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1、信息技术与物理教学摘要：在信息化的学习环境中，将信息技术与物理教学相结合，对于深化物理学科教学改革，提高教学效率以及培养学生整体素质和全面能力都具有重要意义。关键词：优势问题“认知工具”理论整合现代教学技术的飞速发展，对教育过程产生了深远的影响。单一传统教学中信息量不足、教学过程相对枯燥等缺点，。然而它对我们现在仍有指导意义，但仅仅依靠单一的传统教学手段又是万万不行的。在这种背景下，信息技术结合传统教学在新课程物理教学中的应用就显示出强大的生命力。因为结合了信息技术的新课程物理教学集声、文、图像于一体，避免了单一传统教学中信息量不足、教学过程相对枯燥等缺点，而且因为内容的充实、形象，加上视觉、
2、听觉等感官的刺激，就具有了强大的吸引力。著名教育家苏霍姆林斯基说：“所有智力方面的工作都要依赖于兴趣。”我们深深体会到，单一的传统教学模式对学生学习兴趣的影响太小了，而结合了信息技术的物理教学则能够很好的激发学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性，让他们不知不觉中在知识的海洋中获取知识。一、信息技术结合传统物理教学的优势（一）信息技术在物理备课中的应用传统的物理备课是围绕教学大纲、教材写成的文字材料，每年都要重复大量的相关内容，既增加了教师的负担，又占用了大量的时间。现在使用计算机进行备课，既能非常快捷地实现教案的编辑修改，又便于保存，还可以通过网络进行传输，实现资源共享。传统的备课以教科书、参
3、考书为中心，教师通过查阅参考资料来完成，不但效率低，而且很多相关信息无法找到。现在由于信息技术的引入，我们可以利用计算机建立教学素材信息库，构建电子备课系统，为教师提供备课服务。还可以通过网络，在Internet上查阅与教学有关的信息，如在教学中使用幻灯片、录像片、物理学发展史、历史背景等材料，并且可以通过BBS、电子邮件与全国各名校教师进行交流，提出问题，获得解答，最大限度地做到资源共享。备课不但要备教材，还要备学生，了解学生。以往我们只了解学生在本学科的学习情况，其他学科的情况只能通过与其他教师交流得到，不全面也不科学。现在我们可以利用信息技术建立学生信息库，为教师提供学生的基本情况。教师
4、在备课中，可以针对性地使用恰当的教学方法，真正达到实施素质教育、培养学生的创新精神和实践能力的目的。（二）信息技术在物理教学中的应用1.提高课堂教学的容量提高课堂教学的容量，并不是增加授课的内容，而是指提高课堂的效率。使用计算机将教师的板书、板画、抄写例题的时间节省下来，将学生难以理解、用语言又难以表达的物理现象及规律制作成课件展示给学生，有利于学生更形象地了解知识的产生、发展的全过程。教学任务在最短的时间内完成，给学生留出更多的讨论和思考的时间。同时通过网络为学生提供更多的相关信息和资料，扩展学生的知识面，这样，自然就扩大了课堂的容量，为进一步提高学生的素质奠定基础。2.增强实验的可见度物理
5、教学中的概念大多是由实验得出的，有些实验现象很容易观察，而有一些实验则不易控制，从而影响了教学效果，如弹性碰撞是物理教学中的一个难点，由于客观条件和外界各种因素的影响，实验现象不明显，又不易观察和总结规律，如果制作一个相关的课件通过直观的观察，便于学生总结规律，就可轻松地解决这个难点。3.物理现象的模拟有些物理实验，如原子物理中粒子散射、云室等实验，以往由于受实验条件的限制，学生只能从理论上了解，对于现象和规律理解不深刻，而采用计算机技术来模拟这些物理现象，则会收到事半功倍的效果。4传统物理教学思维的改变在一节课里，如果仅仅是教师使用了CAI课件，用CAI课件代替板书，代替演示实验，代替纸质试
