浅谈信息技术与物理课堂教学的整合

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【摘 要】随着教育观念和教育技术的发展，人们越来越强调将信息技术主动地融合到各学科的教学中，使其作为促进学生自主学习的认知工具、情感激励工具与丰富的教学环境创设工具。时代要求学生具有的信息素养和创新能力在信息技术与课程整合的过程中可以得到充分的培养，因此关于信息技术与课程整合的研究应运而生。在物理课堂教学中利用信息技术所提供的自主探索、多重交互、合作学习、资源共享等学习环境，把学生的主动性、积极性充分调动起来，使学生的创新思维与实践能力在整合过程中得到有效的锻炼，这正是创新人才培养所需要的。由此可见，信息技术与物理课堂教学整合改变了传统教学结构，是实施创新人才培养的一条有效途径。

【关键词】信息技术；物理课堂教学；整合

新课程实施的总体目标是：全面贯彻国家教育方针，以提高国民素质为宗旨，加强德育的针对性和实效性，突出学生创新精神和实践能力、收集和处理信息的能力，获得新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与协作的能力，发展学生对自然和社会的责任感，为造就“有理想、有道德、有文化、有纪律”的德智体美等全面发展的社会主义事业建设者和接班人奠定基础。为了实现新课程的总体目标，《基础教育课程改革纲要（试行）》明确提出，“大力推进信息技术在教学过程中的普遍运用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具”。作为物理教师，在平时的教育教学过程中，应该树立以提高教学质量和效益为目的，以转变学生学习方式和促进学生全面发展为宗旨的教育技术应用观，从实际出发，挖掘和发挥各种技术手段特别是信息技术手段在教学中的积极作用，力争取得教学效果最优化，教书育人双丰收。

信息技术与课程整合是新世纪教育改革的新思维，是一种全新的教学方式，将对课程教学产生革命性的影响和作用，从根本上促进教学方式和学习方式的变革，创造出全新的教育时空。信息技术与物理课堂教学的整合，是将信息技术既作为意识，又作为内容、方法和手段，融于课程和课堂教学的理论、实践与结果。以多媒体和网络为核心的现代信息技术使得知识不再以单一的文本形式来传递，而是融入了声音、图片、影像等多种媒体，知识内容的丰富与传递形式的多样不仅改变着人类的生产方式和生活方式，而且改变着人类的思维方式和学习方式。其整合的目的是促进师生信息意识的树立；促进课程及课堂内容结构的变革；促进学生学习方式的变革；促进教师教学方式的变革；促进新型教学模式的建立。在促进这些变革的过程中，我们要特别重视学生学习方式的变化和教师主导行为表现的变化。下面就肤浅地谈谈我个人在信息技术与物理课堂教学整合过程中探索实践的一些体会。

一、信息技术与物理课程整合的意义

信息技术作为工具，不仅可以助教还可以助学，信息技术与物理课堂教学整合是以信息技术为先导，以系统论和教育技术理论为指导，根据课堂教学规律而进行的课堂教学改革。将信息技术融入学科教学，成为课程的组成部分，使教学资源、教学要素和教学环节经过信息技术工具的整理组合，相互融合，达到整体优化，以高效达成调和的三维目标，为新型物理课堂教学提供最理想的教学环境，其作用和意义如下：

（一）优化教学环境，学生学习兴趣得到极大的提高。

根据教学需要，计算机可以存储和高速处理大量的资源，互联网上还可以下载丰富的信息资源，各学校也可以通过卫星接受到的各地电教馆远程教育中心传输的中小学教学资源，都为我们的物理教学提供了文本、图形、音频、视频和动画等多种形式的教学资源，供我们选择。非常便利地获取所需信息，不必为查找资料、变换教具或仪器设备而耗费额外的时间和精力。物理教学与信息技术的关系已越来越一体化，若能合理运用，可以帮助物理教学跨越式发展，突破非网络时代的封闭、狭窄、枯燥、低效等缺陷；可以优选教学内容，优化教学过程，从而实现有效教学目标。使学生从枯燥的学习环境中走出来，大大提高学生的学习兴趣和求知欲。

