信息技术与物理教学整合的途径与思考.doc

信息技术与物理教学整合的途径与思考摘要：信息技术与课程整合是新的教育形势下的必然要求，是实施素质教育和培养创新人才的必由之路。本文论述了整合的本质、意义，并结合物理教学实践就整合途径和应注意的问题提出了具体的策略、实施办法和相关思考。关键词：信息技术 物理教学 整合 教学结构信息技术与课程整合是当今教育改革的热点之一，在各级各类学校正如火如荼地开展着。因此我们必须对信息技术与课程整合的理念、意义有一个清晰、正确的认识，在与物理教学整合中找准结合点和侧重点，采用切实可行的策略。只有这样才能把握整合的途径，真正到达和实现整合的目标。一：信息技术与课程整合的内涵和本质信息技术与课程的整合（Information Technology Curriculum Integration）是指在“以人为本”的教育思想下，以建构主义理论作为指导，在教学过程中采用全新的教学结构和教学方法，通过精心的教学设计将现有课程的教学活动与信息技术有机结合，融为一体。从而更好地完成课程目标，有效地培养学生的科学素养、创新精神和实践能力。并在此基础上促进每个学生的身心发展，培养终身学习的愿望和能力，实现教学过程最优化的一项行动策略。根据联合国教课文组织（UNSCO）对信息技术的定义：“应用在信息加工和处理中的科学、技术与工程的训练方法和管理技巧；上述方法和技巧的应用，计算机及其与人、机的相互作用，与之相应的社会、经济和文化等诸种事物。”我们可以看出信息技术一般是指“一系列与计算机相关的技术”，在教学中主要体现为以计算机为主的多媒体技术与internet网络，其特征是能够对数量巨大的,格式变化的、分布在不同地点的各种信息进行记忆、展示、发送和使用。而信息技术与课程整合的宗旨就是要把以计算机及网络为核心的信息技术作为促进学生自主建构学习的认知工具、情感激励工具与丰富教学环境的创设工具，并将这些工具全面融合在各学科教学过程中，使各种教学资源、各个教学要素和教学环境，经过组合、重构，达到相互融合成为有机整体。从而使以教师为中心的传统教学结构转变为以学生为中心的新型教学结构。二、信息技术与物理教学整合的重要意义物理学以其严密的体系结构和高度的逻辑思维特性，在诸多学科中，历来被认为是最难学、最难教的一门。究其原因，除了与物理学本身的上述特点有关之外，同时也与现行的传统教学结构密不可分。在这种结构下，教师是作为主动的施教者，学生是外界刺激的被动的接受者，知识的灌输对象。教材是教师向学生灌输的内容，教学媒体则是教师向学生灌输的方法和手段。因此很难从真正意义上激发和调动学生学习的积极性和主动性，无法有效地帮助学生突破物理概念和规律学习上的难点，更难于激发学生自主探究的热情。而建构主义理论的核心就是：以学生为中心，强调学生对知识的主动探索，主动发现和对所学知识在意义上的主动建构。建构主义学习环境包含四大属性：“情景”、“协商”、“会话”和“意义建构”。信息技术与物理教学整合，不是简单地把信息技术仅仅作为辅助教师教学的演示工具，而是要实现信息技术与物理教学的融合，利用多媒体技术与internet网络的特性与功能充分体现上述四大属性，创造新型的既发挥教师主导作用又充分体现学生主体作用的“主导-主体”教学结构。激发学生学习物理的兴趣，提高认知能力，克服物理学习中的障碍，培养探索科学的实践精神和创新精神，为使学生具有良好的科学素养和信息素养打下坚实的基础，促进学生的全面发展。三：信息技术与物理教学整合的实施条件1、教师观念的转变和学校的硬件环境是“整合”的前提教师作为教学活动的设计者，首先必须改革传统教学观念和教学结构中的落后理念，彻底摈弃传统教学结构中不利于学生发展的落后因素和成分。真正树立起以建构主义理论作为指导，使多种媒体相结合，优势互补，充分利用计算机和internet网络创建以学生为中心，以服务、帮助学生学习作为宗旨，以调动学生主动探索、求知的积极性和兴趣作为前提，为学生形成知识意义上的自我建构而服务。