信息技术与物理课程整合的有效性.doc

信息技术与物理课程整合的有效性

信息技术与物理课程整合的有效性

推进现代信息技术与学科课程的整合，是我国面向21世纪基础教育教学改革的新视点。对信息技术与物理课程的整合的研究，是现代物理教师进行教学改革的一个艰巨任务。信息技术与物理课程的整合深刻地改变着传统的教育模式，它包括物理课程资源、课程内容及教学方法的整合，成功与否取决于教师、学生、教学内容、教学媒体等要素的整体协调、有机融合，使各要素发挥出最大的效益，以实现课堂教学过程的最优化。对此，物理教师应注意以下几点。
一、充分发挥信息技术与物理课程整合的优势
1、表现手法的多样性
计算机多媒体技术是现代教育技术的一种，把它用与中学物理教学，有着传统教学不可比拟的优势。是多媒体技术的发展，为现代教育提供了足够的技术支撑，使传统的用“一张嘴巴”干巴巴的说教变成多感官的刺激，使抽象的变得具体、形象；使看不见的变成看得见。应用多媒体技术进行教学表现手法多种多样，既有声音又有图像，既有平面又有立体等；它既能展示事物的表面，也能剖析事物的内部结构；它能将教学内容和教学方法多样性地显示出来，可以化静为动、化动为静、化大为小、化小为大等。例如电脑模拟机械波的运动, 能同步展示波的运动与波的图像的关系，这是传统教学中光靠教师一人是做不到的；它还能克服宏观、微观、时间、空间的限制，将事物与现象的演变过程再现于课堂，例如利用电脑模拟观看天体的运动或电子的运动等，可以帮助学生掌握事物与现象的本质，从而取得良好的教学效果。
利用信息技术进行教学的多样性，把教学信息以电教教材或软件为载体集中传递给学生，拓宽了信息流量，提高了信息传递的质量，所提供外部刺激的多样性有利于知识的获取与保持。现代信息加工心理学十分重视学习者对所获得的信息的组织加工，多媒体教学的多样性使学生对新学习材料从多个方面进行感知，这样有利于对学习内容进行深加工，那么这些内容就可以在头脑中留下深刻的印象。人们在学习时主要是以语义进行编码的，心理学研究发现，除了语义编码之外，还有形象编码、声音编码甚至动作编码，充分利用多媒体技术进行教学，就可以综合运用这些编码系统为以后提取信息时提供更多的线索，从而有助于记忆。心理实验业已证明，学生的视觉运动在知觉物理现象中有决定性的作用。视听结合媒体复习教学的记忆比率要比传统的听觉教学高出６７％以上。一节物理课中，讲解、实验和电教媒体的适当运用，充分考虑到学生的注意、情感和思维的心理活动规律的特点，使学生注意力的聚焦点得到合理调控和分配。
2、提供资源的丰富性
利用网络信息丰富资源，为物理教学提供巨大的信息资源。
进入网络时代后，网络环境提供了丰富的知识库、资源库，网上的资源开发和利用已成为一个现代教育工作者必备的信息素质。网上资源具有信息量大、更新快等特点，例如：中国中小学教育教学网（）、中央电教馆资源中心教师进修资源网（）、广东教育资源网()资源中心物理学科、中国物理教育网(http://www.cpenet.org)等可谓是一间完整的中小学数字资源库，它为我们提供了同步教学、优秀课件等多种资源，且处于动态的更新之中。笔者经常通过罗湖教育信息网（ ）下载优秀课件、优秀习题再作进一步的组织、加工设计出适合自己风格的课件。
我们通过Internet在官方权威网站上查看有关物理发展动态，可以做到在时事政策上紧跟形势，在物理学科教学时做出及时调整。例如，在高中物理第一册的序言中提到哈勃半径，在网上可以很方便的查到哈勃的有关论证。讲到磁悬浮知识时，在网上可以得到最新的磁悬浮列车研制情况。
物理作为一门理科学科，适量的习题是必要的，但订购的习题集往往又存在着题型偏旧、信息过时的缺点，这对于学生习题更新、掌握中考高考的习题形势是不利的。为了克服这一缺点，我们可以充分利用Internet这一信息资源，从网络如中国中小学教育教学网（ ）上的物理试题中心、中国园丁网（ ）试题集锦栏目和其他一些重点中学网站试题库上下载最新的试卷、搜集物理相关试题，用来给学生作为测试题和平时练习。实际情况证明：这些试题题型新颖、信息准确，对于启发学生的思维，开阔学生的视野有着很大的帮助。
3、虚拟物理实验的仿真性
计算机能模拟真实的生活情景，为学习者提供虚拟环境，通过模拟练习，获得在现实情况下不便或不能获得的感性经验和真实体验，能够训练学生的一些技能。
