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摘要:随着素质教育的深化和教育信息现代化的发展,信息技术在教育领域的运用必然导致教学内容、手段、方法、模式,甚至教学思想、观念、理论,乃至体制的根本变革。物理学科,作为信息技术的边沿学科,理应在信息化课程的变革中,依托新的课程标准,为技术与课程的整合,探索一条信息化教育的成功道路。
关键词:信息技术 中学物理教学 整合
所谓信息技术与学科课程的整合,就是通过将信息技术有效地融合于学科的教学过程来营造一种新型的教学环境,实现一种既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的、以“自主、探究、合作”为特征的教学方式,从而把学生的主动性、积极性、创造性较充分地发挥出来,使传统的以教师为中心的课堂教学结构发生根本性变革,从而使学生的创新精神与实践能力的培养真正落到实处。信息技术与物理课堂教学的整合,不仅能使教学手段变得更加丰富生动,而且会带动物理教学组织形式、教学方法的多样化,可以促进物理教学过程信息交流的多元化、认知方式的多元化,最终实现物理教学目标的多元化。
一、利用信息技术表现形式的多样化,实现教学目标的多元化
物理学科的特点是逻辑性强、抽象思维要求高,尤其是许多物理现象涉及三维空间、动态过程、繁杂计算等,传统教学手段常以二维空间和静态过程为主,很难在课堂上将这种复杂的情景展示出来。抽象情景得不到直观、有效的展示和分析,成了中学物理教学中的难点。以网络技术和多媒体技术为核心的信息技术,具有独到的优势,它可以把这些复杂的问题转化为直观、形象、生动的感性情景,大大降低了学生理解难度和教师教学的难度。通过课堂教学中学生、教师和媒体的互动,可以使得教学难点得以化解。
(一)信息技术与中学物理教学整合能够实现微观过程宏观化
中学物理有些知识涉及微观领域,如分子运动论的内容,扩散现象的解释,晶体与非晶体的结构差异,导体易导电而绝缘体难导电的原因,电路中电流的成因等等。用信息技术可以模拟微观运动的物理过程,帮助学生理解和掌握。
(二)信息技术与中学物理教学整合,化无声为有声,化静态为动态
动态的事物比静态的事物更能引起学生的注意,从而调动学生的兴趣。例如:机械波的形成,其抽象的本质利用flash动画,把其过动态过程展现出来,从而把抽象问题具体化,静态过程动态化。
(三)多媒体计算机提供外部刺激的多样性,有利于知识的获取与保持
多媒体计算机提供的外部刺激不是单一的刺激,而是多种感官的综合刺激。这对于知识的获取和保持,都是非常重要的。实验心理学家赤瑞特拉(Treicher)作过两个著名的心理实验,一个是关于人类获取信息的来源,即人类获取信息主要通过哪些途径。他通过大量的实验证实:人类获取的信息83%来自视觉,11%来自听觉,这两个加起来就有94%。还有3.5%来自嗅觉,1.5%来自触觉,1%来自味觉。多媒体技术既能看得见,又能听得见,还能用手操作。这样通过多种感官的刺激所获取的信息量,比单一地听老师讲课强得多。信息和知识是密切相关的,获取大量的信息就可以掌握更多的知识。他还作了另一个实验,是关于知识保持即记忆持久性的实验。结果是这样的:人们一般能记住自己阅读内容的10%,自己听到内容的20%,自己看到内容的30%,自己听到和看到内容的50%,在交流过程中自己所说内容的70%。这就是说,如果既能听到又能看到,再通过讨论、交流用自己的语言表达出来,知识的保持将大大优于传统教学的效果。这说明多媒体计算机应用于教学过程不仅非常有利于知识的获取,而且非常有利于知识的保持。
二、构建模拟实验教学模式,发挥虚拟实验室功能
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教学的特点,利用實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较完全地掌握产生实验结论的过程,在操作中掌握物理学的研究方法。
计算机能模拟真实的生活情景,为学习者提供虚拟环境,通过模拟练习,获得在现实情况下不便或不能获得的感性经验和真实体验,能够训练学生的一些技能。
(一)利用模拟实验室,充分发挥演示实验的功能
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实验的辅助作用, 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。
有些实验结果可见度低,学生不能清楚的观察到实验现象。例如波的干涉和衍射实验,用传统的方法效果不明显,学生很难理解波的干涉和衍射的原理,而用flash动画实验,通过慢镜头播放,在干涉实验中就能明显的看到波的叠加过程及产生的叠加结果——干涉;在衍射实验中很容易控制障碍物或孔的大小从而使衍射效果很明显。又如练习使用游标卡尺时,利用模拟演示可以在大屏幕观看游标卡尺的使用规则及学习读数方法。
