獨家原創(chuàng):信息技術(shù)與中學(xué)物理課堂教學(xué)優(yōu)化整合

時間:2022-08-07 11:17:00

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獨家原創(chuàng):信息技術(shù)與中學(xué)物理課堂教學(xué)優(yōu)化整合

[摘要]以多媒體、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主要特征的現(xiàn)代信息技術(shù)與課程的整合,正在對傳統(tǒng)的課程理念、課程內(nèi)容、課程實施以及課程資源產(chǎn)生深刻的影響,將導(dǎo)致教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式的變革。

[關(guān)鍵詞]信息技術(shù)物理課堂教學(xué)優(yōu)化

信息技術(shù)與課程整合是我國21世紀(jì)基礎(chǔ)教育教學(xué)改革的一個新途徑,與學(xué)科教學(xué)有著密切的聯(lián)系和繼承性,同時又是具有相對獨立性特點的新型教學(xué)結(jié)構(gòu)類型。信息技術(shù)與課程整合,不是把信息技術(shù)僅僅作為輔助教或輔助學(xué)的工具,而是強調(diào)要把信息技術(shù)作為促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)的認(rèn)知工具和情感激勵工具,利用信息技術(shù)所提供的自主探索、多重交互、合作學(xué)習(xí)、資源共享等學(xué)習(xí)環(huán)境,把學(xué)生的主動性、積極性充分調(diào)動起來,使學(xué)生的創(chuàng)新思維與實踐能力在整合過程中得到有效的鍛煉,這正是創(chuàng)新人才培養(yǎng)所需要的。由此可見,信息技術(shù)與課程整合是改變傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)構(gòu)、實施創(chuàng)新人才培養(yǎng)的一條有效途徑,也是目前國際上基礎(chǔ)教育改革的趨勢與潮流。本論文就信息技術(shù)與中學(xué)物理課堂教學(xué)優(yōu)化整合,結(jié)合自己物理教學(xué)的實踐談?wù)勔韵聨c看法。

一、借助多媒體構(gòu)建可視化教學(xué)情景,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理興趣

愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師”。沒有興趣,學(xué)生主體參與的活動將是勉強的。尤其是低齡學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣對激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動機,調(diào)動他們的學(xué)習(xí)積極性起決定作用。一旦激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣,就能喚起他們的探索精神和求知欲望。把多媒體應(yīng)用于課堂教學(xué),加強了課堂教學(xué)的趣味性、生動性,有利于把學(xué)生的注意力集中到教學(xué)的內(nèi)容上來,既能活躍課堂氣氛,又能拓寬學(xué)生視野。如講《重力》時,可以利用錄像資料播放楊利偉遨游太空的生活片斷,既可讓學(xué)生如臨其境地感受到失重的狀態(tài),加深對重力概念的理解,又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

教材中,有很多物理現(xiàn)象要求教師通過演示讓學(xué)生觀察探究,但是由于實驗條件所限,如實驗器材缺乏,實驗條件不易控制,可重復(fù)性差及實驗有危險等,教師為此應(yīng)付實驗,這就使學(xué)生觀察實驗不夠詳細(xì)清晰,如果有的教師借實驗難于實現(xiàn),在課堂中以講實驗代替做實驗,就會挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,從而對所學(xué)的知識產(chǎn)生懷疑。而借助多媒體則可彌補演示實驗的不足,例如在學(xué)習(xí)交流發(fā)電機的原理時,通過演示向?qū)W生展示交流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)、原理以及電流的產(chǎn)生過程等。學(xué)生在觀察這個演示實驗的過程中,仍然有很多模糊認(rèn)識:如線圈轉(zhuǎn)動到哪個位置電流最大,轉(zhuǎn)動到哪個位置電流改變方向。這時就可以借助幾何畫板制作的課件進行模擬演示,既可以控制課件讓線圈自轉(zhuǎn),也可以用鼠標(biāo)拖動線圈轉(zhuǎn)動,引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察線圈轉(zhuǎn)動過程,讓學(xué)生自主探究磁力線穿過線圈截面與電流大小、方向的關(guān)系,從而使學(xué)生加深印象掌握知識。

二、充分地發(fā)揮學(xué)生主體性,實現(xiàn)個體化學(xué)習(xí)

