都认为猎人打不到这只鸟，鸟应该会在子弹的下方逃离了，还有的同学认为鸟会在子弹的上方飞过去。这时任课教师可以在多媒体上演示整个猎人打鸟的过程视频，结果子弹正打中鸟。这时学生们就更好奇了，对将要讲解的内容产生了很大的兴趣。这样，教师一边给学生解释子弹能打中鸟的原因，一边讲解教材内容，学生就可以全神贯注地上完整节课了。

2.3 积极调动学生主体进行自主探究性学习

教师应该严格按照教学大纲对教学目标和教学内容所做的规定，来合理安排高中复习课的教学内容。比如，我在复习“圆周运动与万有引力定律”这一部分内容的时候，就提前给学生留了通过上网来搜集相关资料计算地球质量的课题。

研究的课题选定后，教师引导学生们自由讨论或者分组讨论。学生们在讨论的过程中，教师也应该旁听，发现学生们的不同想法和创意，并给予他们及时的指导。比如，在计算地球质量的这个课题选定后，学生们通过讨论，有的小组认为只要掌握了月球到地球的距离以及月球的公转周期就可以计算出地球的质量;有的小组认为只要掌握了神舟五号飞船飞行的高度、周期以及地球的半径就能计算出地球的质量;还有的小组认为只要掌握了同步卫星轨道的半径就可以相应地计算出地球的质量。同学们集思广益，想出了很多可以计算地球质量的方法。在同学们充分运用所学过的知识和自己想象力的基础上，他们想出了很多甚至教师都不能想出的有关计算地球质量的方法。通过学生们自主搜集资料和分组讨论，每个认真参与的学生都对圆周运动的相关知识有了更深入的了解和认识，不同层次的学生也在自己基础上有了更好的提高。基础好的同学，可以多想出几种方法;而基础差的同学甚至能想出更多的方法，两部分同学互相学习，共同进步。当各个小组确定了自己的演技方案后，他们就会为了实现自己的计算方法而做进一步的努力。教师引导小组的学生进行分工，有同学负责搜集相关数据，有的同学负责处理数据，还有的同学负责按照计算方法计算最后的数据，得出地球的质量。在这个课题的进行中，不仅锻炼了学生们搜集信息的能力，而且也增强了学生们的合作意识。当每个小组按照自己确定的研究方案计算出地球质量的相关数据后，教师请每个小组出一个代表给其余的同学介绍自己组的方案和相关数据，并和其他组别展开讨论。这个交流成果的过程，可以充分锻炼学生们的语言表达能力和沟通能力。而且同学们通过倾听其他组别的研究方案，也有利于自身知识面的扩展和思维的开拓，促进学生对相关知识有更深入的了解和认识。

2.4 对物理实验模拟，能降低学生对所学知识的理解难度，把抽象知识变得具体化

基于物理这门学科的特征，在教学内容中经常有一些抽象的知识点，这些知识点只有通过分析、归纳、推理等方式才能得出相应的结论。学生们大多只能通过想象力来把一些抽象的知识点在脑海里变的具体化，这就提高了学生们学习的难度。比如，在讲授磁场的相关知识时就是这样的情况。磁体周围的磁场是抽象的，学生们看不见也摸不着，只能靠想象力来学习，这无形中就加大了学习的难度。而物理教师借助计算机就可以把磁体的磁场模拟出来，学生们通过屏幕的观察就可以把有关磁场的知识具体化了。需要注意的是，这种对物理现象的模拟不应该是随意的，而是越接近于物理现象的本来面目，越能清晰地说明问题。计算机作为辅助教学手段在物理课程上最大的使用就是对实验的模拟。通过计算机来模拟实验过程，可以更形象生动、准确地演示整个物理实验的过程，并且教师可以随时中断或者重复某一实验步骤。比如，在讲授编制的金属发光这一实验的时候，计算机模拟实验的同时可以在屏幕上配上相关的讲解文字，这样学生们就能更清晰地了解实验的每一个步骤，从而有效地提高了课堂的教学实效性。

信息技术可以有效地模拟出物理实验的过程，实现静态的物理现象过程动态的分析，帮助学生了解该现象在形成过程中的动态变化，帮助学生理解实验。例如，利用多媒体技术演示“凸透镜成像规律”这一物理实验，学生们就可以非常清楚地观察到，当物距持续变化时，像距及像的大小动态变化的整个过程。学生们通过对动态过程的直观观察，加深对这一部分内容的理解和记忆。又比如，在讲授“平抛运动演示”这一部分内容时，教师利用信息技术来演示竖直方向和平抛运动的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动，并在学生们难理解的地方随时暂停做进一步的讲解，这样学生就容易掌握。所谓的平抛运动就是水平运动和自由落体运动的整合。初中物理中涉及微观的知识有分子的运动、扩散现象、晶体与非晶体结构差异以及导体比绝缘体更容易导电、粒子散射等问题，都是比较抽象的微观领域。由于学校实验的有限性，这一类实验很难在学生们的实验课堂上通过实物展现出来，学生们大多只能通过书本上的文字和教师的讲解来了解、记忆。而信息技术和中学物理的有机结合，就可以帮助教师通过多媒体形式完成对微观领域实驗现象的演示，以便学生们的了解和学习。比如，在讲粒子的散射实验时，这个实验无法在实验室中进行，教师就可以运用多媒体的视频软件模拟这一实验，从而帮助学生们更直观、形象地了解原子核的微观结构。

2.5 信息技术的整合可以帮助学生快速地处理实验数据

在实际的初中物理教学中，会有很多复杂的物理量需要计算，例如，在计算能量守恒定律的试验中，除了能力的计算外，还有加速度、速度等中间量，这些量的计算都耗费了大量的教学时间，而信息技术可以在实验过程中，全程地显示出这些物理量，大大节省了课上时间。在测量电阻、电动势等试验中，教师也可以利用多种信息技术软件如Excel等，将实验数据直接输入进去，加工制成表格，可以大大减少不必要的实验误差。互联网上存储了大量的信息资源，是世界上最大的数据库。随着互联网的迅速普及以及校园网的大量建立，网络教育信息也越来越得到教师和学生们的重视和广泛运用。信息技术在校园教学中的广泛运用，为改革教学方式和教学模式以及学生们的学习方法提供了更多的可能，为提升学生们的信息素养以及探索、创新能力提供了重要的资源和工具。中学物理教学对学生能力的培养是一项漫长的过程，仅靠课堂教学是远远不够的，需要我们从多种教学渠道、教学形式来代替以往的封闭式教学，构建一个完整、开放的教学空间，通过各种教学方式和教学内容的创新，能让初中的物理教学更好地为学生的发展服务。参考论文

（北京中医学院附中，北京 100013）

参考文献：

[1]李谨.纵论信息技术与课程整合——何克抗教授访谈[J].中小学信息技术教育，2002（9）.

[2]安学民.信息技术与物理教学整合的研究[J].教学与管理，2002（4）.

[3]宋中强.信息技术与高中物理教学整合的实践与思考[J].物理教师，2004（12）.

参考资料http://zimeitichuangzuo.com/index.php?c=show&id=5283