浮力是由下表面受到的向上的压力和上表面受到水的向下的压力差产生的,但如果使用语言和文字向学生讲授向上和向下压力差时,学生理解起来比较抽象,对整个过程反映比较茫然。课件以动画的形式慢镜头表示前、后、左、右的压强、压力相等,小木块保持不动,但加载上、下表面压强、压力时,小木块慢慢向上移动,同时超级链接浮力大小的推导公式录像。活泼的动画效果、直观的图形,快速有效地激发了学生的学习兴趣,收到了良好的教学效果,学生很轻而易举就攻破了这一难点,同时为讲授下一节阿基米德原理打好理论基础,而这一切都是传统教学很难做得到的。
(二)利用虚拟实验,发挥学生自主探索性实验作用
网络虚拟实验是在web中创建出一个可视化的三维物件环境,其中每一个可视化的三维物体代表一种实验对象,学生可通过鼠标的点击及拖动操作,进行虚拟实验。这种虚拟实验室为学生提供了全方位的开放性操作环境,使学生在课堂上实现了虚拟世界的真实体验。
三、利用网络资源,扩大信息来源,提高教师教学水平和学生自主学习的能力
进入网络时代后,网络环境为师生提供了丰富的资源库,网络资源的开发和利用已成为一个现代教育工作者必备的信息素养。网上资源具有信息量大、更新速度快的特点,例如中国中小学教育教学网(Http://www.k12.com.cn)可谓是一间完整的中小学教学资源库,它为我们提供了同步教学的多种资源,且处于动态的更新之中。
四、通过信息技术与中学物理课程整的整合,探索中学物理教学改革新思路
多媒体和网络技术由于能提供图文声像并茂的多种感官综合刺激(这有利于情境创设和大量知识的获取与保持),能提供界面友好、形象直观的交互式学习环境(这有利于激发学生的学习兴趣和进行协商会话、协作学习),还能按超文本、超链接方式组织管理学科知识和各种教学信息,(这不仅有利于学生的主动发现、主动探索,还有利于发展联想思维和建立新旧知识之间的联系),因而对学生认知结构的形成与发展,即促进学生关于当前所学知识的意义建构是非常有利的,也是其他的教学媒体或其他学习环境无法比拟的。
先进的教学媒体只有为先进的教育思想服务,它才具有目标和出发点,具有自由广阔的发展平台,具有活的灵魂。由于多媒体具有图、文、声并茂,甚至有活动影像这样的特点,因此它能提供最理想的教学环境,必然会对教育、教学过程产生深刻的影响。这种深刻影响可以用一句话来概括:多媒体技术将会改变教学模式、教学内容、教学手段、教学方法,最终导致整个教育思想、教学理论甚至教育体制的根本变革。
(河北省晋州市营里中学)
关键词:信息技术 中学物理教学 整合
所谓信息技术与学科课程的整合,就是通过将信息技术有效地融合于学科的教学过程来营造一种新型的教学环境,实现一种既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的、以“自主、探究、合作”为特征的教学方式,从而把学生的主动性、积极性、创造性较充分地发挥出来,使传统的以教师为中心的课堂教学结构发生根本性变革,从而使学生的创新精神与实践能力的培养真正落到实处。信息技术与物理课堂教学的整合,不仅能使教学手段变得更加丰富生动,而且会带动物理教学组织形式、教学方法的多样化,可以促进物理教学过程信息交流的多元化、认知方式的多元化,最终实现物理教学目标的多元化。
一、利用信息技术表现形式的多样化,实现教学目标的多元化
物理学科的特点是逻辑性强、抽象思维要求高,尤其是许多物理现象涉及三维空间、动态过程、繁杂计算等,传统教学手段常以二维空间和静态过程为主,很难在课堂上将这种复杂的情景展示出来。抽象情景得不到直观、有效的展示和分析,成了中学物理教学中的难点。以网络技术和多媒体技术为核心的信息技术,具有独到的优势,它可以把这些复杂的问题转化为直观、形象、生动的感性情景,大大降低了学生理解难度和教师教学的难度。通过课堂教学中学生、教师和媒体的互动,可以使得教学难点得以化解。
(一)信息技术与中学物理教学整合能够实现微观过程宏观化
中学物理有些知识涉及微观领域,如分子运动论的内容,扩散现象的解释,晶体与非晶体的结构差异,导体易导电而绝缘体难导电的原因,电路中电流的成因等等。用信息技术可以模拟微观运动的物理过程,帮助学生理解和掌握。
(二)信息技术与中学物理教学整合,化无声为有声,化静态为动态
动态的事物比静态的事物更能引起学生的注意,从而调动学生的兴趣。例如:机械波的形成,其抽象的本质利用flash动画,把其过动态过程展现出来,从而把抽象问题具体化,静态过程动态化。
(三)多媒体计算机提供外部刺激的多样性,有利于知识的获取与保持
