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简论现代信息技术与物理学科整合

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随着社会的进步,科学技术的发展,信息技术以其独有的先进特性进入各个学科的教学。以多媒体、网络化、智能化为主要特征的现代信息技术,正在对传统的课程理念、课程内容、课程实施及课程资源产生深刻的影响和变革作用。信息技术,尤其是多媒体技术的运用,在整合物理学科教学中具有很大的作用。

一、现代信息技术与物理学科整合的重要作用

首先,现代信息技术被引入物理教育领域后,物理教学手段将变得更加丰富、生动和多样化。物理教学手段的多样化,不仅将带动物理教学组织形式、教学方法的多样化,而且可以促进物理教学过程信息交流的多元化、认知方式的多元化,最终实现物理教学目标的多样化。

其次,在实施物理教学的过程中,现代信息技术在对多种媒体信息进行整合与传输时所表现出的集成性、交互性、开放性、情景性、智能性等特点能为物理教育过程提供多元化的教学资源、智能化的教学过程、非线性化的教学信息组织等全方位的技术支撑,因此,将对传统的教育观念、教学模式、教学方法、教学环境、教学组织形式等产生深刻的影响。由此形成的基于计算机信息技术的计算机多媒体辅助教学将为提高教学质量和教学效率、实现教学过程与教学目标的最优化提供全新的教学方式。

再次,现代信息技术和课堂教学有机结合,能优化课堂教学的构成要素,改进学生学习的学习方式,增强教学效果。在信息技术环境下,学习变成学习者与学习资源的一种对话,学习资源包括教师、学生、教材、好朋友、网络等。学生可以自主选择学习资源,实现个别化学习。在网络和虚拟网络的世界里,教师与学生对于许多新事物、新知识的认识常处于同步状态,学生完全可以按照自己的意愿捕捉、筛选和处理各种信息,实现自主性学习。

二、现代信息技术与物理学科整合的实施策略

1.教学内容现实化

利用现代信息技术所具有的对视频、动画等多种媒体信息的高超编辑能力,通过将微观过程实施宏观模拟、把宏观场景进行缩微处理、将瞬变过程转为定格分析,进而使物理教育具有变抽象为具体、变动态为表态、化枯燥为生动等特征,把教材中的图像和现象转化为视频和动画展示给学生,让学生直观地看到物理过程及其过程所产生的现象,增强学习效果。比如,用动画模拟演示带电粒子在磁场中的运动;自然放射性现象中的三种射线的偏转等。利用动画模拟将学生带入一种“现实”场景中,通过亲眼观察,非常清楚地了解比较抽象的物理知识,省时省力,教学效果明显。

信息技术与高中物理学科的整合,使教学内容从封闭走向开放。信息技术为物理教学内容增添了鲜活的时代气息,克服了传统教学脱离现实生活实际的弊端,这就对教师提出了更高的要求,即物理教师要不断学习日新月异的信息技术,不断拓宽自己的信息面和知识面,以便更好地选择教学内容、设计教学过程,引导学生获取和有效地利用与课程相关的资源,使教学内容更具有时代气息,更贴近生活和现代科技。

2.学习方式自主化

实现信息技术与物理课程的整合,意味着信息技术不再是一种技术手段,而是一种学习方式的根本变革。信息技术的发展,使教育传播媒体不再局限于印刷书本上的单一文字,还有融文字、声音、图形、动画、影像于一体的电子教科书、多媒体软件,以及网上传输的影视节目、卫星节目和虚拟现实的学习环境等。信息技术在学生自主学习、主动探究、合作交流等方面有明显的优势,学习者从传统的接受式学习转变为主动学习,形成一种将书本知识与社会信息相结合、教师传授与自我探索相结合的观念和模式。信息化时代,具备获取资料和信息的能力,成为学生自主学习的前提和基础,成为决定和衡量学生自主学习能力与水平的一个重要标志,因而给学生创造最有利的信息资源环境,在教学过程中培养和不断提高学生获取、加工信息的能力,是教师教学工作的基本任务。对于学习者来说,所有的信息都是开放的,不受时空限制,也不受年龄、职业和条件的限制。在电脑和互联网的支持下,学习的时间、地点和进度的控制权将交还给学生,彻底改变传统课堂教学形式及教师讲学生听的教学方法。

3.学习过程探究化

新一轮基础教育课程改革中,学生将越来越多地参与到探究性课题研究中,进而意识到他们所学知识与科学发展、社会生活的关联。在探究过程中,他们不是机械地记忆信息,而是根据某项“任务”,自主搜寻、检索、分析、组合与探究课题有关的资讯,从而达到培养获取信息、处理信息的能力和基本的科学素养的目的。信息技术为学生在学科教学中的探究学习提供了技术工具和环境氛围。网上资源为物理课题探究提供了丰富的材料,学生不但可以看到、听到各种信息,而且可以进入学习内容中,去处理信息和生成新的信息。比如,在探讨汽车的高速行驶与安全问题之前,教师可利用图文并茂的材料和视频向学生展示由于汽车的高速行驶所导致的交通事故,并引导学生从上述情境资料中积极发现问题。学生围绕问题在后续探讨汽车的速度、惯性和保护装置等时,都一直保持着浓厚的兴趣和很高的积极性。

4.课程资源媒体化

利用现代信息技术与计算机网络技术的有机组合,通过对网上多媒体信息资源的共享,进一步丰富教学资源,使物理教学过程从局限在课堂中的封闭性走向开放性,以达到最优的教学效果。课程资源的物化载体不单是教学用书、参考资料等文本印刷品,学习者可以直接从信息环境和数字化资源中获取知识。在教学活动中,教学资源作为抽象名词,首先是作为教学内容的载体――媒体而存在,媒体作为一种传递信息的工具,沟通了教与学的过程,起到了良好的桥梁和纽带作用;然后才是作为媒体的内容即教学信息的存在,它使得教学得以持续进行,使教师和学生通过资源内容得以共同进步;最后才是作为教学活动得以生存的教学环境和条件存在。信息化教学资源,就是信息技术环境下的各种数字化素材、课件、教学材料、网站。网络资源的突出优势在于知识更新速度快、能够突破教育环境的时空限制,用各种相关资源来丰富封闭的、孤立的课堂教学,极大地扩充课堂教学知识容量。