利用信息技术深化物理教学

天津市第九十中学 于晓丹

中学物理教育要求全面培养学生的观察、分析、比较、归纳和实践的能力。充分利用现代教育技术，即以计算机为核心的多种教育媒体及教学设计的理论和方法的应用，可克服传统课堂教学的不足，辅助和优化课堂教学过程，以多媒体的强大功能来丰富完善教师的教法，使学生的学法得到培养和发展，以达到提高物理课堂教学质量，发展学生素质的需要。

一、信息技术与研究性学习相结合

物理教学的最大特点就是培养学生的能力。能力的培养和提高离不开一定的知识面。为了扩大学生的知识面，教科书中都设置了一定量的阅读材料，有的还提供了网址，便于学生查阅。在日常教学中，结合课程标准和教材要求，教师提出一些参考性的研究课题与略策，并提供一定的学习材料，或给出主题网页，或指导学生上网查阅相关资料，或组织实地考察和调查，开展研究性学习，通过撰写小论文，再进行课堂交流。学生的协作学习、教师和学生的互动和合作、学生和家长及社会的互动，可以达到扩展阅读，丰富学生的知识，培养学生从网络获取信息、筛选信息、加工信息和协作学习能力的目的。这一层面的应用，一般难度不大，学生也十分愿意实践。例如物理教学中关于人造卫星，火箭，黑洞，传感器，太阳能电池原理与应用，传感器的分类及其应用，磁性材料，磁与生物等研究性学习课题。通过研究性的实践活动，可积累一定的素材和学生作品，挂靠在班级网页或学校网站上，为校园网提供丰富多彩的学生学习材料，为下一届学生开展研究性学习提供参考。

二、信息技术与物理实验教学整合

（一）发挥演示实验作用

物理是一门以实验为基础的学科，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，实验效果常常不如人意。而通过多媒体技术模拟实验的辅助，模拟一些重要的，但在现实实验环境下难以完成的一些物理实验，则可弥补常规实验仪器的不足，提高物理实验的演示效果。

如凸透镜成像规律实验，按传统实验方法进行演示时，由于常规实验仪器的限制，现象不是很明显，致使学生对凸透镜成像的特点不甚理解，并产生迷惑。此时若改为采用多媒体技术进行凸透镜成像规律模拟实验，整个模拟实验过程流畅、直观、明了，可使学生对该实验有一个清晰完整的认识。

由此可知，通过信息技术与物理实验整合，可以突破常规实验仪器的局限性，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，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。

（二）发挥学生自主探讨性实验作用

在传统物理实验室，一方面由于怕发生意外和造成实验仪器的损失，有许多实验室的规章制度，对学生有诸多限制；另一方面由于实验环境和实验条件的限制，实验结果往往和物理理论不一致，甚至出现相反的数据，这一切无不暴露出了传统实验室的弊端。

让学生在网络环境下进行虚拟实验室操作，以自主模拟实验为基础进行多媒体教学，则可以解决这一难题。

如在上传统电学实验课时，教师通常会告诉学生，电流表的接线柱不能接错、电压表不能超过量程，电池组不能短路等。

很多实验不允许学生自己操作，这些规定无形中扼杀了学生的创造性思维，而有些学生自主意识很强，常常会进行一些“地下操作”，最终损坏了仪器。然而，须知这些“破坏性”强的学生实际上很可能是动手能力、创造能力强的学生。在网络环境下，倡导学生自主探讨性实验，既可保护仪器又能培养学生的创新能力，并能把很多传统实验做不到的效果一一再现。学生在网络技术环境进行多媒体实验操作，通过网上人机对话，学生可以一边操作一边在网上畅游，获取新知识，或与其他同学交流。如果学生在网络虚拟实验室遇到问题，还可以通过网络从其他同学那里获取相关信息，进行讨论，让学生自主学习，并自主观察模拟实验，从而掌握学习成果和学习方法。

虚拟实验室为学生提供了全方位的开放性的操作环境，使学生在课堂上实现了在虚拟世界的真实体验。信息技术与物理实验教学整合，能够培养学生自主模拟实验、观察实验，并归纳、总结，抽象成所需知识的能力，从而学会学习，使学生主动地获取物理知识，发展能力，并促使他们建立科学的世界观。

（三）物理课程整合设计中应注意以下问题

1.“传统”物理教学强调“以实验为基础”仍然是正确的

在物理教学中推进“信息技术与课程整合”，必须包括学生实验和演示实验。物理学是一门实验学科，如果以信息技术与现代教育技术来取代实验则违背了教育的基本规律。

2.适时应用，注重优化

对于实验基本清晰的，要坚持做好实验，不能用“虚拟实验”代替真实。现代信息技术的优势可以在科学模拟的基础上叠加分析性信息，也就是提供由形象思维到抽象思维过度的桥，使得学习者更深刻地理解客观物理规律及其应用。“弹簧振子的动力学分析”“牛顿第二定律的应用”和“电磁感应”等是这类例子。

对于实验不够清晰的，需要用科学动态模拟补充。在“补充”之前还是先要做实验的。“波的叠加”“波的干涉”和“带电粒子在电场和磁场中的运动”等课题是这类例子。

对于中学不可能做出的实验，可完全用计算机科学模拟和视频资源来支持教与学。“气体分子运动”“α粒子的散射”等是这类例子。

在“整合”研究中根据物理学科特点，要重视真实实验与计算机科学模拟这两种信息技术的“整合”，还要注意“信息技术”与现代教育理念、教学方法研究的“整合”。

随着信息技术和物理学科教学整合的发展，将信息技术引进教育领域将给学生、教师、学校带来一个新的教学模式和新的契机，但同时也应看到，信息技术和物理教学整合是一个新兴事物，还有许多问题需要我们去研究、探索。但我们确信信息技术在和学科教学中整合中将大有作为。