（二）突破时空的限制、创设教学情景、实现教学方式的转变。

物理现象中有很多是很难或甚至不能用肉眼看清的，有些即使借助最现代的仪器也很难看到。利用计算机的模拟，我们可以把一个原本无法看到或看清的现象呈现到学生的面前。如机械波的教学就可以通过CAI技术把介质振动和波的传播情况理想化地呈现给学生。情景的延迟与加快：一个物理过程的进行时间有长有短，如宇宙的演化、天然放射性元素的衰变，动辄数十亿年，远远超出了一个人的寿命所及。如闪电，还有光和物质间的作用，一闪即逝，在你尚未来得及感觉的时候它已消逝无踪。这时，计算机在教学上的优势就体现出来了：可以把一个自然界中无法更动的过程随意地加快或减慢，帮助对物理现象和物理规律的理解力还十分有限的中学生更好地形成感性认识

教师在运用多媒体电脑进行课堂教学时，能方便地实现抽象知识形象化的教学环境。运用多媒体电脑进行物质自然属性的建模，可以实现教学情景的创设和再现知识的产生、发展、变化过程，使知识活灵活现地展现在学生面前，实现教学优化。利用数字化资源具有多媒体、超文本等特点，对教学设置的问题进行情境思考、探索，可以培养学生发现问题、解决问题的能力；通过信息技术创设的虚拟实验环境，让学生在虚拟实验环境中亲自操作、观察现象、读取数据、分析图像，可以极好地帮助学生树立良好的科学研究态度、培养科学研究能力以及正确地掌握科学探索的方法与途径。

（三）改变教学模式，创设开放性学习环境

探索式教学和问题解决式教学，都是将信息技术作为研究工具的典型教学模式，其主要特点是摈弃封闭学习、静止学习的模式，而采用讨论学习、协同学习的模式，有利于加强学习者对学习内容的理解和学习能力的提高。在信息网络环境下，很多工具型的教学软件都可以为研究性教学和协作式学习提供很好支持，计算机网络技术为信息技术与课程整合、实现协作学习提供了良好的技术基础和支持环境。

皮亚杰的建构主义认为：学习是一种协商活动的过程，学习的发展是依靠人的原有的认知结构，通过社会“协商”和时间的磨合才能达成共识；学习是一种真实情境的体验，学习的目的不仅仅是要让学生懂得某些知识，而且还要让学生能真正运用所学知识去解决现实世界中的问题。因此，“情景――探究”、“资源利用――主题探索――合作学习”成为整合的主要模式。

网络环境大大地拓宽了人的交流范围，为学习者提供很好的网上交流平台。学习者在学习过程中对书上或其他文献上所写的内容、观点有不同的见解，或有自己独到的领会和发现，就可以通过信息网络发表自己的评论或直接与他人进行网上讨论。学习者通过网络视频等工具进行互动式地讨论、开放式学术交流，在法律和政策允许的范围内，能让每个人都有充分发表各自观点与见解的自由。在学习过程中，学习者通过交流与协作，获得共同进步，不仅学到知识与技能，而且在过程与方法上获得收益，在情感、态度与价值观方面得到体验。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，以达到最优化的教学效果。

二、信息技术与物理课堂教学的方法

（一）信息技术与物理学科教学内容的有机整合

传统的教学是以课本为中心的，是封闭的。信息技术的介入，使学生的学习资源由单调的文字教材变为信息密集、形式多样的资源库。教师可以在课前将所需资源整理为文件夹或内部网站，让学生访问、选择信息；或提供网址、搜索引擎等，让学生去因特网、资源库收集信息。这样，教学内容更具时代气息、更贴近现实生活和现代科技，各种新科技随时可以进入学生的视野。整合迫使教师拓展知识面，以更好地选择教学内容、设计教学过程，激发学生的学习兴趣，充分发挥教师组织与主导教学的作用，促使学生自主收集和分析信息，成为主动学习的参与者，学习资源也由封闭变成开放。

