高中物理教學(xué)研究論文：新課程理念下信息技術(shù)與高中物理教學(xué)整合探討 人教版

1、新課程理念下信息技術(shù)與高中物理教學(xué)整合探討隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展和迅速普及，信息技術(shù)已經(jīng)越來越受到人們的關(guān)注。人類社會也正由工業(yè)社會逐步進入以信息、知識爆炸為特征的知識經(jīng)濟社會。在未來世界國際競爭中取勝的關(guān)鍵是人才，而人才的培養(yǎng)又取決于教育。 在這樣一個形勢下，全國中小學(xué)信息技術(shù)教育工作會議指出：“信息技術(shù)極大地拓展了教育的時空界限，空前地提高了人們學(xué)習(xí)的興趣、效率和能動性?！睆娬{(diào)“要努力推進信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的整合，鼓勵在學(xué)科的教學(xué)中廣泛應(yīng)用信息技術(shù)手段，并把信息技術(shù)教育融合在學(xué)科的學(xué)習(xí)中”?；A(chǔ)教育課程改革綱要(試行)也指出：“大力推進信息技術(shù)在教學(xué)過程中的普遍應(yīng)用，促進信息技術(shù)與學(xué)科課

2、程的整合，逐步實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式以及師生互動方式的變革，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具”。信息化社會呼喚教育信息化。    筆者著重初步探討一下在新課程理念下信息技術(shù)與高中物理教學(xué)的整合。 一、基于新課程理念下整合的必要性、意義     新課程理念下的教學(xué)要有利于學(xué)生對核心知識的掌握，更有利于能力的提高。新課程實施過程中教師角色應(yīng)該重新定位，在教學(xué)活動中教師應(yīng)主動地把學(xué)生放在主體的位置，把自己放在主導(dǎo)的位置。新課程實施過程的難點很多:（1）課堂時間有

3、限，讓學(xué)生去進行探究、討論與交流很難控制，不但要控制討論題目的數(shù)量和難度，還要實時控制討論的深度和廣度，更要控制好討論的時間。一但控制不到位或疏于控制，教學(xué)內(nèi)容將難以完成，還要在課后再花時間去補。由于把課堂的時間大部分給了學(xué)生，教師如何利用好有限的時間就成為難題，哪些話該說哪些不該說，事前都必須想清楚，有時可謂做到了惜字如金，且語言的速度也要進行控制。（2）新課程對教師選取教學(xué)資源、處理教材提出了更高的要求。（3）為了達到課程目標(biāo)，每一章都安排了幾個探究性實驗，這對學(xué)校的實驗室也提出了很高的要求。（4）教學(xué)實施要符學(xué)生的認(rèn)知水平，在教學(xué)設(shè)計之前就應(yīng)該去評估學(xué)生的現(xiàn)有認(rèn)知水平。但現(xiàn)在的學(xué)生獲取知

4、識渠道眾多，現(xiàn)有的認(rèn)知水平難以估計，且認(rèn)知水平差距較大。如在圖象的教學(xué)中，我們提問“在現(xiàn)實生活中，你們看到了哪些圖象？”，學(xué)生回答了，心電圖、腦電圖、股票圖、資源分布圖等等，這就出乎了我們的預(yù)料。 通過運用現(xiàn)代信息技術(shù)手段和豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，面向新課程標(biāo)準(zhǔn)可以很好地改善我們以往的教學(xué)模式與方法，從而實現(xiàn)真正意義上的“尊重人的獨立性、主動性、首創(chuàng)性、反思性、合作性以及相信人固有的強大學(xué)習(xí)潛能的全新的教育觀念、教育思想與教育模式：并利用高科技手段提供的切實可行的方案、技術(shù)、方法和認(rèn)知工具，從而實現(xiàn)基于高新技術(shù)的嶄新的學(xué)習(xí)方式”，完成教育教學(xué)全面質(zhì)的跨越式發(fā)展。 因此信息技術(shù)與高中物理課程的整合，不是

5、簡單地把信息技術(shù)作為輔助教學(xué)的演示工具，而是在課程實施理念中結(jié)合使用信息技術(shù)去更好地完成課程目標(biāo)的過程；是把信息技術(shù)、信息方法、人力資源和課程內(nèi)容有機結(jié)合，共同地更好地去完成教學(xué)任務(wù)以及以實現(xiàn)能充分體現(xiàn)學(xué)生主體地位的以“自主、探究、合作”為特征的一種新型教學(xué)方式。并且其實施過程中對學(xué)生地位的提升將會充分呼應(yīng)課程改革中關(guān)于學(xué)生地位提升的理念，將能夠充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動性、積極性和創(chuàng)造性，使學(xué)生成為信息的主動構(gòu)建者，而不是傳統(tǒng)的外部刺激的被動接受者和知識灌輸對象。 二、整合實施的途徑 1運用積件思想，尋求高層次整合方法 近年來，計算機輔助教學(xué)工作在全國教育戰(zhàn)線上逐漸深入