6、卷，只能算是传统教学方式的电教化，即由以往的“人灌”变成了“机灌”。信息技术可以让教师更好的开展自主学习，不仅仅限于利用CAI课件这一种形式上，现在网上有大量的高质量并且是免费的教学资源（如动画、视频、图片等），网上资源为物理课题探究提供了丰富的材料，教师和学生应充分利用这些资源，结合教学实际，灵活使用计算机辅助，以达到物理教学内容与信息技术教学内容的有机结合。例如在讲授高一物理“万有引力定律”一章时，针对每一节内容的特点，让学生自主整合了这一章的教学资源，具体列表如下：教学内容整合资源行星的运动学生上网获取太阳系九大行星的相关数据，利用Excel生成数据表，利用其计算功能使用假设法验证开普勒
7、第三定律万有引力定律学生上网了解有关牛顿的资料，用Word写一篇有关牛顿发现万有引力定律的小论文或有关物理学史的小论文后上传万有引力定律的应用教师上网收集相关习题和演示动画（如双星，重力的差异）人造卫星宇宙速度利用清华同方提供的研究性课件，理解人造卫星的原理，在线观看神舟五号的视频和空间站视频，在BBS上师生交流黑洞宇宙起源学生分成四个组，上网搜集相关资料，利用Powerpoint演示小组成果（每一位同学按分工只制作一张幻灯片，然后按小组合成），师生共同进行评价传统模式的“满堂灌”压抑了学生的探索欲望，形成了对知识被动承受的依赖性，限制了学生的个性发展，而积极开展学生的自主学习活动，在课堂教学
8、中实现一种“探索，质疑，学习，应用”的这种层层推进的教学设计，能很好的发挥学生的主观能动性，使他们在学到知识的同时，体验探究过程中的成就感，从而达到培养他们的能力，提高素质的目的。5.习题的处理很多课后习题实践性很强，比较贴近生活。如飞机投弹问题，学生处理起来比较困难，教师讲解同样很吃力，而采用计算机模拟技术则可轻松完成，学生的学习效果提高也是很明显的。再如讲电路的串并联问题时，根据电路实物图画电路图，学生普遍感到困难，教师讲解时，在黑板上要反复的画图，反复的擦图，效率非常低，而使用计算机将其制作成课件，使电路从难以辨别的方式变成容易识别的方式，就可以帮助学生掌握电路的特点，降低了难度，提高了
9、教学效果，网络环境下的课件又可供学生反复练习使用。（三）信息技术在复习考试中的应用复习测试是教学过程中不可缺少的一个重要环节。学生在复习时可以利用教师制作的网络型课件或上网找一些现成的课件来巩固所学知识，也可以利用教师备课时所搜集的有关资料，甚至是教师的电子教案。建立试题信息库是信息技术在教学中应用的一个重要方面。在对学生进行单元测试、阶段性测试时，可以从试题库中随机抽题组成符合要求的试卷；计算机还可以在组织测试、测试后学情分析等方面给教师以帮助，为提高测试水平和教学质量创造条件。二、使用信息技术在物理教学中容易出现的问题（一）片面夸大计算机的作用。计算机是否在教学中使用，完全取决于教学需求。
10、计算机只是一种教学媒体，它的角色应作为促进学生自主学习的认知工具与协作交流工具，代替不了教师的课堂现场教学经验和智慧。（二）替代物理实验。物理是一门实验科学，物理实验是不可替代的。应尽量让学生亲自操作、亲自观察，让学生获取第一手资料，当然对于一些限于条件，不能进行的实验，用多媒体模拟，也是可取的。（三）过多地依赖计算机把抽象变为具体。这样会淡化学生的抽象思维的能力，得不偿失。要不要使用多媒体，要不要使用计算机，应根据教学的需求来确定，不应为了使用计算机而使用。（四）让计算机和网络的信息量大的优点成为“满堂灌”的另一种形式。信息量大是多媒体技术的一个特点，如果运用不当，课件或链接内容过于丰满，信
11、息量超出了学生在45分钟内的接受能力范围，那么所教知识只能像放电影一样在学生眼前一闪而过，使得多媒体成了现代化的“满堂灌”。所以，利用计算机和网络进行课前准备时，一定要遵循“适量”原则，切不可贪多求快。（五）课件制作要有创新，不能简单重复教材，不能过于华丽，否则分散学生的注意力。课件的体积要尽量的小一些，能用平面表达思想的，不要用动画；能用二维动画表示清楚的，不要用三维动画。可见要能在网络环境下运行，要能让学生在任何时间、任何地点使用。（六）可以为学生提供适当的参考信息，如网址、搜索引擎、相关人物等，由学生自己去Internet或资源库中去搜集素材。这样更能培养学生获取信息、分析信息和应用信息
