信息技術(shù)與物理教學(xué)整合的途徑與思考

1、信息技術(shù)與物理教學(xué)整合的途徑與思考摘要:信息技術(shù)與課程整合是新的教育形勢下的必然要求,是實施素質(zhì)教育和培養(yǎng)創(chuàng)新人才的必由之路。本文論述了整合的本質(zhì)、意義,并結(jié)合物理教學(xué)實踐就整合途徑和應(yīng)注意的問題提出了具體的策略、實施辦法和相關(guān)思考。關(guān)鍵詞:信息技術(shù)物理教學(xué)整合教學(xué)結(jié)構(gòu)信息技術(shù)與課程整合是當(dāng)今教育改革的熱點之一,在各級各類學(xué)校正如火如荼地開展著。因此我們必須對信息技術(shù)與課程整合的理念、意義有一個清晰、正確的認(rèn)識,在與物理教學(xué)整合中找準(zhǔn)結(jié)合點和側(cè)重點,采用切實可行的策略。只有這樣才能把握整合的途徑,真正到達和實現(xiàn)整合的目標(biāo)。一:信息技術(shù)與課程整合的內(nèi)涵和本質(zhì)信息技術(shù)與課程的整合(Informat

2、ion Technology Curriculum Integration是指在“以人為本”的教育思想下,以建構(gòu)主義理論作為指導(dǎo),在教學(xué)過程中采用全新的教學(xué)結(jié)構(gòu)和教學(xué)方法,通過精心的教學(xué)設(shè)計將現(xiàn)有課程的教學(xué)活動與信息技術(shù)有機結(jié)合,融為一體。從而更好地完成課程目標(biāo),有效地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實踐能力。并在此基礎(chǔ)上促進每個學(xué)生的身心發(fā)展,培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)的愿望和能力,實現(xiàn)教學(xué)過程最優(yōu)化的一項行動策略。根據(jù)聯(lián)合國教課文組織(UNSCO對信息技術(shù)的定義:“應(yīng)用在信息加工和處理中的科學(xué)、技術(shù)與工程的訓(xùn)練方法和管理技巧;上述方法和技巧的應(yīng)用,計算機及其與人、機的相互作用,與之相應(yīng)的社會、經(jīng)濟和文化等

3、諸種事物。”我們可以看出信息技術(shù)一般是指“一系列與計算機相關(guān)的技術(shù)”,在教學(xué)中主要體現(xiàn)為以計算機為主的多媒體技術(shù)與internet網(wǎng)絡(luò),其特征是能夠?qū)?shù)量巨大的,格式變化的、分布在不同地點的各種信息進行記憶、展示、發(fā)送和使用。而信息技術(shù)與課程整合的宗旨就是要把以計算機及網(wǎng)絡(luò)為核心的信息技術(shù)作為促進學(xué)生自主建構(gòu)學(xué)習(xí)的認(rèn)知工具、情感激勵工具與豐富教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)工具,并將這些工具全面融合在各學(xué)科教學(xué)過程中,使各種教學(xué)資源、各個教學(xué)要素和教學(xué)環(huán)境,經(jīng)過組合、重構(gòu),達到相互融合成為有機整體。從而使以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的新型教學(xué)結(jié)構(gòu)。二、信息技術(shù)與物理教學(xué)整合的重要意義物理學(xué)以其嚴(yán)

4、密的體系結(jié)構(gòu)和高度的邏輯思維特性,在諸多學(xué)科中,歷來被認(rèn)為是最難學(xué)、最難教的一門。究其原因,除了與物理學(xué)本身的上述特點有關(guān)之外,同時也與現(xiàn)行的傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)構(gòu)密不可分。在這種結(jié)構(gòu)下,教師是作為主動的施教者,學(xué)生是外界刺激的被動的接受者,知識的灌輸對象。教材是教師向?qū)W生灌輸?shù)膬?nèi)容,教學(xué)媒體則是教師向?qū)W生灌輸?shù)姆椒ê褪侄?。因此很難從真正意義上激發(fā)和調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,無法有效地幫助學(xué)生突破物理概念和規(guī)律學(xué)習(xí)上的難點,更難于激發(fā)學(xué)生自主探究的熱情。而建構(gòu)主義理論的核心就是:以學(xué)生為中心,強調(diào)學(xué)生對知識的主動探索,主動發(fā)現(xiàn)和對所學(xué)知識在意義上的主動建構(gòu)。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境包含四大屬性:“情景”、“