6、，但大多以“觀摩課”的形式開展，只是教育教學(xué)中的一個點綴而已，信息技術(shù)并沒有真正與學(xué)科教學(xué)“融合”在一起。究其主要原因是在進行計算機輔助教學(xué)的過程中，沒有合適的應(yīng)用軟件和操作平臺，需要教師自己研制開發(fā)課件，而開發(fā)課件需要花費大量的時間和精力，有時候為了上好一節(jié)公開課，甚至要做數(shù)十小時的準(zhǔn)備。鑒于此很多教師都反映計算機輔助教學(xué)是一項投入多（時間，人力，經(jīng)費）、產(chǎn)出少的工作，基本上適應(yīng)不了日常教學(xué)。在這種情況下，信息技術(shù)與學(xué)科課程整合在計算機輔助教學(xué)（簡稱CAI）的條件上日趨成熟發(fā)展起來。信息技術(shù)作為一項教學(xué)工具（Learn from IT），能夠把各種技術(shù)手段完美地融合到課程之中?就像教師在上課

7、時使用黑板和粉筆一樣，屆時計算機演變成為真正的教學(xué)工具, 教師最主要的任務(wù)不再是開發(fā)軟件，而是如何應(yīng)用現(xiàn)有的軟件把計算機的優(yōu)勢發(fā)揮出來，進行學(xué)科教學(xué)。 在計算機輔助物理教學(xué)這個領(lǐng)域里面，市場上已有相當(dāng)數(shù)量的物理教學(xué)軟件可供購買，但能夠真正適用于教學(xué)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(fù)”的現(xiàn)象。在此階段上，尋求計算機輔助教學(xué)軟件開發(fā)和應(yīng)用的新路子積件思路應(yīng)運而生。其指導(dǎo)思想是：“課件”向“積件”發(fā)展，工具型、資料型、開放型的教學(xué)平臺已成為計算機輔助教學(xué)軟件的發(fā)展方向，它包括帶有學(xué)科特色的平臺和多媒體資料庫。教師稍加培訓(xùn)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

8、己的教學(xué)過程、為課堂教學(xué)所用,在真正意義上，實現(xiàn)計算機輔助教學(xué)。 積件從何而來呢？我個人的經(jīng)驗是通過Internet把別人好的課件（如利用flash.Powerpoint 目前比較流行實用的兩類軟件制作），下載分類保存，建立自己的積件庫，對于Powerpoint的應(yīng)用基本上是大家都會點，可以進行修改，還可以自己制作把別人好的圖片、flash課件插入使用，或還可以把其它網(wǎng)站已有的課件的超級鏈接功能揉合到自己的CAI課件里，以“搭積木”的形式，把在教學(xué)實踐過程中制作的每一個課件鏈接起來，通過長時間教學(xué)的積累，逐步建立一個完整的教學(xué)課件體系。反之，其它教師也可通過網(wǎng)絡(luò)共享自己的CAI課件，克服了傳統(tǒng)

9、的“軟件包”形式的課件不能共享的缺點，提高了課件資源的利用率，充實了網(wǎng)上物理學(xué)科資料庫，形成網(wǎng)上物理學(xué)科聯(lián)盟，實行資源共享。此外，教師和學(xué)生可以在任何時間、任何有網(wǎng)絡(luò)終端的地點，通過Internet 網(wǎng)絡(luò)來訪問這些網(wǎng)站，進行物理教學(xué)的探討和鞏固性學(xué)習(xí)。  因此，運用“積件”思想，走素材資源庫和制作平臺相結(jié)合的新思路，是軟件開發(fā)和應(yīng)用走出目前困境的有效途徑。學(xué)科教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)實際，運用“積件”思想，充分利用現(xiàn)有條件下的網(wǎng)絡(luò)信息資源素材庫和教學(xué)軟件，以及相關(guān)的CD、VCD資源，從中選取適合教學(xué)需要的內(nèi)容來制作自己的課件，從而適應(yīng)不同教學(xué)情境的需要，徹底改變教學(xué)軟件在設(shè)計、開發(fā)和使用上的相