只有在这样的认识前提下，教师在实际教学中才能实现真正意义上的整合，否则，完全可能仅仅只把信息技术手段作为向学生强行灌输的一种新的工具而已。其次学校的硬件设施是实施整合的基础，熟话说巧妇难为无米之炊，没有良好的硬件条件和网络环境，教师纵有心也会力不足，只能使整合成为纸上谈兵。学校应在加强校园网建设的同时也应重视教师电子阅览室的建设，推行电子备课，使教师能充分利用信息技术的优势为自己的教学服务。2、教师良好的信息素养和驾驭信息技术的能力是“整合”的保证教师本人必须具备良好的信息素养和一定程度的应用信息技术的水平，能熟练掌握教学软件的使用，具备一定的制作教学软件的能力，而且还应在教学实践中不断提高自身获取、分析、处理、应用信息进而创造信息的能力。从以上两方面的要求，我们不难看出信息技术与课程的整合除了需要各教育行政单位和学校领导充分重视硬件建设外，还要把加强各学科教师的现代教育理论知识的培训和信息技术能力的培训真正落在实处，作为一个经常性和的长期性工作来抓。只有在现代教育教学理论的指导下，在学校良好的信息技术环境下，教师结合自身丰富的教学经验，加上良好的信息技术驾驭能力，才能真正实现整合的目的和任务。四：信息技术与物理教学整合的实施途径（一）信息资源、多媒体教学软件是信息技术与物理教学整合的重要载体现阶段实现信息技术与课程整合的重要途径就是利用internet网上的信息资源与设计制作相关多媒体教学软件。它们是集信息技术与课堂教学艺术于一体的高度结合体，也是整合的载体，可以为新型的教学结构提供最理想的教学环境。多媒体教学软件的制作和设计要抓住信息技术的优势：如利用多媒体计算机的交互性、智能性、形象性、生动性来提供文本、图像、声音、视频等多种呈现方式的学习材料，满足学习者视觉、听觉等多种感官的需要，激发学生的学习兴趣以及认知主体作用的发挥。从而有利于知识的获取和保持。对于物理学这种学科内容有严谨结构的教学而言，多媒体素材设计的着眼点应放在变抽象为具体、变微观为可见、变静态为动态这一角度，为学生创设有丰富资源的学习环境，提供不同场景的应用实例和有关的信息资源，使学生能根据自己的兴趣去主动发现、主动探索。1、创设学习情景，变枯燥学习为生动有趣。如在声音这一节的教学中，我们就可以通过计算机，利用有关音频软件比如cool edit 2000、cool edit pro或WaveCN1.70的，将声音的波形动态直观的显示出来，再投影到液晶显示屏幕上，使学生能直接观察到声音的音色、音调、音量与波形的特点、振幅、频率的关系，以及乐音和噪声在产生机理上的区别。同时还可以让学生直接通过话筒输入，从屏幕上观察自身说话、唱歌的波形随声音大小、快慢的变化。从而极大地激发学生参与的热情和探索的兴趣，让学习变得生动有趣。2、变抽象为形象，化微小为明显，使学生建立正确的物理模型。如：在动量、冲量的学习中，要解决有关的碰撞问题，在实验演示之后，可进一步展示我们利用FLASH动画设计模拟物体碰撞的动态过程，观察由于作用时间的长短不同、方向不同而产生的不同的物理变化，创设学习物理学的特定情景，使学生观察到演示实验中不易看到的细节和无法演示的现象，使学生获得对物理过程的清晰认识，提高分析和处理实际问题的能力。不仅如此，在简谐运动、楞次定律等许多方面的学习中都可以利用FLASH设计动态的课件来分析、阐述抽象的问题和补充演示实验难以完成的任务，从而有效地帮助学生建构正确的物理模型，提高解决实际问题的能力。3、提供感性认识，解释物理学原理。感性认识是学生学习物理学的基础，也是突破知识难点的前提。如在圆周运动的学习中，学生对向心力这一概念总会产生误解，认为物体做圆周运动是因为多出了一个向心力的缘故。尽管教师再三强调向心力只不过是重力、弹力、摩擦力等力的合力或其中某个力或某个力的分力提供的，并非一种新的特殊力，但教学上却收效甚微，学生常在实际问题分析中仍依然故我，多次出错，很让教师头疼。