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青浦高级中学 朱真勇
物理学科是一门实验学科,学生对物理概念和规律的认识、动手能力和创新思维的培养,更多地借助于实验,即实际的物理环境和过程。而信息技术提供的是“虚拟”的环境。因此,有些老师就认为,物理教学中使用信息技术似乎有点画蛇添足。随着对二期课改理念的认识逐渐深入,随着自己在教学活动中应用信息技术的实践探索,我开始体会到,现代教育对教师的要求已不仅是“传道、授业、解惑”,而是促进学生素质的全面提高。站在这一层面上认识和开展信息技术与物理教学整合的实践,更有利于教学质量的提高和学生的发展。?
一、 实现信息技术与传统教学技术的互补
教学技术是为教学服务的。在物理学科的课堂教学中,观察和实验是最基本的教学手段。教师常常采用实物(实验)或模型等传统媒体技术来创设情景、引出课题。但有时老师也会由于实验仪器、设备、图片资料等条件的局限,为如何展示合适的教学情景、或对一些肉眼无法看见的现象进行解释而犯愁。?
信息技术联系着海量的学习资源,并体现了一些常规教学手段所无法产生的作用。把信息技术与传统教学媒体结合运用于教学过程,能产生扬长补短的效果,有利于更充分地提高学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性,激发学生强烈的探究热情,从而进入积极的思维状态。
1、信息技术使情景的创设更贴近教学内容,更容易产生积极的教学效果。?
教师们都非常注意学习情景的创设,因为这一环节的成功运用也许会起到事半功倍的效果。在一节课的时间分配中,引入课题占用的时间不能太多,因此要求情景比较简练,但又必须容易使学生产生兴奋,激发求知欲。应用信息技术很有优势。如在高二物理《电磁感应》引出课题的设计中,我利用多媒体技术展示了东方明珠塔的夜景和从空中俯视夜上海的美景画面。景观灯的照射和闪烁使东方明珠更显辉煌,川流不息的车灯尽显夜上海的勃勃生机。在同学们一片赞叹之际,我适时提出问题:是什么使夜上海变得如此美丽?同学们自然会说,是灯光。再问:有谁知道使电灯发光的电是怎么产生的呢?从而很自然地引出本节课的主题。声画同步富于动感的直观效果显然比静态的挂图对视觉的刺激要强烈,很自然地引起学生注意、产生兴奋,调动起他们的学习情绪。?
帮助学生在头脑中建立合适的模型是学生学好物理的关键,而这恰恰是学习的难点。多媒体技术也有助于难点的化解。如探索产生感应电流的条件,学生虽然基本上都能通过实验找到导体或磁体朝什么方向运动时能产生感应电流的方法,但大部分学生对于为什么这样做会产生电流,缺乏本质的认识,很难作出较完美的解释。因为理解这个问题的关键是磁场,而磁场是看不见、摸不着的,用来表示磁场的磁感线又是人们假想的。为提高教学效果,我制作了一个课件,动态模拟在磁场中无论是导体还是磁体运动时,磁感线均有被切割的现象。学生就能较容易找到两种运动的本质:即导体在磁场中做切割磁感线运动,或使穿过闭合电路的磁通量发生变化,就会产生感应电流。教师为学生创设好让其充分发挥形象思维的条件,同学们头脑中就容易建立起相应的物理模型,因而就能顺利进行抽象思维。可见,信息技术的恰当应用使学生对物理现象的理解可起到很重要的作用。?
此外,传统物理教学内容有缺乏鲜活时代气息,脱离现实生活的弊端。随着信息技术的介入,纳米技术、磁悬浮技术、全息图片、光手术刀等新科技随时可进入学生的视野,教学内容就更具时代气息、更贴近生活和现代技术。?
2、信息技术以逼真的动态模拟“完成”了通常难以进行的实验。?
实验教学是中学物理教学的重要组成部分,利用实验不仅可以让学生看到一系列实验步骤后的结果,得到相关的结论,更为重要的是能够使学生透彻理解并且掌握产生结论的过程。可是,有些实验由于受到常规实验仪器本身的限制,或实验效果不如人意,难以操作或是无法达到实验目的。而通过信息技术的模拟辅助,使长期困扰教师的实验必要性和可行性的矛盾得到了较为妥善的解决,一些在现实实验环境下难以完成的实验,有了“实现”的可能。?
如在圆周运动中,研究小球在光滑竖直放置的圆形轨道内作圆周运动时对轨道的压力,常规仪器根本无法演示,只能从理论上进行分析,而利用信息技术和相应的力学探头组合则可清晰的显现出小球在运动时对轨道的压力变化情况,从而使学生对该运动过程有了一个清晰完整的认识。?