10、互割裂的局面，使CAI在課堂上的運用走出低谷，朝著信息技術(shù)與物理學(xué)科整合這一更為廣闊的方向發(fā)展。 2. 構(gòu)建模擬實驗教學(xué)模式，發(fā)揮演示實驗、虛擬實驗室功能 物理是一門實驗科學(xué)，具有很強的實踐性，實驗教學(xué)和演示實驗是高中物理教學(xué)的重要組成部分。 在教學(xué)中，往往有許多圖景難以被學(xué)生想象，實驗又無法進行，而這對于學(xué)生的理解，掌握概念和規(guī)律有重要作用。而有些實驗雖然可以演示，但其反應(yīng)過程無法看到，可信度小，學(xué)生難以理解。利用多媒體計算機制作逼真的模擬課件，可以幫助學(xué)生擺脫這些認(rèn)識障礙。例如：電源內(nèi)部電子和離子的移動，電動勢的方向，電容器充放電，電場中導(dǎo)體的靜電感應(yīng)等。又如：利用卡文迪許扭稱測定引力常量

11、，由于受條件限制，中學(xué)根本無法進行。但可利用計算機將實驗裝置畫出，利用動畫效果，將整個實驗過程通過模擬方法予以完成。這樣既完成了實驗又加強了同學(xué)們對實驗裝置的理解。     在實驗教學(xué)中，有許多演示實驗的可見度小，由于受條件的限制，又難以使每個學(xué)生親自動手操作，實驗只能由老師演示操作，可見度小，難以達到預(yù)期的目的。若利用視頻投影儀將演示操作過程預(yù)以放大，通過多媒體計算機，將操作過程轉(zhuǎn)播到每位學(xué)生前的計算機屏幕上，這樣不僅演示真實，而且，學(xué)生興趣高，觀察認(rèn)真，調(diào)動了學(xué)習(xí)積極性，收到了事半功倍的效果。例如：秒表、電表、千分尺、萬用電表、游標(biāo)卡尺、磁感線教學(xué)；可以將演示

12、過程進行放大，將關(guān)鍵部位利用特定鏡頭予以展現(xiàn)在同學(xué)面前。 由此可見，通過信息技術(shù)與高中實驗的整合，可以突破常規(guī)實驗條件的局限，所以我們應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮信息技術(shù)的特長，對那些難以觀察到的、復(fù)雜的、困難的實驗進行模擬，使之成為常規(guī)實驗的補充，并與常規(guī)實驗有機地結(jié)合起來，使實驗教學(xué)上升到一個更高的層次，從而有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律、形成概念、獲得新知，提高學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì)和實驗技能。 三、整合帶來的益處 1.擴大信息來源，提高教師教學(xué)水平 了解學(xué)科發(fā)展形勢，及時把握教學(xué)動態(tài)。物理學(xué)科發(fā)展較快，通過Internet網(wǎng)絡(luò)中的權(quán)威網(wǎng)站查看有關(guān)學(xué)科發(fā)展動態(tài)，可以做到緊跟形勢，在學(xué)科教學(xué)時作出及時的調(diào)整。對于物理學(xué)科

13、，必要的習(xí)題也是必要的，但訂購的習(xí)題集往往又存在著題型偏舊、信息過時的缺點。為了克服這一缺點，可以充分利用Internet網(wǎng)絡(luò)這一信息資源，從權(quán)威網(wǎng)站或重點中學(xué)網(wǎng)站上的試題庫中下載最新試卷，用來給學(xué)生作測試題和平時練習(xí)。這些題目往往題型新穎、信息準(zhǔn)確，對于啟發(fā)學(xué)生的思維，開闊學(xué)生的視野有著很大的幫助。 2.加強學(xué)生對物理情景的認(rèn)識 物理現(xiàn)象中有很多是很難或甚至不能用肉眼看清的，有些即使借助最現(xiàn)代的儀器也很難看到。利用計算機的模擬，我們可以把一個原本無法看到或看清的現(xiàn)象纖毫畢現(xiàn)地呈現(xiàn)到學(xué)生的面前。如機械波的教學(xué)就可以通過CAI技術(shù)把介質(zhì)振動和波的傳播情況理想化地呈現(xiàn)給學(xué)生。情景的延遲與加快：一個

14、物理過程的進行時間有長有短，如宇宙的演化、天然放射性元素的衰變，動輒數(shù)十億年，遠遠超出了一個人的壽命所及。如閃電，還有光和物質(zhì)間的作用，一閃即逝，在你尚未來得及感覺的時候它已消逝無蹤。這時，計算機在教學(xué)上的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了：可以把一個自然界中無法更動的過程隨意地加快或減慢，幫助對物理現(xiàn)象和物理規(guī)律的理解力還十分有限的中學(xué)生更好地形成感性認(rèn)識。 3.增進學(xué)習(xí)交流，提高教學(xué)水平 網(wǎng)絡(luò)的交互性給教師互相學(xué)習(xí)交流提供了機會。教師可以一方面用E-mail與有關(guān)專家進行交流，學(xué)習(xí)前沿的理論知識；另一方面還可以參與網(wǎng)上的教師繼續(xù)教育和一系列教育網(wǎng)站的教育論壇。如在中國名師教育網(wǎng)上可以與重點學(xué)校的名師專家探討