其实在这里，我们只需要放一段：摩托车赛手在弯道上行进的视频，或者展示翻滚过山车的惊险场面，然后请学生仔细观察后分析其受力特点，许多道理不需花很多口舌便可自然明白。当然这样的例子非常多，如失重、超重的现象、火箭发射升空的场面、卫星环绕地球飞行的资料等，我们都可以在internet网找到相关素材，随课堂教学提供给学生，既可以很好的说明原理，又能通过情感驱动有效地培养学生的注意力、观察力和记忆力。4、呈现事实，激发学生的自主探究。教师可以选择一些教学内容，比如牛顿第三定律、能量转化与守恒定律等，根据教学目标在对教材认真研究和分析后，利用Powerpoint、几何画板、Authorware、Vb进行相关教学设计，通过信息技术的超连接、非线性结构和交互的特点，给学生提供不同场景的应用实例、相关的信息资源和动态的反馈信息，使学生能够在丰富的教学资源的环境中，带着学习要求有选择地根据自己的个性和兴趣去自主发现、自主探索。这不仅可以满足不同层次学生的学习需求，也可以极大地调动学生的学习积极。挖掘、开发其学习潜力，培养其创新思维。上述应用在物理教学中范围非常广泛。一方面，它需要任课教师找准结合点，努力搜集、整理和充分利用internet网上的已有资源。只要是网站上有的，不管是国内的还是国外，都可以采用“拿来主义”的方式为我所用；另一方面也要求任课教师积极思考，根据学生实际、教学内容自主设计开发适合不同层次学生学习的软件。当然更需要教学第一线的物理教师与信息技术的专业人员相互配合，共同做好此项工作。当前，我们特别需要一支专门开发教学软件的队伍，有针对性和目的性地开发一系列有利于物理学学习的相关软件，为任课教师提供丰富的教学素材和积件。（二）、任务驱动法使信息技术与物理教学的整合成为课内与课外的统一信息技术与物理教学的整合，不仅是教学设计、课件与课堂教学的整合，而且也是信息技术与教学过程中人的整合及教学资源和教学要素的有机集合。信息技术能提供极为丰富的信息资源，可让学生自由遨游在知识的海洋中，使他们的想象力插上翅膀，在足够的信息支持下，他们的探索、设想以及在此基础上产生的想象能力和创造力就可得到发展。而且比较阅读和听讲两种方式获得知识的效果，阅读可以获得更多的信息。信息论业已证明图象文字传递的信息流比声音传递的信息流大约大105倍。从记忆的角度看，人们听到的声音远不如看到的文字记得牢。因此在教学中我们还应安排一系列实践性的活动，通过布置一些切实可行的有意义的任务，让学生课余通过网络和其他信息手段获取信息，学会使用信息工具和信息手段来分析、处理信息，并在活动中学会与人交流，相互协作。以此培养学生的科学素养、创新能力和协作能力，拓宽学生的知识面，加深对物理学的了解和培养学习物理的兴趣。1、网上自主学习，拓展学习空间。物理学习中，不同层次学生的学习能力和需求存在很大的差别，对学有余力的学生而言，课堂教学远远不能满足他们的需求，这就需要教师根据自己对信息的获取和教学要求给他们提供一些能进一步拓展学习空间的物理专题学习网站，如洪恩物理乐园、飞翔物理网、物理世界等，让他们在课余能结合自身的需要，开拓视野，丰富知识或进行更深层次的学习，促进个人发展。2、专题学习，培养其团结协作的精神和良好的信息素养。物理学史给我们呈现的物理学发展的历史画卷，它将物理学发展所经历的曲折历程，科学家们献身科学，追求真理的崇高品质，求真、求实、一丝不苟的科学态度以及团结协作、共同进取的精神和不屈不挠的顽强意志都淋漓尽致地展现在了我们面前。这是对学生进行思想品德教育、科学素养教育的良好素材。再如教学中许多相关物理知识在生活、技术及科学领域中的应用以及现代物理学的研究成果、发展前沿，物理学与其他科学的广泛融合等诸多方面，都是非常重要的学习资料。但在课堂教学中因为时间的限制，不可能详细阐述和讨论，只能一带而过。这种缺少过程的学习自然无法在学生头脑中留下深刻印象。而通过internet网，我们利用任务驱动的做法，给学生布置一些小任务，比如收集、整理某位物理学家的生平、科学贡献或者某项新技术与物理学的关系（如激光技术与人类生活、超导体和新材料）等。