所以我们应当充分发挥信息技术的特长,对那些难以观察到的、复杂、困难的实验进行模拟和支持,成为常规实验的补充,并把两者结合起来,使实验教学上升到一个新的层次,从而有助于学生发现规律、获得知识,提高学生的科学文化素质和实验技能水平。?
3、信息技术使学习内容的整合更方便合理,更有利于学生把新知识纳入自己的知识系统。
教学中老师总是要求学生经常对不同时期学习的内容进行比较、归纳、概括、总结,整合成最适合自己掌握的知识结构纳入自己的知识系统。物理教学也不例外。这是学习所必不可少的环节。但这一环节往往由于每次要求角度的不同,须把内容重新编排,会产生重复劳动,耗费时间。利用信息技术可以克服这一弊端。如物理的基本概念、规律和实验的文字和图片,就是素材,只要一次采集,就可以通过共享和编辑手段反复呈现。例如,物理实验的总复习,如用常规手段进行复习,教师很难把大纲中要求掌握的仪器装置一一画出,也不可能把演示过的实验再演示一遍。若用信息技术来再现实验仪器和装置、实验过程和现象,既方便又直观,能较好地唤起学生对旧知识的记忆,有利于比较、加深理解,使学生的知识系统化。?
二、 信息技术支持新课程的教学实践?
根据二期课改的理念和由此设置的三类课程,物理教学不再仅仅是刻板地局限在感知教材→理解教材→巩固知识→运用知识等单纯追求圆满答案的结果性教学,而是注重学生在学习过程中的体验和经验,着重将“问题”作为学习的出发点和归宿,重视观察、发现、探索在学习中的作用,是一种开放性、发展性的教学活动。信息技术为这类课程提供了学习的环境、资源和互动的平台。?
1、尝试主题探究、实现协作共享?
新课程强调合作、交流与探究,对信息技术的应用提出了新的要求。信息技术既可以构建个别化的学习环境,也可以营造协作式学习氛围。网络能使教学过程从局限在课堂中的封闭性走向开放性,学生们可以围绕同一课题组成小组进行网上合作学习。网络还为学习者提供对相同问题的多种不同的观点的比较、分析和思考的条件,在集思广益的基础上,深化对知识的理解和掌握。?
如已往进行物理学史教学时,教师常采用“讲授法”,即老师唱独角戏,学生当听众。由于参与程度很低,教学效果总是不尽人意。我改用网络教学的方法,把所涉及的科学家及物理学家如牛顿、伽俐略、法拉第、爱因斯坦等的生平事迹及在物理学上的重要成就整理并在校园网上公布,让学生在课上通过校园网及互联网自己收集、整理相关资料进行交流。这样一方面使学习方式由被动接受变为主动参与和获得,并提高了学生的网上查阅和整理资料的能力,另一方面又实现了网络资源的协作共享作用,以这些伟人的坎坷历程及对科学的献身精神,激发学生的学习积极性及刻苦钻研的热情。?
我还根据教学内容的延伸拓展及与物理相关的生活问题,不定期设计一些“探索研究”的课题,如:“运动场上的力学问题”,“城市中的热岛效应”,“生活中的电磁污染”等,要求学生尝试设计实验,或是进行网络探究(Webquest),解决特定的问题,并把成果写成小论文,在网上发布。?
实践证明,以信息技术为支持,会大大提高学生的学习能力和研究能力,并产生知识、能力、情感等方面多赢的教学效果。?
2、 架构师生教学互动的平台?
信息技术与物理学科的整合,使教学内容从封闭走向开放,也使师生的教学互动变得便捷。随着网络资源的运用,学生可以很容易获得丰富的、多样化的教育资源,教师的“知识权威”地位受到挑战。我的对策是结合教学实践,因势利导地帮助和指导学生了解从何处获得以及如何有效地利用积极相关的资源,形成学习共同体。例如, 在“人造地球卫星”的教学时,老师向学生征询相关学习资源,学生通过“网上冲浪”获得了卫星的历史、家族、载人航天、宇宙探测器、航天飞机、空间站、全球定位系统及至美国国家导弹防御系统等大量信息提供共享。?
从教学实践中,我获得的启示是:信息技术与课程的整合,对教师在教学理念、教学方法、技术支持、操作能力等方面,都提出了新要求。我们的任务,是使信息技术对物理教学发挥变革性的推动作用,成为学生发展的助推器。