信息技术应用与物理课堂教学变革

随着改革的不断深入,信息技术在物理教学中的应用越发引起了人们的关注。通过信息技术应用能力的培训使得我在物理的课堂教学中对教学效果更加优化和深入的分析。同时也收集了以些利用信息技术在物理课堂教学中实际应用的案例,加以比较、分析和概括,从而明确信息技术在物理课堂教学的应用中所具有的优越性。在新课程改革的理念下，以多媒体、网络化、智能化为主要特征的现代信息技术与物理学科的整合，正在对课程理念、课程内容、课程实施以及课程资源产生深刻的影响，将引领教学方式和学习方式的变革。

关键词：信息技术；物理课堂教学改革；整合；教学情境；探究性学习

一、物理课堂教学改革中信息技术存在的重要意义

    随着信息技术改革的推进，信息技术教学已成为教学改革的核心，信息技术已带动一大部分教师改变教学观念，由传统的教育模式逐步转变为以现代教育技术为核心的教育模式，给我们基础教育改革带来了生机。物理教学所面对的是新的目标和要求，是日益扩展的教学资源，是日益广阔的视野，是日益便捷的条件，这就要求将信息技术与物理学科进行有效整合，建立一种全新的教学模式，实现物理教学的整体优化。

三、物理课堂改革中信息技术的重要作用

    现代信息技术被引入物理教学领域后，物理教学手段变得更加生动、丰富和多样性。不仅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中信息交流的多元化、认知方式的多元化，最终实现物理教学目标的多样化。

  （一）利用现代信息技术所具有的对图、文、声、动画、视频等多种媒体的综合处理能力，实现有声、可视、形象生动的表达效果，为物理教学创造良好的学习情景

1、利用模拟实验 ，创设教学情境

     演示实验是创设教学情境的重要手段。物理学中许多内容涉及到宏观和微观领域，它们的一些物理现象如“静电平衡”、“光电效应”、“链式反应”等，受实际条件的限制无法直接用实验进行演示，我们可以利用信息技术进行模拟实验，将一些微观的、不可见、变化太快的或太慢的物理现象展现在学生面前，丰富学生们的感性认识，创设教学情境。例如：“布朗运动”的教学，由于学校没有这种特殊的显微镜，致使学生不能观察到真实的布朗运动，我们就用自制的布朗运动课件模拟演示。用小黑色圆点代替小碳粒，使其动画效果为闪烁，制成两张幻灯片。第一张幻灯片为无痕迹布朗运动，单击鼠标后，可以观察到小黑色圆点，在大白色圆（模拟镜头所观察的范围）中无规则地不停地闪烁出现，就好象小碳粒由于受力不平衡，一会儿被撞击到这儿，一会儿被撞击到那儿。第二张幻灯片为有痕迹布朗运动，单击鼠标后首先可以观察到第一个黑色圆点闪烁，接着第一条直线画出和第二个小黑色圆点又开始闪烁；然后第二条直线又快速画出和第三个小黑色圆点又开始闪烁；以此类推，不断进行下去，就得到象课本中的碳粒每隔30秒的位置连线图。通过这两张幻灯片演示，可以很容易地得出微粒的运动是无规则的，实际上就是在短短的30秒内，微粒的运动也是无规则的，演示的效果很好。