傳統(tǒng)的物理教學(xué)過程中,主要是教師講,教師演示實驗,學(xué)生則是被動地聽和看,不便于學(xué)生個性能力的培養(yǎng)。在信息社會里,教師不再是學(xué)生的知識源泉,圖書和各種信息網(wǎng)絡(luò)才是學(xué)生的獲取知識的寶庫。因此課堂要適時轉(zhuǎn)變,學(xué)生要變被動地接受知識為主動的參與探究并成為課堂學(xué)習(xí)的主體,媒體要從演示教具轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生探究問題獲取知識的認(rèn)知工具,讓學(xué)生充分利用現(xiàn)代媒體來獲取信息、處理信息、表達信息。當(dāng)學(xué)生有問題時,可以及時提出或利用計算機網(wǎng)絡(luò)與同學(xué)討論,對某個物理現(xiàn)象有自己的觀點時,也可以提供給大家進行研討和交流,教師提供解答。這樣的多向交流會使學(xué)生的思維更加活躍,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,實現(xiàn)以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)的現(xiàn)代教學(xué)思想。進入信息化課堂,不僅增大了知識容量,提高了課堂效率,而且營造了一種積極主動獲取知識的學(xué)習(xí)氛圍,從而豐富了教學(xué)內(nèi)容,拓寬了學(xué)生的視野,培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力,達到最優(yōu)化的教學(xué)效果。例如航天發(fā)射、大型船閘、蒙古包外的風(fēng)力發(fā)電機、小山村的水磨、激光手術(shù)等。從生活走進物理,提出問題并根據(jù)自己已有的知識經(jīng)驗來解決生活中的物理問題。充分發(fā)揮了學(xué)生主體性,實現(xiàn)了個體化學(xué)習(xí),培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力,同時為學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)做好了充分的準(zhǔn)備。

三、培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

應(yīng)用信息技術(shù),一方面可將各種教學(xué)信息如文字、聲音、圖片、動畫、視頻圖像等不同形式信息的編輯、控制、傳遞既可以獨立進行,也可以組群式的同時傳輸和展示,這種集成式、立體式的信息傳輸方式,使課堂信息交流模式從教師講學(xué)生聽的單維模式拓展到多維模式。另一方面,這種圖文并茂、聲像并舉的信息傳送方式,能提供對多重感官的綜合刺激,這種綜合刺激,既強化了對課文的感知、理解和鞏固,又豐富了教學(xué)內(nèi)容,增加了教學(xué)密度和容量,便于學(xué)生在短時間內(nèi)高效地攝取知識,培養(yǎng)能力。21世紀(jì)是信息時代,更應(yīng)大力培養(yǎng)學(xué)生的信息處理能力,因而在教學(xué)中,教師應(yīng)該設(shè)法在課堂內(nèi)向?qū)W生提供更多的相關(guān)信息、資料及物理學(xué)的發(fā)展情況,來擴展學(xué)生的知識面。信息技術(shù)的引入給教師提供了得心應(yīng)手的教學(xué)空間。如我在設(shè)計和制作"分子熱運動"CAI課件時,就是根據(jù)課堂教學(xué)的需要以大容量傳遞課程信息、立體式展示物理模型、組群式播放情景動畫,把微觀分子運動的相關(guān)知識或是分類或是組群式地展現(xiàn)給學(xué)生,既有文字介紹,又有聲音解說,還有大量圖片或視頻圖像來展示相關(guān)的物理情景,這樣學(xué)生就對微觀分子運動本質(zhì)特性一目了然,教學(xué)重點、難點就可迎刃而解。由此看到,在信息化課程中,運用超媒體的顯示文本的功能,既能快捷地傳遞和顯示各種教學(xué)信息,又能逼真地創(chuàng)設(shè)物理模型和情景,可使深奧的物理現(xiàn)象、本質(zhì)、特性、狀態(tài)變得直觀易懂,大大縮短教學(xué)難點的突破過程,所擠出的時間就可講解更多相關(guān)的知識和現(xiàn)實的應(yīng)用,引導(dǎo)他們理論聯(lián)系實際,豐富課堂教學(xué)內(nèi)容,拓展教學(xué)空間,優(yōu)化課堂教學(xué)模式,提高教學(xué)效果。