15、學(xué)科教育應(yīng)培養(yǎng)怎樣的人才，在中國園丁網(wǎng)的教育論壇可以與各地的同行探討教學(xué)中遇到的問題以及對學(xué)科教學(xué)改革的看法，通過網(wǎng)上學(xué)習(xí)交流，達到提高自己教學(xué)水平的目的。 四、整合存在的問題 信息技術(shù)與課程整合作為一個全新的事物，其在實施中必然存在一定的問題。因此在實踐過程中應(yīng)注意把握以下問題，以免走入誤區(qū)，從而發(fā)揮整合的最大效果。 1.技術(shù)與思想的關(guān)系。信息技術(shù)與學(xué)科的整合應(yīng)要求先有先進教育思想、理論的指導(dǎo)。信息技術(shù)再先進，都必須以先進的教育思想為指導(dǎo)，不能是盲目的形式上的技術(shù)操作演示，信息技術(shù)只是為教學(xué)提供資源，為學(xué)生學(xué)習(xí)的認(rèn)知工具和協(xié)作能力，培養(yǎng)學(xué)生的信息獲取和分析能力、信息加工能力和探索與創(chuàng)新能力。

16、因此，教師要改變舊的教育思想理念，重新建立教學(xué)結(jié)構(gòu)，從而形成新型教學(xué)結(jié)構(gòu)的教學(xué)模式。 2.主導(dǎo)與主體的關(guān)系。計算機信息技術(shù)的運用的確能夠充分體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用，提高教學(xué)質(zhì)量，教學(xué)更具形象性和直觀性，但許多教師就會因此忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用，即學(xué)生學(xué)的問題。所以采用計算機信息技術(shù)教學(xué)過程的重點應(yīng)放在幫助學(xué)生理解上，提倡學(xué)生的主動學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，從而培養(yǎng)能力。而不是變“人傳”為“機傳”， “以教師的活動代替學(xué)生的思考”；忽視學(xué)生的參與。否則就有違整合的意義，得不償失了。 3.形式與目標(biāo)的關(guān)系。任何教學(xué)手段、形式都是為教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)任務(wù)服務(wù)的。如果在教學(xué)中過分強調(diào)信息技術(shù)

17、帶來的客觀因素，而忽視了教學(xué)的具體內(nèi)容、具體目標(biāo)，就會是畫蛇添足而已。如果在一節(jié)課中選用了投影、錄像、錄音、掛圖、電腦等多種教學(xué)媒體，在教學(xué)過程中又過多的頻繁更換，一會兒投影，一會兒放錄像，一會兒又掛一幅圖片這樣，學(xué)生的注意力反而被媒體本身所吸引，分散了對學(xué)習(xí)內(nèi)容、知識點的注意力?？陀^上形成了媒體干擾，破壞了抽象思維和知識結(jié)構(gòu)的形成，達不到提高教學(xué)效率和質(zhì)量的效果。因此在教學(xué)過程中，不能只注重多媒體運用形式的新穎、畫面的直觀、教學(xué)的熱鬧等，這樣的結(jié)果只會是華而不實，分散學(xué)生的注意力。而應(yīng)該根據(jù)教學(xué)的具體內(nèi)容選擇恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段和表現(xiàn)形式，充分發(fā)揮多媒體的真正意義，以配合老師更好地完成教學(xué)任務(wù)和教

18、學(xué)目的。 4.模擬與實驗的關(guān)系。高中物理是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，在日常教學(xué)中，實驗往往有著舉足輕重的教育意義。這時候，教師切不可以信息技術(shù)手段的逼真模擬來替代學(xué)生所有的實驗過程，否則就失去了實驗的真正意義。當(dāng)然模擬也是可以替代一些實驗的，那些現(xiàn)實條件下無法完成的演示實驗對象如一些微觀分子的運動的實驗等，這些實驗的模擬和展示就能夠很好地幫助學(xué)生理解和解決課程知識了。 總之，隨著教學(xué)改革的發(fā)展，教學(xué)技術(shù)也應(yīng)及時作出相應(yīng)的改善，用先進的教學(xué)技術(shù)造就優(yōu)秀的新世紀(jì)人才，是刻不容緩的事。信息技術(shù)教育與物理學(xué)科課程的整合，這對我們每一位教師來說是一種機遇，更是一種挑戰(zhàn)。計算機輔助教學(xué)(CAl)具有生動、形象、個別化、自定步調(diào)、交互等優(yōu)越性。在模擬和探究方面可以實現(xiàn)對系統(tǒng)(事物)進行模擬，直接培養(yǎng)