信息技术应用于物理教学中抽象的物理问题，如电场线、等势线、磁感线的模拟，波的干涉和多普勒效应机理的动画模拟等等，这样可以把物理问题变抽象为形象；微观物理问题，如原子结构，原子核的衰变、裂变和聚变的模拟等等，这样可以把物理问题变微观为宏观，既形象又直观。太快的动态物理过程（包括肉眼可见或不可见的物理过程），这些问题往往不方便定格研究，如研究平抛物体运动的两个分运动的规律，可把它做成定格频闪模拟动画以利于逐步研究，还有简谐运动、分子热运动和波动问题的模拟等等。太慢的动态物理过程，利用动画可加快物理过程的进行，如天体运动等。实物展示不方便的实验仪器的原理介绍，如游标卡尺和螺旋测微器的原理及其读数方法，把它们做成相应的动画加以放大，这样可很方便地面对全体学生讲解，所有学生都看得非常清楚，实践表明，这有利于学生在短时间内掌握它们的原理及其读数方法。定理、规律的推导实验，定理、规律是物理学中最重要的一部分学习内容，他们绝大多数都是在“理想状态”（真空、光滑无摩擦）下推导出来的。这在传统教学中是难以实现的，教师在进行演示实验时实验过程以及实验结果不可避免的会与定理规律有所偏差，容易使学生造成误解，影响教学效果。而借助多媒体技术运用演示实验CAI课件制作就可以很容易的模拟出“理想状态”，使实验过程以及实验结果与定理规律很好的吻合，避免了实验误差对学习效果的影响，使其更清晰准确的接受、理解。还有一些实验过程不可控的实验如“碰撞”过程，在教学中运用CAI课件就可以控制两物体相互作用过程，学生可以细致的观察整个实验过程，加深理解，引发学习兴趣，达到良好的教学效果。

（二）信息技术与物理教学手段和方法的有机整合

我国古代教育家孔子认为：“知之者不如好知之者，好知之者不如乐知之者。”朱熹认为：“教人不见其趣，必不乐学。”由此可见，兴趣对于学习具有相当重要的意义。传统的物理教学，教学手段单一，教学方法陈旧。一支粉笔、一块黑板、一本书，从开学讲到期末，所以学生较为普遍地对学习物理的兴趣不高。而信息技术将现代教育技术手段引入物理教学之中，教师可以根据教学内容和教学目标的不同，选择恰当的现代教育媒体和有效的教学方法传输教学信息，使物理教学形声结合，声画并茂，使学生在学习过程中视听并举，手脑并用，使学生的思维系统积极参与到学习活动中，有效地形成深刻而完整的知识体系。

利用信息技术的多样性、新颖性、趣味性、艺术性等特点，使用灵活多变的方法进行教学，可以将学生认为枯燥、乏味、难学、难懂的物理概念、规律等以直观、生动的形象传递给学生，使学生手脑并用，视听并举，由原来的厌学、怕学到爱学、乐学，从而培养学生学习物理的兴趣和调动他们学习的积极性。

高中物理新课程无论是必修模块还是选修模块，由于课时限制，每节课讲授内容多，容量大，用传统方法很难完成教学任务。因此，在高考压力之下，为了保证教学质量，教师必须要在教学方式的转变上下功夫，而多媒体技术在这方面有很大的优势。运用多媒体技术可以节约如板书书写等等的时间浪费，增加课堂容量，在课堂45分钟内，最大限度地发挥课堂主阵地作用，提高课堂效率，为提高课堂教学效果奠定良好的基础。随着素质教育和创新教育的不断推进，多媒体技术在教育教学中必将发挥越来越重要的作用，作为教师，不断挖掘多媒体技术的潜力，使之更好地为教育教学服务，使信息技术的效能最大化，力争取得教学效果最优化。