5、協(xié)商”、“會話”和“意義建構(gòu)”。信息技術(shù)與物理教學(xué)整合,不是簡單地把信息技術(shù)僅僅作為輔助教師教學(xué)的演示工具,而是要實現(xiàn)信息技術(shù)與物理教學(xué)的融合,利用多媒體技術(shù)與internet網(wǎng)絡(luò)的特性與功能充分體現(xiàn)上述四大屬性,創(chuàng)造新型的既發(fā)揮教師主導(dǎo)作用又充分體現(xiàn)學(xué)生主體作用的“主導(dǎo)-主體”教學(xué)結(jié)構(gòu)。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,提高認(rèn)知能力,克服物理學(xué)習(xí)中的障礙,培養(yǎng)探索科學(xué)的實踐精神和創(chuàng)新精神,為使學(xué)生具有良好的科學(xué)素養(yǎng)和信息素養(yǎng)打下堅實的基礎(chǔ),促進學(xué)生的全面發(fā)展。三:信息技術(shù)與物理教學(xué)整合的實施條件1、教師觀念的轉(zhuǎn)變和學(xué)校的硬件環(huán)境是“整合”的前提教師作為教學(xué)活動的設(shè)計者,首先必須改革傳統(tǒng)教學(xué)觀念和教學(xué)結(jié)

6、構(gòu)中的落后理念,徹底擯棄傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)構(gòu)中不利于學(xué)生發(fā)展的落后因素和成分。真正樹立起以建構(gòu)主義理論作為指導(dǎo),使多種媒體相結(jié)合,優(yōu)勢互補,充分利用計算機和internet網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建以學(xué)生為中心,以服務(wù)、幫助學(xué)生學(xué)習(xí)作為宗旨,以調(diào)動學(xué)生主動探索、求知的積極性和興趣作為前提,為學(xué)生形成知識意義上的自我建構(gòu)而服務(wù)。只有在這樣的認(rèn)識前提下,教師在實際教學(xué)中才能實現(xiàn)真正意義上的整合,否則,完全可能僅僅只把信息技術(shù)手段作為向?qū)W生強行灌輸?shù)囊环N新的工具而已。其次學(xué)校的硬件設(shè)施是實施整合的基礎(chǔ),熟話說巧婦難為無米之炊,沒有良好的硬件條件和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,教師縱有心也會力不足,只能使整合成為紙上談兵。學(xué)校應(yīng)在加強校園網(wǎng)建設(shè)的

7、同時也應(yīng)重視教師電子閱覽室的建設(shè),推行電子備課,使教師能充分利用信息技術(shù)的優(yōu)勢為自己的教學(xué)服務(wù)。2、教師良好的信息素養(yǎng)和駕馭信息技術(shù)的能力是“整合”的保證教師本人必須具備良好的信息素養(yǎng)和一定程度的應(yīng)用信息技術(shù)的水平,能熟練掌握教學(xué)軟件的使用,具備一定的制作教學(xué)軟件的能力,而且還應(yīng)在教學(xué)實踐中不斷提高自身獲取、分析、處理、應(yīng)用信息進而創(chuàng)造信息的能力。從以上兩方面的要求,我們不難看出信息技術(shù)與課程的整合除了需要各教育行政單位和學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)充分重視硬件建設(shè)外,還要把加強各學(xué)科教師的現(xiàn)代教育理論知識的培訓(xùn)和信息技術(shù)能力的培訓(xùn)真正落在實處,作為一個經(jīng)常性和的長期性工作來抓。只有在現(xiàn)代教育教學(xué)理論的指導(dǎo)下,在

8、學(xué)校良好的信息技術(shù)環(huán)境下,教師結(jié)合自身豐富的教學(xué)經(jīng)驗,加上良好的信息技術(shù)駕馭能力,才能真正實現(xiàn)整合的目的和任務(wù)。四:信息技術(shù)與物理教學(xué)整合的實施途徑(一信息資源、多媒體教學(xué)軟件是信息技術(shù)與物理教學(xué)整合的重要載體現(xiàn)階段實現(xiàn)信息技術(shù)與課程整合的重要途徑就是利用internet網(wǎng)上的信息資源與設(shè)計制作相關(guān)多媒體教學(xué)軟件。它們是集信息技術(shù)與課堂教學(xué)藝術(shù)于一體的高度結(jié)合體,也是整合的載體,可以為新型的教學(xué)結(jié)構(gòu)提供最理想的教學(xué)環(huán)境。多媒體教學(xué)軟件的制作和設(shè)計要抓住信息技術(shù)的優(yōu)勢:如利用多媒體計算機的交互性、智能性、形象性、生動性來提供文本、圖像、聲音、視頻等多種呈現(xiàn)方式的學(xué)習(xí)材料,滿足學(xué)習(xí)者視覺、聽覺等多