四、信息技術(shù)與物理課程整合

信息技術(shù)與課程的整合,將對物理課程教學(xué)的各個方面產(chǎn)生變革影響和作用。

(一)物理教學(xué)內(nèi)容從封閉走向開放

信息技術(shù)與物理學(xué)科的整合,使教學(xué)內(nèi)容從封閉走向開放。信息技術(shù)為實現(xiàn)新的課程目標(biāo)提供了非常自然的工具,它與課程的整合將是課程內(nèi)容革新的一個有利促進因素,能有效克服傳統(tǒng)物理教學(xué)內(nèi)容缺乏鮮活時代氣息、脫離現(xiàn)實生活的弊端。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,學(xué)生可以很容易獲得豐富的、多樣化的教育資源。教師應(yīng)結(jié)合教學(xué)實踐,因勢利導(dǎo)地幫助和指導(dǎo)學(xué)生了解從何處獲取以及如何有效地利用與課程相關(guān)的資源。這樣,教學(xué)內(nèi)容更具時代氣息、更貼近生活和現(xiàn)代科技,納米技術(shù)、非線性科學(xué)、全息圖片、光手術(shù)刀等新科技隨時可能進入學(xué)生的視野;同時,這也迫使教師拓展知識面,以更好地選擇教學(xué)內(nèi)容、設(shè)計教學(xué)過程。

(二)學(xué)習(xí)方式的變革

建構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方式,是信息技術(shù)與課程整合所追求的目標(biāo)。實現(xiàn)信息技術(shù)與課程的整合,意味著信息技術(shù)不再僅僅是一種技術(shù)手段,而是一種學(xué)習(xí)方式的根本變革。信息技術(shù)在學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動探究、合作交流等方面有明顯的優(yōu)勢,學(xué)習(xí)者將從傳統(tǒng)的接受式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí),形成一種將書本知識與社會信息相結(jié)合、教師傳授與自我探索相結(jié)合的觀念和模式。

目前信息技術(shù)應(yīng)用于物理課程教學(xué)的主要并且也是行之有效的方式是計算機輔助教學(xué)(CAI),教師使用多媒體課件,形象地演示某些難以理解的內(nèi)容,或用圖表、動畫等展示動態(tài)的變化過程和理論模型等。這種演示型輔助教學(xué)的模式往往僅把信息技術(shù)作為知識呈現(xiàn)、情景展示的工具,忽視學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在規(guī)律,學(xué)生難以參與教學(xué),其任務(wù)僅是理解和吸收教師傳授的知識。信息技術(shù)與物理教學(xué)的整合應(yīng)當(dāng)走向更多地利用光盤、網(wǎng)絡(luò)檢索,獲取大量信息資源,并通過與計算機的交互,在與教師和同學(xué)的協(xié)作交流下,進行自主學(xué)習(xí)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)作,以達到建構(gòu)物理知識、提高學(xué)習(xí)能力的目的。教師的“講”更多的由學(xué)生積極參與的活動所代替,學(xué)生由“聽講”、“記筆記”的學(xué)習(xí)方式更多地變?yōu)橛^察、實驗和主動地思考?,F(xiàn)代信息技術(shù)提供的大量資源構(gòu)成有利于學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)方向、自主進行意義建構(gòu)的情境。例如,“萬有引力”章節(jié)的Web教材可作為課堂學(xué)習(xí)的輔助,又可延伸到課外,讓學(xué)生借助資源,自主發(fā)現(xiàn)。學(xué)生可以根據(jù)需要,隨時轉(zhuǎn)到“牛頓”或“地球同步衛(wèi)星”章節(jié)或段落,根據(jù)自己的意愿對“萬有引力定律”進行探源或者應(yīng)用的聯(lián)想探索。學(xué)生從單純記憶“萬有引力定律”,拓展到探索牛頓是如何發(fā)現(xiàn)這個定律、它與“地球同步衛(wèi)星”或“蜂窩式移動電話”又有那些聯(lián)系等,他們將更多地了解知識的形成過程以及拓展、應(yīng)用。這種環(huán)境中,學(xué)生變整齊劃一的“不得不學(xué)”為主動多樣的“要求去學(xué)”,真正成為學(xué)習(xí)的主人。

(三)整合構(gòu)造了自主探究的技術(shù)環(huán)境

新一輪基礎(chǔ)教育課程改革中,學(xué)生將越來越多地參與到探究性課題的研究,進而意識到他們自己所學(xué)知識與科學(xué)發(fā)展、社會生活的關(guān)聯(lián)。在探索過程中,他們不是機械地記憶信息,而是根據(jù)某項“任務(wù)”,自主搜尋、檢索、分析、組合與探究課題有關(guān)的資訊,從而達到培養(yǎng)獲取信息、處理信息的能力和基本的科學(xué)素養(yǎng)的目的。信息技術(shù)為學(xué)生在學(xué)科教學(xué)中的探究學(xué)習(xí)提供了技術(shù)工具和環(huán)境氛圍。