（三）信息技术和物理课堂教学模式上的整合

信息技术与课程整合可以把信息技术作为教学的内容应用到教学中；也可以把信息技术作为一种教学的工具来提高教学的效果；更高层次是从教学目标、教学内容、教学组织形式上进行改革，从根本上改变传统的教学模式，把以知识为中心、封闭的教学模式彻底打破，实现能力培养的根本目标。 如自主建构知识，培养自主学习的网络课堂模式。 利用多媒体组织教学，可以使学生在学习目标的指引下，通过“人机对话”的方式，自主探究学习。在这个过程中，学生是教学的中心，教师在整个教学过程中起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，利用信息技术创设情境、交流协作、会话等学习要素去充分发挥学生的主动性、积极性，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。在整个教学过程中，学生通过网上冲浪去寻找知识。通过独立思考、对话交流去获取知识。这培养了他们运用网络去获取知识的能力和分析问题、解决问题的能力，也培养了他们的独立精神和协作品质。

三、信息技术与物理课堂教学整合的目的

（一）充分利用信息技术，转变学生学习方式。

信息技术与物理课堂教学整合可以使学习方式多样化，学习过程智能化。信息技术在物理教学中的使用，改变了学生单一的学习方式，改变了教师“一言堂”的授课方式，为学生的个别化自学、交互式学习等提供了良好的条件。在物理教学过程中，学习者借助网络提供的学习资源，可根据教学要求自由选择学习内容，制订学习计划，根据自己对知识的掌握情况和学习时间，灵活、自由、有针对性地进行学习。利用网络的交互性学习环境，实现师生互动、生生互动，从而形成多层次、多方位的立体信息交流网络。教师还可以通过屏幕监控，对学习有困难的学生进行个别辅导，让学习进度快的学生做示范，通过多种学习方式把学习引向深入。在这个过程中，学生的自主学习能力得到加强，相互合作精神得到培养。同时，计算机具有智能模拟教学过程的功能，在物理教学中，学生可以通过人机对话，自主地进行学习、复习、模拟实验、自我测试等。每个学生可以根据自己学习的具体情况，通过计算机选择适合自己的学习方式，自己操作计算机，自由地观看讲解、提示和指导，最后进行自我测试，使整个学习过程智能化

按照新课程“三维目标”，教师不仅要关注学生的知识与技能，更要关注学习的过程与方法，改变学生的学习方式，把素质教育和终身教育落到实处。网络技术为广大教师和学生提供了一个广阔的平台，当学生在学习的过程中遇到问题时，可以利用计算机网络寻求多渠道解决问题的方法，改变了原来单一的学习方式；对某个物理现象或问题有自己的观点时，也可以通过网络与大家进行广泛的研讨和交流，在多向交流过程中，体会学习的乐趣，掌握更多的解决问题的方法，有利于学生创新能力的培养；因特网丰富的信息资源，是可以成为学生获取知识的重要途径，在学习过程中，学生可以根据自己的需要，围绕学习内容，主动搜索相关信息，为我所用，这能够提高学生收集和处理信息的能力。只要教师指导有方，引导得当，久而久之，学生就会从过去的“教师教，自己听，你教我学”的模式中走出来，进而变成“我要学，我想学”，慢慢走向自主学习、探究学习、合作学习的良性循环当中，使他们真正成为学习的主人，有效实现新课程所追求的目标。同样，作为教师，在课堂这一主阵地上，运用信息技术，把物理教学内容以图片、视频或音频方式，给学生多视角、全方位的刺激，这种多元化、立体式的呈现方式，必然会最大限度地调动学生的学习思维，使物理课堂丰富多彩，为提高学习效果产生积极影响。

