信息技术应用于物理教学初探

社会步入了二十一世纪，以网络技术和多媒体技术为核心的信息技术已成为拓展人类思维的创造性工具。近年来，计算机辅助教学工作在全国教育界逐渐深入，但大多以“示范课”的形式开展，只是教育教学中的一个点缀而已，信息技术并没有真正与学科教学“融合”在一起。究其主要原因是在进行计算机辅助教学的过程中，没有合适的应用软件和操作平台，需要教师自己研制开发课件，而开发课件需要花费大量的时间和精力，很多时候为了上好一节示范课，甚至要做数十小时的准备。鉴于此很多教师都反映计算机辅助教学是一项“投入多、产出少”的工作，基本上适应不了日常教学，如果信息技术作为一项教学工具，能够把各种技术手段完美地融合到课程之中——就像教师在上课时使用黑板和粉笔一样，届时计算机演变成为真正的教学工具, 教师最主要的任务不再是开发软件，而是如何应用现有的软件把计算机的优势发挥出来，进行学科教学。  本文就信息技术应用于物理课程教学，结合自己物理教学的实践谈谈以下几点看法。 

一、探索“课件”向“课件素材”发展的思路 

计算机辅助物理教学经过几年的发展，市场上已有相当数量的物理教学课件可供购买，但能够真正适用于教学的却不多，教师自制课件的水平又不高。在此阶段上，寻求计算机辅助教学软件开发和应用的新路子──有学科特色的开发平台和多媒体资料库应运而生。工具型、资料型、开放型的教学平台已成为计算机辅助教学软件的发展方向。教师稍加培训就能够自如的运用它们来按自己的意愿制作课件，紧密配合自己的教学过程、为课堂教学所用,在真正意义上实现计算机辅助教学。 例如我们常用的办公系统MS OFFICE中的PowerPoint 就是一个很不错的、又很简单的多媒体教学设计软件，它是一个基于Windows操作系统，集声音、图形、图像、文字于一体的多媒体课件开发工具。只要会打字，几个小时就可以学会。再如几何教学平台的“几何画板”不仅适用于几何教学，而且也适用于物理教学中的力学课程，它界面简单、容易学习、直观好用。还有的如科利华电子备课系统、中教育星多媒体备课系统等软件都很受老师的欢迎。这些就很好的体现了“课件素材”发展思想。 

在多媒体课件素材处理方面，物理作为一门信息技术邻近学科，物理教师应该成为把信息技术应用于物理教学的先行者。如今网上积累了大量的用于物理教学及学习的课件素材，并已分类按章节放入不同的目录中，可以建立自己专门的物理教学网站，并把已经制作好的CAI课件、教案、论文等以网页浏览的形式放在该网站中，同时还可以把其它网站已有的课件通过Internet 的超级链接功能整合到自己的CAI课件里，以“搭积木”的形式，把在教学实践过程中制作的每一个课件链接起来，通过长时间教学的积累，逐步建立一个完整的教学课件体系。其它教师也可通过网络使用我积累的的CAI课件，提高了课件资源的利用率，充实了网上物理学科资料库，形成网上物理学科联盟。教师和学生可以在任何时间、任何有网络终端的地点，通过Internet 网络来访问这类网站，进行物理教学的探讨和巩固性学习。

因此，运用“课件素材”的思想，走素材资源库和制作平台相结合的新思路，是软件开发和应用走出目前困境的有效途径。学科教师应根据教学实际，运用这一思想，充分利用现有条件下的网络信息资源素材库和教学软件，以及相关的CD、VCD资源，从中选取适合教学需要的内容来轻易制作自己的课件，从而适应不同教学情境的需要，彻底改变教学软件在设计、开发和使用上的相互割裂的局面，使CAI在课堂上的运用走出低谷，朝着信息技术与物理学科整合这一更为广阔的方向发展。

二、充分利用网络资源，增进教学效果  

网络环境为我们提供了丰富的知识库、资源库，网上的资源开发和利用已成为一个现代教育工作者必备的信息素质。网上资源具有信息量大、更新快等特点，例如：中国中小学教育教学网（http://www.k12.com.cn/ ）教育资源库物理学科、安徽教育资源网（http://www.ahedu.cn ）资源中心物理学科等可谓是一间完整的中小学数字资源库，它为我们提供了同步教学、优秀课件等多种资源，且处于动态的更新之中。通过下载这些优秀课件、优秀习题再作进一步的组织、加工就能设计出适合自己风格的课件来。在我平时的教学中，许多课程采用了PowerPoint组合课件素材的方法制作了可供老师直接使用的课件。   