9、種感官的需要,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及認(rèn)知主體作用的發(fā)揮。從而有利于知識的獲取和保持。對于物理學(xué)這種學(xué)科內(nèi)容有嚴(yán)謹(jǐn)結(jié)構(gòu)的教學(xué)而言,多媒體素材設(shè)計的著眼點應(yīng)放在變抽象為具體、變微觀為可見、變靜態(tài)為動態(tài)這一角度,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)有豐富資源的學(xué)習(xí)環(huán)境,提供不同場景的應(yīng)用實例和有關(guān)的信息資源,使學(xué)生能根據(jù)自己的興趣去主動發(fā)現(xiàn)、主動探索。1、創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景,變枯燥學(xué)習(xí)為生動有趣。如在聲音這一節(jié)的教學(xué)中,我們就可以通過計算機,利用有關(guān)音頻軟件比如cool edit 2000、cool edit pro或WaveCN1.70的,將聲音的波形動態(tài)直觀的顯示出來,再投影到液晶顯示屏幕上,使學(xué)生能直接觀察到聲音的音色、音調(diào)

10、、音量與波形的特點、振幅、頻率的關(guān)系,以及樂音和噪聲在產(chǎn)生機理上的區(qū)別。同時還可以讓學(xué)生直接通過話筒輸入,從屏幕上觀察自身說話、唱歌的波形隨聲音大小、快慢的變化。從而極大地激發(fā)學(xué)生參與的熱情和探索的興趣,讓學(xué)習(xí)變得生動有趣。2、變抽象為形象,化微小為明顯,使學(xué)生建立正確的物理模型。如:在動量、沖量的學(xué)習(xí)中,要解決有關(guān)的碰撞問題,在實驗演示之后,可進一步展示我們利用FLASH動畫設(shè)計模擬物體碰撞的動態(tài)過程,觀察由于作用時間的長短不同、方向不同而產(chǎn)生的不同的物理變化,創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)物理學(xué)的特定情景,使學(xué)生觀察到演示實驗中不易看到的細(xì)節(jié)和無法演示的現(xiàn)象,使學(xué)生獲得對物理過程的清晰認(rèn)識,提高分析和處理實際問

11、題的能力。不僅如此,在簡諧運動、楞次定律等許多方面的學(xué)習(xí)中都可以利用FLASH設(shè)計動態(tài)的課件來分析、闡述抽象的問題和補充演示實驗難以完成的任務(wù),從而有效地幫助學(xué)生建構(gòu)正確的物理模型,提高解決實際問題的能力。3、提供感性認(rèn)識,解釋物理學(xué)原理。感性認(rèn)識是學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的基礎(chǔ),也是突破知識難點的前提。如在圓周運動的學(xué)習(xí)中,學(xué)生對向心力這一概念總會產(chǎn)生誤解,認(rèn)為物體做圓周運動是因為多出了一個向心力的緣故。盡管教師再三強調(diào)向心力只不過是重力、彈力、摩擦力等力的合力或其中某個力或某個力的分力提供的,并非一種新的特殊力,但教學(xué)上卻收效甚微,學(xué)生常在實際問題分析中仍依然故我,多次出錯,很讓教師頭疼。其實在這里

12、,我們只需要放一段:摩托車賽手在彎道上行進的視頻,或者展示翻滾過山車的驚險場面,然后請學(xué)生仔細(xì)觀察后分析其受力特點,許多道理不需花很多口舌便可自然明白。當(dāng)然這樣的例子非常多,如失重、超重的現(xiàn)象、火箭發(fā)射升空的場面、衛(wèi)星環(huán)繞地球飛行的資料等,我們都可以在internet網(wǎng)找到相關(guān)素材,隨課堂教學(xué)提供給學(xué)生,既可以很好的說明原理,又能通過情感驅(qū)動有效地培養(yǎng)學(xué)生的注意力、觀察力和記憶力。4、呈現(xiàn)事實,激發(fā)學(xué)生的自主探究。教師可以選擇一些教學(xué)內(nèi)容,比如牛頓第三定律、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律等,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)在對教材認(rèn)真研究和分析后,利用Powerpoint、幾何畫板、Authorware、Vb進行相關(guān)教學(xué)設(shè)計