（二）促进课程内容向直观化、简单化呈现

课堂教学由于受到时间和空间的条件制约，许多身边生动的物理现象，无法在课堂内实际展示，教师不妨借助多媒体技术手段进行教学。例如《万有引力定律》这一节内容，教材涉及知识面广，对相关知识要求较高。比如对开普勒三大定律的理解，不仅需要学生丰富的空间想象能力、较强的逻辑思维能力、较为扎实的数学表达及运算能力，该内容是教学的重点也是难点，用传统方法讲授学生不易接受。如果教师精心设计多媒体动画，不仅可以直观反映太阳系中各行星的运动轨迹，而且可以清楚地根据相对于各行星的运动轨迹椭圆，找到太体的位置。学生一看就能够明白，原来太阳系中个行星的运动轨迹都是椭圆，太阳确实处在这些椭圆的一个共同焦点上；并且在观察行星运动过程中，不难从行星单位时间内扫过的面积总相等，得出行星在近地点运行速度最大，远地点运行速度最小的结论。在此基础上，如果教师稍加引导，学生也不难理解近地卫星速度较大以及流星形成的奥秘等相关知识。利用多媒体技术，把复杂抽象的物理情景直观化，同时也激发了学生学习物理的兴趣和探究神秘宇宙的强烈意识，教学效果明显。

（三）培养学生的创新能力

信息技术进入物理课堂，这本身就是一次创新，对原来传统教学方式的一种突破。任何创新的前提都是对现状的一种突破，而任何突破的前提是解放思想、转变观念。有些老师习惯于原来沿用多年的传统教学方式，不习惯不适应新形势下的信息技术教学方式，对信息技术进课堂采取消极甚至是反对的态度。理由大概是：“原先那样教，不也照样能学会学好吗？”对这个问题，我们要问一下自己：我们是仅仅传授知识，还是要培养学生的创新能力？答案不言自明。所以我们物理教师首先要认清自己的使命，转变自己的教育观念。信息技术进入物理课堂后，学生们的兴趣是浓厚的、求知欲是强烈的，他们将在轻松快乐的状态下进入物理世界，完成“感知――认知――建构”的学习过程。另外，现在中学已经开设《信息技术》课程，对多媒体技术也有一定的理解和掌握。所以我们也可以让学生参与课件制作的过程中，以激发学习兴趣。如果学生的技术水平不及，至少可以鼓励他提出一些创意想法――不管是别出心裁还是异想天开的想法，都会使学生受益，教师都应该鼓励。比如前面提到可以用DV机拍摄物理实景播放，在课后也可以鼓励学生用自己家里的DV或数码相机拍摄一些自己感兴趣或者感到困惑的物理现象，然后教师可以将视频集中起来在班级同学们之间交流讨论。这些方式的采用必然会很大程度的激发学生的学习动力，鼓励学生的积极参与，勤于思考，然后能勇于创新。

总之，随着教育科学的不断进步，信息技术在物理课堂教学中的应用会越来越广泛，并且，信息技术在教学过程中所体现的优势也会越来越突出。但是，教师在物理课堂教学过程中采用信息技术的时候一定注意不要过度依赖它，毕竟机器不可能完全代替人类活动。教师在教学过程中所体现出来的主观能动性是信息技术永远无法企及的，因此，教师在开展物理教学工作的时候，一定要适当地采用信息技术，并且努力在教学过程中把信息技术的优势发挥出来，这样才能够使得信息技术在促进物理教学质量的提高方面作出应有的贡献。相信，随着教育科学的不断发展，把信息技术与物理课堂教学有机的整合会不断提高我们的教学质量和教学水平。

参考文献：

[1] 朱慕菊.走进新课程与课程实施者对话[M].北京师范大学出版社.2002.6.

[2] 谢利民、郑百伟.?现代教学基础理论?上海教育出版社. 2003.

[3] 孙忠智?浅议信息技术与物理课堂教学的整合?[J]中国电化教育. 2006.