2、利用物理史实，创设教学情境

物理学史是人类认识自然界中各种物理现象的认识史，它展示了物理学产生、发展的规律，说明了物理学中的基本概念，定律和理论体系的酝酿、产生和发展的辨证过程。物理学史充满了各种哲学思想的斗争，有许多献身于真理的科学家的动人事迹。在物理教学中，利用信息技术，能方便地讲述物理学发展史上生动有趣的事例，通过图片、文字、声音可以再现历史的一些情景，更好地调动学生的学习兴趣，端正学习动机，树立为祖国科学事业而奋斗的远大抱负。例如：讲授“行星的运动”时，利用自制的多媒体课件，在“日心说”与“地心说”的斗争中，介绍哥白尼、布鲁诺、伽利略等一些科学家为坚持科学真理而献身的感人事迹；以及第谷、开普勒孜孜不倦、坚持不懈、实事求是的科学态度。在讲授“反冲运动”时，播放我国长征系列火箭喷薄升空的壮观场面，介绍我国“神舟”号载人火箭实验发射情况。通过这些物理史实的教学，既可以激发学生的兴趣；还可以培养他们爱科学、爱祖国、爱人民的高尚情操；还可以形成科学的思想方法和研究方法，促进学生不断创新的科学精神和优秀品质的形成，造就严谨务实的科学态度。

（二）利用现代信息技术所具有的对视频、动画等信息的编辑能力，通过将微观过程实施宏观模拟，把宏观场景进行微缩处理、将瞬间过程转为定格分析，为物理教学创设变抽象为具体、变动态为静态，化枯燥为生动等有利于学生掌握的解决问题的方法和途径很多人都感到物理难学，其主要原因是，在学习过程中要有较强的抽象逻辑思维能力，特别是女生在这方面就更差一些，但他们具有丰富的形象思维能力，因此，在教学中要充分发挥学生的形象思维。利用信息技术能将一些抽象的、难易理解的物理过程、物理关系变得直观、形象和生动，从而降低了知识的难度。例如：碰撞过程，物体间的相互作用进行得很快，几乎是一瞬间完成，很难看清作用的细节。利用信息技术，就可将碰撞分为三个阶段：接触、挤压、分离，甚至更细一些，通过慢放，就能地观察和感受到物体相互碰撞作用的整个过程，对于在什么时候弹性势能为最大的问题，就很容易理解。再譬如“光的波粒二象性”，光是一种波同时也是一种粒子，学生很难理解它的二象性，原因是：通常我们在思考物理概念或者物理规律时，往往头脑中产生一个模型，用它代表不能直接看到的东西。如气体分子的热运动时，我们可把气体分子想像成一个个刚性小球，在容器中做无规则运动。当我们观察到光的波动性时，就会联想到水波；观察到光的粒子性时又会联想到飞行着的子弹。光既表现出波动性又表现出粒子性，这时就为难了，因为在我们的经验中找不到既是波、又是粒子的东西。就感觉到很抽象，不理解。利用多媒体课件制作，让光子（红色光点）一个一个地通过双缝，打在光屏上，当光子数较少时，打在光屏上只是一些无规则的散落点，这就清楚地显示了光的粒子性。单个光子通过双缝后的落点无法预测，当打在光屏上的光子数量很多时就会发现，光子落在某些条形区域内的可能性较大，这些条形区域正是红光通过双缝后发生干涉时振幅加强的区域。通过演示这个现象,就可以很好地说明，光子在空间各点出现的可能的大小（概率），可以用波动规律来描述，所以说光是一种波（概率波）。这样，对光的波粒二象性的理解就容易多了。

（三）利用信息技术加大课堂的信息量

  传统教学模式中，教师要把信息传达到学生，多数采用“粉笔加黑板”的简陋手段。因为技术的落后限制了信息传递的容量。而采用计算机等现代信息技术，可以大大地节省教师板书的时间，从而留给学生更多的时间用于师生之间的交流。同时，也更加有条件扩大课堂的容量。高效的使用课堂时间。例如在学习“楞次定律”时，课堂教学中需要补充许多课外的例子，同时补充一些课堂练习，板书内容很大；而把信息技术作为显示工具后，就可避免在课堂内书写大量的板书，从而节省大量的时间，增大课堂教学容量。尤其是在复习课上合理地应用多媒体技术，会使课堂效果更加优化。在复习课上，利用银屏来展示静态的例题、利用摸拟实验动画来重现实验时的动态情景，这样既扩大的课堂的容量，同时也便于学生回忆在新课学习时实验的情景，提高学生的参与热情。不至于使复习课上得枯燥无味。这样就可以利用节省的时间讲更多相关知识和现实的应用，引导学生理论联系实际，丰富了课堂内容，而且从根本上改变了过去“满堂灌”的教学弊端，给学生较多时间复习巩固，优化了课堂教学，增加了课堂的信息。