13、,通過信息技術(shù)的超連接、非線性結(jié)構(gòu)和交互的特點,給學(xué)生提供不同場景的應(yīng)用實例、相關(guān)的信息資源和動態(tài)的反饋信息,使學(xué)生能夠在豐富的教學(xué)資源的環(huán)境中,帶著學(xué)習(xí)要求有選擇地根據(jù)自己的個性和興趣去自主發(fā)現(xiàn)、自主探索。這不僅可以滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,也可以極大地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極。挖掘、開發(fā)其學(xué)習(xí)潛力,培養(yǎng)其創(chuàng)新思維。上述應(yīng)用在物理教學(xué)中范圍非常廣泛。一方面,它需要任課教師找準(zhǔn)結(jié)合點,努力搜集、整理和充分利用internet網(wǎng)上的已有資源。只要是網(wǎng)站上有的,不管是國內(nèi)的還是國外,都可以采用“拿來主義”的方式為我所用;另一方面也要求任課教師積極思考,根據(jù)學(xué)生實際、教學(xué)內(nèi)容自主設(shè)計開發(fā)適合不同層次學(xué)生

14、學(xué)習(xí)的軟件。當(dāng)然更需要教學(xué)第一線的物理教師與信息技術(shù)的專業(yè)人員相互配合,共同做好此項工作。當(dāng)前,我們特別需要一支專門開發(fā)教學(xué)軟件的隊伍,有針對性和目的性地開發(fā)一系列有利于物理學(xué)學(xué)習(xí)的相關(guān)軟件,為任課教師提供豐富的教學(xué)素材和積件。(二、任務(wù)驅(qū)動法使信息技術(shù)與物理教學(xué)的整合成為課內(nèi)與課外的統(tǒng)一信息技術(shù)與物理教學(xué)的整合,不僅是教學(xué)設(shè)計、課件與課堂教學(xué)的整合,而且也是信息技術(shù)與教學(xué)過程中人的整合及教學(xué)資源和教學(xué)要素的有機集合。信息技術(shù)能提供極為豐富的信息資源,可讓學(xué)生自由遨游在知識的海洋中,使他們的想象力插上翅膀,在足夠的信息支持下,他們的探索、設(shè)想以及在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生的想象能力和創(chuàng)造力就可得到發(fā)展。而

15、且比較閱讀和聽講兩種方式獲得知識的效果,閱讀可以獲得更多的信息。信息論業(yè)已證明圖象文字傳遞的信息流比聲音傳遞的信息流大約大105倍。從記憶的角度看,人們聽到的聲音遠(yuǎn)不如看到的文字記得牢。因此在教學(xué)中我們還應(yīng)安排一系列實踐性的活動,通過布置一些切實可行的有意義的任務(wù),讓學(xué)生課余通過網(wǎng)絡(luò)和其他信息手段獲取信息,學(xué)會使用信息工具和信息手段來分析、處理信息,并在活動中學(xué)會與人交流,相互協(xié)作。以此培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新能力和協(xié)作能力,拓寬學(xué)生的知識面,加深對物理學(xué)的了解和培養(yǎng)學(xué)習(xí)物理的興趣。1、網(wǎng)上自主學(xué)習(xí),拓展學(xué)習(xí)空間。物理學(xué)習(xí)中,不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和需求存在很大的差別,對學(xué)有余力的學(xué)生而言,課

16、堂教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足他們的需求,這就需要教師根據(jù)自己對信息的獲取和教學(xué)要求給他們提供一些能進一步拓展學(xué)習(xí)空間的物理專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站,如洪恩物理樂園、飛翔物理網(wǎng)、物理世界等,讓他們在課余能結(jié)合自身的需要,開拓視野,豐富知識或進行更深層次的學(xué)習(xí),促進個人發(fā)展。2、專題學(xué)習(xí),培養(yǎng)其團結(jié)協(xié)作的精神和良好的信息素養(yǎng)。物理學(xué)史給我們呈現(xiàn)的物理學(xué)發(fā)展的歷史畫卷,它將物理學(xué)發(fā)展所經(jīng)歷的曲折歷程,科學(xué)家們獻身科學(xué),追求真理的崇高品質(zhì),求真、求實、一絲不茍的科學(xué)態(tài)度以及團結(jié)協(xié)作、共同進取的精神和不屈不撓的頑強意志都淋漓盡致地展現(xiàn)在了我們面前。這是對學(xué)生進行思想品德教育、科學(xué)素養(yǎng)教育的良好素材。再如教學(xué)中許多相關(guān)物理知識