工具軟件是課題研究的重要輔助工具?!皫缀萎嫲濉笔且环N典型的可以直接輔助學(xué)生進行探索和研究的工具軟件,學(xué)生可以從動態(tài)中去觀察現(xiàn)象、讀取數(shù)據(jù)、探索和發(fā)現(xiàn)研究對象之間的數(shù)量變化關(guān)系。如我們曾借助《幾何畫板》,制作“平面鏡成像”讓學(xué)生探索兩相交平面鏡成像的數(shù)目、對稱性、像的觀察范圍等,制作“波的干涉”讓學(xué)生探索一條直線(繩子)上兩列波干涉加強與減弱區(qū)的范圍,模擬演示日食月食基礎(chǔ)上讓學(xué)生嘗試對地球月球軌道進行探究……這樣,學(xué)生在探索中學(xué),在嘗試中成功,對所學(xué)內(nèi)容就有更深層次的理解,同時有助于數(shù)理之間的聯(lián)系和物理圖景的動態(tài)分析。又如電荷的正負(fù)、電量、質(zhì)量和初速度、磁場方向、磁場強度、是否勻強磁場等因素均對“點電荷在磁場中運動軌跡”有影響,學(xué)生可以應(yīng)用《仿真物理實驗室》(南京金華科軟件有限公司開發(fā)),自己設(shè)計實驗,通過人機交互對話框調(diào)整參數(shù),探究不同參數(shù)狀態(tài)下電荷的運動狀態(tài)和軌跡,并獲得相關(guān)的實時數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗環(huán)境還可以提供一些學(xué)生在現(xiàn)實中無法體驗的情景,可以為學(xué)生就一些需要進行實驗而缺少實驗條件和實驗環(huán)境的探究學(xué)習(xí)內(nèi)容提供幫助。諸如《幾何畫板》、《仿真物理實驗室》等平臺,為學(xué)生提供自我動手、探索問題的模擬實驗環(huán)境,學(xué)生面對問題時,可以使用它們自己做實驗,來發(fā)現(xiàn)、總結(jié)一些規(guī)律。如此整合,信息技術(shù)扮演著“研發(fā)工具”的角色。

(四)“整合”帶來課程資源的變化

信息技術(shù)的飛速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)資源的豐富性和共享性,都沖擊著傳統(tǒng)的課程資源觀。課程資源的物化載體不單是教學(xué)用書、參考資料等紙質(zhì)印刷品,學(xué)習(xí)者可以直接從信息化環(huán)境和數(shù)字資源中獲取知識;課程資源的生命載體也不單是教師,學(xué)習(xí)者可以通過信息技術(shù)從學(xué)習(xí)化社區(qū)、其他學(xué)習(xí)者、在線專家等方面獲取課程內(nèi)容,達到最終的學(xué)習(xí)目標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)資源的突出優(yōu)勢在于知識更新速度快、能夠突破教育環(huán)境的時空限制,用各種相關(guān)資源來豐富封閉的、孤立的課堂教學(xué),極大擴充教學(xué)知識量?!罢稀币蠼處煂φn程教學(xué)內(nèi)容進行信息化處理后成為學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)資源,并提供給學(xué)習(xí)者共享。一種有效的策略是依照學(xué)科教學(xué)任務(wù),組織人力收集與之相關(guān)的知識信息,尤其是最新科學(xué)發(fā)現(xiàn)、最新科技成果方面的信息,形成本校知識資源庫。其中應(yīng)包含許多不同情境的應(yīng)用實例和有關(guān)的信息資料,以方便學(xué)習(xí)者依據(jù)自己的興趣、愛好,去主動發(fā)現(xiàn)、主動探索,比如:演示型或交互型教學(xué)軟件、知識素材、學(xué)法指導(dǎo)、疑難解答、生活物理等等。若教學(xué)資源庫不能滿足要求,則可通過適當(dāng)鏈接進入Internet網(wǎng),以尋求更多的資源或信息。但應(yīng)當(dāng)承認(rèn)資源仍是目前整合的瓶頸,真正從學(xué)習(xí)規(guī)律的角度去設(shè)計的數(shù)字化教學(xué)資源依然很匱乏,大量的冗余信息、過載信息成為人們快速獲取所需信息資源的障礙。

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