（四）利用现代信息技术与计算机网络的有机结合

通过对网上多媒体信息的资源共享，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，从而达到最优化的教学效果物理课堂教学应当走向更多地运用光盘、网络检索，获取大量信息资源，并通过与计算机的交互，在与教师和学生的协作交流下，进行自主学习和网络协作，以达到建构物理知识、提高学习能力的目的。教师的“讲”更多地由学生积极参与的活动所代替，学生由“听讲”、“记笔记”的学习方式更多地变为观察、实验和主动思考。现代信息技术提供的大量资源构成有利于学生自主选择学习方向、自主进行意义建构的情境。例如在《热机》的教学过程中，我设计了运用网络自学的环节，让学生借助资源，以小组为单位共同对所研究的内容及其相关规律进行学习。在其后的展示课上，学生通过自己设计的精美的幻灯片，将本小组的研究成果展示给大家，并对所研究的知识进行讲解。通过展示可以看出，学生不仅对内燃机的结构和工作原理有了一定的了解，也对燃料的热值及如何提高燃料的利用率有了全面的认识。在运用信息技术的过程中，学生通过网络获取大量资源，在与教师协作交流中进行自主选择学习内容、学习方向的灵活的学习活动，将传统教学的教师讲解为主变成了自己掌握学习主动性的新型学习方式。

四、物理课堂教学中应用信息技术时应注意的几个问题

我们强调：利用现代信息技术更新物理教学手段，并不等于是说在物理教学过程中可以舍弃传统的物理教学手段，而是合理选择和应用传统的与现代的教学手段，使两者有机结合、互为补充，最终实现物理教学方式和目标的共同多元化。因此，我认为在教学中特别要注意以下几个问题：

 1.不可用电脑代替人脑，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，且变换快，学生很难把课堂上传播的知识及时消化和吸收。因此在教学过程中既不能只顾教师对学生的灌输，也不能让学生脱离教师而单纯与机器交互学习。如果运用不当，课件或链接内容过于丰满，信息量超出了学生在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。多媒体教学必须充分体现教师在教学中的主导作用和学生在学习中的主体地位，这样才能充分体现多媒体在教学中的真正意义。

2. 不可盲目使用多媒体教学，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，不应为了使用计算机而使用。应以提高教学质量为宗旨，发扬传统教学的精华，切不可在使用多媒体教学时，抛弃优势方面，只是为了赶时髦、摆花架子，顾此失彼。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。因此，在教学中应深入研究教学媒体的基本性质及各种媒体的特殊性质，根据需要选择和有效应用媒体，以获得更好的教学效果。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。
3.努力提高课件制作技术，切忌照搬他人 。课件的设计应具有层次性，避免低水平重复的现象。课件制作要有创新，不能简单重复教材，不能过于华丽，否则容易分散学生的注意力。在容易出现问题的动画创意、课件的设计与制造中，必须把科学性放在首位；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。课件要能在网络环境下运行，要能让学生在任何时间、任何地点都能使用它为教学服务。

4. 绝不能用视频、动画等多媒体技术代替真实的实验，毕竟后者更具真实性。物理是一门实验科学，物理实验是物理理论赖以产生和发展的基础，是物理理论运用于生产实践的桥梁和中介，所以物理实验是不可替代的。物理实验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。 

总之，在物理课堂中信息技术的应用是服务于物理教学的，而不是用来阻碍教学的，我们要将其与课堂灵活、紧密地整合在一起。物理作为一门信息技术的临近学科物理教师更应成为信息技术与学科整合的先行者。相信大家只要用好信息与物理的整合就会有更好的成绩！