12、的能力。三、在物理教学中使用信息技术的原则（一）以学生认知为中心的原则建构主义“认知工具”理论认为，学习是以思维为中介的，为了更直接地影响学习进程，应减少一直以来对传递技术的过分关注，而更多地关心在完成不同任务中如何要求学习者思维的技术。认知工具理论就是在这种基础上应运而生的。认知工具是支持、指导、扩展学习者思维过程的心理或计算装置。前者存在于学习者的认知、元认知策略；后者则是外部的，包括基于计算机的装置和环境；它们都是知识建构的助成工具。以多媒体教学技术和网络技术为核心的现代信息技术成为最理想、最实用的认知工具。课程整合中，强调信息技术服务于具体的任务，学生以一种自然的方式对待信息技术，把信
13、息技术作为获取信息、探索问题、协作解决问题的认知工具，并且对这种工具的使用要像铅笔、橡皮那样顺手、自然。要培养学生学会把信息技术作为获取信息、探索问题、协作讨论、解决问题和知识构建的认知工具，将信息技术作为演示工具、交流工具、个别辅导工具、情境探究和发现学习工具、信息加工与知识构建工具、协作工具、研发工具、情感激励工具等。（二）以物理课程为主体的原则课程的主体是课程而不是信息技术。所以，必须充分考虑物理学科的特点，把信息技术有机地融入到物理教学中去，支持物理的教与学；它必须把提高学生的学科素养作为主要目标之一，让学生的科学素养自然得到提升。（三）因材整合的原则课程整合强调“具体问题具体分析”，
14、我们决不能不顾教学实际，逢课必言整合，过于追求整合的表面形式，“为整合而整合”，以模拟代替实际操作，以网络体验代替生活体验，以媒体再现代替现场观察。我们也决不能采用一种整合方案一“整”到底，不同的教学内容、不同的教学对象，采取的整合方案应该是有所区别的。整合是一项系统的优化工程，在课程中网络媒体是否介入并不是信息技术与课程整合与否的标准。用何克抗教授的话说，这个标准应该是“新型教学结构”的创建，即在进行课程整合的教学设计工作中，教学系统中的四个要素（教师、学生、教材、教学媒体）的地位与作用同传统教学过程相比是否发生改变？改变的程度有多大？等等。可见，只要是从根本上能够改变传统的教学结构和教学模
15、式，达到培养创新精神、实践能力的要求，这就是整合。所以，在整合中，我们不必拘泥于形式，应以课程目标为最根本的出发点，选用合适的技术和手段，实现教学过程的整体优化。避免在使用传统教学手段能够取得良好效果的时候，生硬地使用信息技术。（四）可操作性原则任何实验方案必须具有可操作性，缺乏可操作性的方案注定是无源之水，无本之木。所以，物理课程与信息技术结合的方案必须与实际教学联系起来，可供操作是提出方案的前提。（五）课内课外结合原则从某种意义上说，学科性多媒体辅助教学网站的建设，数字化学习资源库、智能化模拟演示库、互动交流协作学习网络的形成，已经擦去了课内课外的分界线，所以，我们在设计方案的时候，必须坚
16、持课内课外结合的原则。为“基于网络环境的七环节物理教学模式”、“3D物理网络教学模式”的应用留下空间的时候，也要考虑基于网络环境的研究性学习模式、个别辅导模式、讨论学习模式、探索式学习模式、协作学习模式的可操作性方案。四、结语在21世纪的大教育环境下，我们应该充分认识到多媒体信息技术在其中的巨大作用，不能简单的将它看作是一种手段，而应该更多的将它与学科进行整合，补充完善现有教学模式、教学手段、体现新课程的理念。信息技术与学科的结合希望能带来学生学习方式的革命，从传统的接受式学习转变为主动学习、探究学习和研究性学习。广大教育工作者应该运用起这样一种工具，为全面推进新课程改革进行各种有益的尝试，要做多媒体信息技术的主人，而不是成为新一轮课程改革的奴隶参考文献：张敬涛，教育信息化：实用技术指南，中央广播电视大学出版社，2001.4朱