17、在生活、技術(shù)及科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用以及現(xiàn)代物理學(xué)的研究成果、發(fā)展前沿,物理學(xué)與其他科學(xué)的廣泛融合等諸多方面,都是非常重要的學(xué)習(xí)資料。但在課堂教學(xué)中因為時間的限制,不可能詳細(xì)闡述和討論,只能一帶而過。這種缺少過程的學(xué)習(xí)自然無法在學(xué)生頭腦中留下深刻印象。而通過internet網(wǎng),我們利用任務(wù)驅(qū)動的做法,給學(xué)生布置一些小任務(wù),比如收集、整理某位物理學(xué)家的生平、科學(xué)貢獻或者某項新技術(shù)與物理學(xué)的關(guān)系(如激光技術(shù)與人類生活、超導(dǎo)體和新材料等。給學(xué)生提供一些相關(guān)網(wǎng)站和搜集信息的技巧,讓他們自己去查閱,整理,加深自己的認(rèn)識,在此基礎(chǔ)上思考、討論對信息進行再加工和再處理,然后以科學(xué)小報、專題講座或校園網(wǎng)上發(fā)布等匯報

18、形式給學(xué)生以展示的機會,使他們不僅從中豐富了知識,提高了認(rèn)知能力還能體會到成就感,增添對科學(xué)的熱情。3、找準(zhǔn)知識切入點,進行課題研究。課題研究是進行研究性學(xué)習(xí)方式的有效策略,選擇與教學(xué)和生活緊密相關(guān)的課題,如:噪聲控制的方法、地球自轉(zhuǎn)的測定、壓力鍋水溫的估測、當(dāng)?shù)貥蛄涸O(shè)計的力學(xué)原理等,通過研究小組,將任務(wù)下達,讓他們自己以類似科學(xué)研究的方式去獲取知識和應(yīng)用知識,利用internet網(wǎng)豐富的資源支持,在獲得大量資料的基礎(chǔ)上思考、討論得到答案或解決問題的方案并付諸實施,最后形成研究性報告或總結(jié)性報告。實現(xiàn)以學(xué)生為主體,全面培養(yǎng)綜合運用所學(xué)知識的能力、收集和處理信息的能力、分析和解決問題的能力、語言

19、文字表達以及團結(jié)協(xié)作的能力。并起到激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識,訓(xùn)練學(xué)生參與實踐的目的。4、利用網(wǎng)上通訊工具,使教學(xué)形式豐富多彩。利用Internet Phone、E-mail、BBS、Chat Room等網(wǎng)絡(luò)工具方式進行網(wǎng)上作業(yè)、在線專題討論、學(xué)習(xí)交流,問題答疑等學(xué)習(xí)形式,增加師生間的交流、溝通,使課堂更為開放。從而為信息反饋,幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)上的障礙,樹立學(xué)好物理的信心起到重要的作用。四:信息技術(shù)與物理教學(xué)整合應(yīng)注意的問題(一、防止濫用信息技術(shù)、忽視教師的指導(dǎo)作用信息技術(shù)的運用、多媒體教學(xué)軟件的使用,決不能替代教師的作用。必須清醒地認(rèn)識到教師始終是教學(xué)過程的設(shè)計者、調(diào)控者,學(xué)生學(xué)習(xí)的幫助者、指導(dǎo)者,是學(xué)生心靈的塑造者。因此在教學(xué)中絕不能因為信息技術(shù)的應(yīng)用而削弱教師的指導(dǎo)作用,甚至離開教師的指導(dǎo)作用;忽視師生情感因素對學(xué)習(xí)過程中學(xué)生學(xué)習(xí)心理的重要影響,放任信息技術(shù)的濫用。而且并不是每一節(jié)物理課、每部分內(nèi)容都適合用計算機、internet網(wǎng)絡(luò),只有在信息技術(shù)的手段非用不可,而且效果更優(yōu)化的前提下才應(yīng)使用。(二、應(yīng)以建構(gòu)主義理論作為指導(dǎo),教學(xué)設(shè)計充分體現(xiàn)學(xué)生主動性原則信息技術(shù)與物理教學(xué)的整合就是要在建構(gòu)主義理論指導(dǎo)下,以學(xué)生為中心,一切活動以能充分調(diào)動學(xué)生的主動性和探索性為出發(fā)點,以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實