多媒体计算机提供的外部刺激不是单一的刺激,而是多种感官的综合刺激。这对于知识的获取和保持,都是非常重要的。实验心理学家赤瑞特拉(Treicher)作过两个著名的心理实验,一个是关于人类获取信息的来源,即人类获取信息主要通过哪些途径。他通过大量的实验证实:人类获取的信息83%来自视觉,11%来自听觉,这两个加起来就有94%。还有3.5%来自嗅觉,1.5%来自触觉,1%来自味觉。多媒体技术既能看得见,又能听得见,还能用手操作。这样通过多种感官的刺激所获取的信息量,比单一地听老师讲课强得多。信息和知识是密切相关的,获取大量的信息就可以掌握更多的知识。他还作了另一个实验,是关于知识保持即记忆持久性的实验。结果是这样的:人们一般能记住自己阅读内容的10%,自己听到内容的20%,自己看到内容的30%,自己听到和看到内容的50%,在交流过程中自己所说内容的70%。这就是说,如果既能听到又能看到,再通过讨论、交流用自己的语言表达出来,知识的保持将大大优于传统教学的效果。这说明多媒体计算机应用于教学过程不仅非常有利于知识的获取,而且非常有利于知识的保持。
二、构建模拟实验教学模式,发挥虚拟实验室功能
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教学的特点,利用實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较完全地掌握产生实验结论的过程,在操作中掌握物理学的研究方法。
计算机能模拟真实的生活情景,为学习者提供虚拟环境,通过模拟练习,获得在现实情况下不便或不能获得的感性经验和真实体验,能够训练学生的一些技能。
(一)利用模拟实验室,充分发挥演示实验的功能
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实验的辅助作用, 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。
有些实验结果可见度低,学生不能清楚的观察到实验现象。例如波的干涉和衍射实验,用传统的方法效果不明显,学生很难理解波的干涉和衍射的原理,而用flash动画实验,通过慢镜头播放,在干涉实验中就能明显的看到波的叠加过程及产生的叠加结果——干涉;在衍射实验中很容易控制障碍物或孔的大小从而使衍射效果很明显。又如练习使用游标卡尺时,利用模拟演示可以在大屏幕观看游标卡尺的使用规则及学习读数方法。
浮力是由下表面受到的向上的压力和上表面受到水的向下的压力差产生的,但如果使用语言和文字向学生讲授向上和向下压力差时,学生理解起来比较抽象,对整个过程反映比较茫然。课件以动画的形式慢镜头表示前、后、左、右的压强、压力相等,小木块保持不动,但加载上、下表面压强、压力时,小木块慢慢向上移动,同时超级链接浮力大小的推导公式录像。活泼的动画效果、直观的图形,快速有效地激发了学生的学习兴趣,收到了良好的教学效果,学生很轻而易举就攻破了这一难点,同时为讲授下一节阿基米德原理打好理论基础,而这一切都是传统教学很难做得到的。
(二)利用虚拟实验,发挥学生自主探索性实验作用
网络虚拟实验是在web中创建出一个可视化的三维物件环境,其中每一个可视化的三维物体代表一种实验对象,学生可通过鼠标的点击及拖动操作,进行虚拟实验。这种虚拟实验室为学生提供了全方位的开放性操作环境,使学生在课堂上实现了虚拟世界的真实体验。
三、利用网络资源,扩大信息来源,提高教师教学水平和学生自主学习的能力
进入网络时代后,网络环境为师生提供了丰富的资源库,网络资源的开发和利用已成为一个现代教育工作者必备的信息素养。网上资源具有信息量大、更新速度快的特点,例如中国中小学教育教学网(Http://www.k12.com.cn)可谓是一间完整的中小学教学资源库,它为我们提供了同步教学的多种资源,且处于动态的更新之中。
四、通过信息技术与中学物理课程整的整合,探索中学物理教学改革新思路
多媒体和网络技术由于能提供图文声像并茂的多种感官综合刺激(这有利于情境创设和大量知识的获取与保持),能提供界面友好、形象直观的交互式学习环境(这有利于激发学生的学习兴趣和进行协商会话、协作学习),还能按超文本、超链接方式组织管理学科知识和各种教学信息,(这不仅有利于学生的主动发现、主动探索,还有利于发展联想思维和建立新旧知识之间的联系),因而对学生认知结构的形成与发展,即促进学生关于当前所学知识的意义建构是非常有利的,也是其他的教学媒体或其他学习环境无法比拟的。
先进的教学媒体只有为先进的教育思想服务,它才具有目标和出发点,具有自由广阔的发展平台,具有活的灵魂。由于多媒体具有图、文、声并茂,甚至有活动影像这样的特点,因此它能提供最理想的教学环境,必然会对教育、教学过程产生深刻的影响。这种深刻影响可以用一句话来概括:多媒体技术将会改变教学模式、教学内容、教学手段、教学方法,最终导致整个教育思想、教学理论甚至教育体制的根本变革。
(河北省晋州市营里中学)