物理是一门以实验为基础的学科，实验教学和演示实验是中学物理教学的重要一环。丰富多彩、生动有趣的实验是物理实验教学的特点，利用实验课不仅可以让学生记住某些相关结论、实验步骤，而更为重要的是能够使学生透彻理解并且较完全地掌握产生实验结论的过程，在操作中掌握物理学的研究方法。在普通物理课堂的演示实验中，由于受到常规实验仪器本身的限制，实验效果常不如人意。而通过多媒体技术模拟实验的辅助作用, 模拟一些重要的，但在现实实验环境下难以完成的一些物理实验，则可弥补常规实验仪器的不足，提高物理实验的演示效果。例如练习使用游标卡尺时，利用模拟演示可以在大屏幕观看游标卡尺的使用规则及学习读数方法，学生通过两三次的练习都能基本上掌握卡尺的使用方法。
在传统物理实验室，一方面由于怕发生意外和造成实验仪器的损失，有许多实验室规章制度，对学生诸多限制；另一方面由于实验环境和实验条件的限制，实验结果往往和物理理论不一致，甚至出现相反的数据，这一切无不暴露出了传统实验室的弊端。让学生在网络环境下进行虚拟实验室操作，以自主模拟实验为基础进行多媒体教学，则可以解决这一难题。例如在传统电学实验课时，通常会告诉学生,电流表的接线柱不能接错、电压表不能超过量程，电池组不能短路。很多实验不允许学生自己操作，这些规定无形中扼杀了学生的创造性思维，而有些学生自主意识很强，常常会进行一些“地下操作”，最终损坏了仪器。然而，须知这些“破坏性”强的学生实际上也是动手能力、创造能力强的学生。在网络环境下，倡导学生自主探讨性实验，既可保护仪器又能培养学生的创新能力，并能把很多传统实验做不到的效果一一再现。
4、网络技术的交互性
人机交互、立即反馈是计算机的显著特点，利用信息的交互性有利于激发学生的学习兴趣和认知主体作用的发挥，为学生提供了自主、探究学习的硬件措施，为培养学生的创新能力提供了保障。
网络的交互性给物理教师的互相学习交流提供了机会。教师可以一方面利用电子邮件与有关专家进行交流，学习前沿的理论知识，获取名教师的经典教案；另一方面还可以参与网上的教师继续教育和参与一系列教育门户网站的教育论坛，如在中国名师教育网（ ）我们可以与重点学校的名师专家探讨物理教育应培养怎样的人才，在中国园丁网（ ）、中国物理教育网（http://www.cpenet.org ）的教育论坛我们可以与各地的同行探讨物理教学中遇到的问题以及对物理教学改革的看法，通过网上学习交流，实现资源共享，达到提高教学水平的目的。
二、信息技术与物理教学整合的有效措施
１、利用超文本功能管理教学信息
超文本是按照人脑的联想思维方式非线性地组织管理信息的一
种先进技术，可以实现对教学信息最有效的组织与管理，这样，教师所管理的信息不仅是文字，而且还包含图形、图像、声音等其他媒体信息。
利用超文本功能可以按教学内容的要求，把不同教学要求的各种教学资料组成一个有机的整体，把教学内容相关的课文、实验及演示、练习、测验等资料有机地组织在一起，无疑对课堂教学、课外复习或自学都是大有好处的。
2、积件代替课件
在计算机辅助物理教学这个领域里面，网上已有相当数量的物理教学软件可供使用，但有些并不适用于教学，教师自制课件的水平又不高，容易造成“低水平重复”的现象。在此阶段上，寻求计算机辅助教学软件开发和应用的新路子──积件思路应运而生。其指导思想是：“课件”向“积件”发展，工具型、资料型、开放型的教学平台已成为计算机辅助教学软件的发展方向，它包括带有学科特色的平台和多媒体资料库。教师稍加培训就能够自如的运用它们来按自己的意愿制作课件，紧密配合自己的教学过程、为课堂教学所用,在真正意义上实现了计算机辅助教学。
如今不少物理教师都在Internet 上建立了自己专门的网站，并把以网页浏览的形式制作的CAI课件、教案、论文等放在该网站中，同时还可以把其它网站已有的课件通过Internet 的超级链接功能揉合到自己的CAI课件里，以“搭积木”的形式，把在教学实践过程中制作的每一个课件链接起来，通过长时间教学的积累，逐步建立一个完整的教学课件体系。反之，其它教师也可通过网络共享自己的CAI课件，克服了传统的“软件包”形式的课件不能共享的缺点，提高了课件资源的利用率，充实了网上物理学科资料库，形成网上物理学科联盟，实行资源共享。此外，教师和学生可以在任何时间、任何有网络终端的地点，通过Internet 网络来访问这些网站，进行物理教学的探讨和巩固性学习。