给学生提供一些相关网站和搜集信息的技巧，让他们自己去查阅，整理，加深自己的认识，在此基础上思考、讨论对信息进行再加工和再处理，然后以科学小报、专题讲座或校园网上发布等汇报形式给学生以展示的机会，使他们不仅从中丰富了知识，提高了认知能力还能体会到成就感，增添对科学的热情。3、找准知识切入点，进行课题研究。课题研究是进行研究性学习方式的有效策略，选择与教学和生活紧密相关的课题，如：噪声控制的方法、地球自转的测定、压力锅水温的估测、当地桥梁设计的力学原理等，通过研究小组，将任务下达，让他们自己以类似科学研究的方式去获取知识和应用知识，利用internet网丰富的资源支持，在获得大量资料的基础上思考、讨论得到答案或解决问题的方案并付诸实施，最后形成研究性报告或总结性报告。实现以学生为主体，全面培养综合运用所学知识的能力、收集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达以及团结协作的能力。并起到激发学生的创新意识，训练学生参与实践的目的。4、利用网上通讯工具，使教学形式丰富多彩。利用Internet Phone、E-mail、BBS、Chat Room等网络工具方式进行网上作业、在线专题讨论、学习交流，问题答疑等学习形式，增加师生间的交流、沟通，使课堂更为开放。从而为信息反馈，帮助学生克服学习上的障碍，树立学好物理的信心起到重要的作用。四：信息技术与物理教学整合应注意的问题（一）、防止滥用信息技术、忽视教师的指导作用信息技术的运用、多媒体教学软件的使用，决不能替代教师的作用。必须清醒地认识到教师始终是教学过程的设计者、调控者，学生学习的帮助者、指导者，是学生心灵的塑造者。因此在教学中绝不能因为信息技术的应用而削弱教师的指导作用，甚至离开教师的指导作用；忽视师生情感因素对学习过程中学生学习心理的重要影响，放任信息技术的滥用。而且并不是每一节物理课、每部分内容都适合用计算机、internet网络，只有在信息技术的手段非用不可，而且效果更优化的前提下才应使用。（二）、应以建构主义理论作为指导，教学设计充分体现学生主动性原则信息技术与物理教学的整合就是要在建构主义理论指导下，以学生为中心，一切活动以能充分调动学生的主动性和探索性为出发点，以培养学生的创新精神和实践能力为目的而创设一种新型的教学结构。因此切不能流于形式：为使用技术而使用技术，机械地把电视节目、录像视频搬上课堂；为了运用信息技术手段，将简单问题变得复杂化；为了表面上的活跃气氛而将其充斥其中；或者仍然沿用传统的教学模式，以教师为中心，只不过将信息技术手段作为对学生进行强行灌输的工具，忽视学生的主动参与和自我建构。（三）、注意课堂容量的安排和节奏的调控信息技术与物理教学的整合能极大地提高课堂教学容量这已是勿用争议的事实，但是怎样的课堂容量和节奏最适合学生对知识的建构和领会，而不致增添学生的认知负担，使其忙于应付，囫囵吞枣而需在课后花大量时间来消化，挫伤学习积极性。这在目前阶段看来是一个需要教师认真考虑的重要问题，它直接关系到整合教学的质量。因此特别需要师根据学生的年龄特点、层次以及教学的内容充分估计后做出合理安排并在教学过程中根据学生的反馈信息及时调整。（四）、注意培养信息免疫能力和正确的网络道德观学生在利用信息手段获取信息时，完全可能受到网上一些不健康、伪科学等信息的污染。这就特别需要教师引导学生区分真伪、辨别善恶，判断筛选什么是需要的，什么是该抛弃和抵制，培养学生的信息免疫能力；同时还需要加强学生的网络道德教育，不要充当黑客和病毒的传播者，或在网上散布不良信息。综上所述，只是笔者对信息技术与物理教学整合的点滴实践和初浅思考，它需要广大的物理教育工作者和有志之士在实践中不断探索、总结、交流，找到一条行之有效又能普遍推行的路径，实现信息技术与物理教学相整合的最终目的和任务。为新形势下的教育改革做出贡献。