以《电磁振荡》一课为例。要很好地理解“电磁振荡”这个物理现象及其规律，仅仅做好实验或利用挂图是不够的。学生对LC电路中振荡电流的产生过程，电压和电流的大小、方向的变化规律往往感到难以理解和掌握。在这一课中，教师在做好电磁振荡演示实验的前提下，用下载的FLASH动画插入到PowerPoint文档中自制多媒体课件，形象地模拟显示电容器中电场线、电压，线圈中磁场线、自感电动势及电路中电流的同步协调的动态变化情况，再辅以电流、电压、自感电动势周期性变化的图像，清楚地反映了电磁振荡中电流、自感电动势、电压三者间相互依存、相互制约的关系，以及由此决定了的LC电磁振荡规律，同时也揭示了该物理过程中各物理量的辨证关系。这些大大降低了学生的学习难度。通过多媒体课件展示动静结合的物理过程，同学们在头脑中形成了清晰、形象、连贯、动态的LC电磁振荡的物理图景，有效地建立概念、掌握规律，并培养了科学思想，了解了学科研究的方法。 总之，让学生在生动、形象的环境中进行学习，由此达到事半功倍的作用，也就能很好地提高课堂教学效果。 

实验教学和演示实验是中学物理教学的重要一环。丰富多彩、生动有趣的实验是物理实验教学的特点，利用实验课不仅可以让学生记住某些相关结论、实验步骤，而更为重要的是能够使学生透彻理解并且完全掌握产生实验结论的过程。在普通物理课堂的演示实验中，由于受到常规实验仪器本身的限制，实验效果常不如人意。而通过多媒体技术模拟演示实验, 模拟一些重要的，但在现实实验环境下效果很差的一些物理实验，则可弥补常规实验仪器的不足，提高物理实验的演示效果。物理实验《长度的测量》中，游标卡尺的使用是教学的一个难点，通常先要把游标卡尺的原理、使用方法、读数规则及注意事项向学生演示介绍，由于游标卡尺太小，演示效果很差。教学中我使用了多媒体教室，先把每两位学生分成一组，分发一只游标卡尺，把游标卡尺的动画展示在大屏幕上，边演示边讲解，然后再让学生动手操作，通过信息技术应用于物理实验教学，突破常规实验仪器的局限性，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提供帮助，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，取得了很好的实验教学效果。 

信息技术作为最先进的教学媒体应用于物理教学，不但深化了物理学科教学、加大了学科信息容量，而且提高了课堂四十五分钟的教学效率。

三、开设基于互联网资源的研究性学习 

“研究性学习”是为进行某项专题性学习活动而互助协作、共同完成研究探索的任务，并在任务解决中达成课程目标的学习方式。利用网络可以在学习活动中方便地搜寻与问题相关的信息，并对信息进行加工处理。并可以方便地进行研究性学习的过程交流和成果评价，这种交流评价是多边的和自由的。这些对培养学生信息获取、处理和交流表达能力非常有效，有利于促进学生信息能力的发展。利用信息技术进行物理学科的研究性学习，是信息技术应用于物理教学的又一种重要新形式。 

基于互联网资源的研究性学习活动，要达到学习活动预期的目标和成效，制订周密的计划和进行规范的评价是至关重要的，而学习活动过程本身就是研究性学习和信息素养交互作用、协调提高的学习成果。 

例如在学习了《人造卫星》内容后，向学生布置了研究性学习课题：上网研究人造卫星。要求：每组3-4人，上网搜索人造卫星的相关资料，经过分类、分析，最终以论文形式完成，研究方向自定，题目自拟。这个课题的目标是：培养学生的相互协作精神和学生对信息获取、处理及论文写作的能力。任务布置下去后，学生反映积极，利用课外活动时间及周六周日学校机房开放，提供给学生上机。经过一周的时间，学生们逐渐完成了他们的研究任务，拿出了他们的研究论文。有对人造卫星分类及功能进行的研究，并用刚学过物理知识对卫星的运动情况进行分析；有的研究了我国人造卫星的发展历史与未来展望，论文中表达了他们积极的爱国热情。在这次研究性学习活动中，同学们学到了知识，提高了能力，达到了研究性学习的目标。 

通过信息技术应用于物理课程教学，激发了学生对物理学科的学习兴趣，课堂上参与意识增强了，对知识的理解掌握程度加深了，尤其是实验教学，学生的实验理解能力、动手能力均取得了长足的进步。信息技术应用于物理课程教学能鞭策我们教师去进一步完善课堂教学，使教学过程更具有科学性，帮助教师在课堂上更合理地掌握和利用时间，吸引学生的注意力，使学生在课堂上接受和掌握更多的知识，提高物理课堂教学的效率。 随着信息技术应用于物理课程教学的发展，信息技术和物理学科教学整合也将逐步走向成熟，到那时，信息技术会像现在的黑板和粉笔一样，成为老师教学的日常教学工具。