３、建立专题学习网站
专题学习网站是一个基于网络资源的专题研究、协作式学习系
统，它通过在网络学习环境中，向学习者提供大量的专题学习资源和协作学习交流工具，让学习者自己选择和确定研究的课题或项目，自己收集、分析并选择信息资料，应用知识，去解决实际问题。它强调通过学习者主体性的探索、研究，协作来求得问题解决，从而让学习者体验和了解科学探索过程，提高学习者获取信息、分析信息、加工信息的实践能力和培养良好的创新意识与信息素养。
专题学习网站便于开展网络环境下的主题研究性学习webquest。Webquest的主要方法是在网络环境下，由教师引导，以一定任务驱动学生进行自主探究学习。同时，教师依据这种方法建立自己的webquest课程网页，并应用在课堂教学中。
三、信息技术与物理课程整合过程中的基本要求
目前，越来越多的物理教师重视信息技术与物理课程的整合，沿袭多年的传统教学模式逐渐被打破。部分教师认为，既然物理教学提倡与信息技术的整合，信息技术有那么多优势，因此不论哪一种物理知识的讲解，包括演示实验、学生实验全都用信息技术去代替，把信息技术视为“万能产品”，显然这是违背了历史辨证唯物主义观点，当然也就谈不上教学效果。因此，在整合的过程中有许多事项需要注意。
１、综合运用各种教学媒体
在应用现代信息技术时，不能追求技术越新越好，而应善于综合
运用各种教学媒体，充分发挥各种媒体的功能，实现优势互补。
现代教学媒体只能是教师进行教学的重要辅助手段和促进学生学习的先进工具，不能完全代替教师上课。任何一种教学媒体的存在既有它的长处，又有其局限性。利用传统教学媒体的黑板和粉笔进行教学的优点是学习的真实性较强，使学生处在直接面对教师的一种良好氛围，用粉笔写字的速度较慢，与学生的学习速度更接近，学生的学习注意力更容易集中。有许多教师在体验了现代教育技术进行教学的许多优点后，仍放弃了现代技术带来的许多方便，依旧宁愿辛苦地使用回传统教学媒体进行教学，其原因是发现运用多媒体教学效果并不好。
在物理课程中有许多内容用传统媒体不便教学，例如动态的、微观的、抽象的物理情景就应使用现代媒体去展示。物理课程中有些内容用传统媒体就能取得很好效果的，例如概念讲解、理论推导、习题解析等，这些内容的讲解还是应该用传统媒体。
教学的追求是多方面的，既希望在教学过程中，学生能始终保持积极的学习态度和高度集中的注意力，又希望教师能从知识、技能、思想等方面给学生积极影响，还希望教学氛围融洽，教学过程轻松愉悦，等等。研究表明：所有的媒体都有其长处和短处，没有某一种媒体永远优于其他媒体，也没有哪一种媒体能解决所有的教学问题。在新的教学媒体出现后，常规的教学媒体仍然有它不可取代的作用和发展潜力。因此，我们要将传统的、常规的教学媒体与计算机这个中心媒体有机结合起来，达到扬长避短、互相促进的目的。
2、落实学生的主体地位
信息技术与物理课程整合过程中应结合教法改革，充分发挥教师的主导作用，通过精心设计的教学过程和环境，积极激发和发挥学生的学习主体作用。在整合中应注意适量、适度、适时，整合的目的是实现学生最大程度的发展，不能一味追求化难为易、变抽象为具体、一目了然、和盘托出，学生如果只是视听参与，没有经过自身努力，不利于学生独立思考、阅读能力的培养，也抑制了学生想象的发展。
信息技术与物理课程的整合应充分考虑如何通过信息技术的优化组合和教学过程的最优化，启发学生积极参与课堂教学过程，充分调动学生动眼观察、动手操作、动脑思考、动口表达的积极性，有步骤地引导学生自己去探索、获得知识、技能，达到知识和能力同步提高，落实学生的主体地位。

信息技术和物理课程整合是一个新兴事物，还有许多问题需要我们去研究、探索、磨合。对信息技术与物理课程的整合的研究，是21世纪教育教学改革的一个艰巨的过程，我们确信信息技术与物理课程的整合在物理教学中能够发挥对物理学习的变革性的推动作用,最终达到改善物理学习的目的。

参考文献：
1、朱宏雄：《物理教育展望》，华东师范大学出版社，2002年
2、何克抗：《现代教育技术》，北京师范大学出版社，1998年
3、张大均：《教育心理学》，人民教育出版社，1999年
4、黄甫全主编：《课程与教学论》，高等教育出版社，2002年
5、徐平：《积件在计算机辅助教学中的地位和作用》，《中国电化教育》，1998年第7期