鄧蓉

摘要：本文結(jié)合教學(xué)實(shí)例從“創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)探究”、“突破難點(diǎn)，促進(jìn)探究”、“仿真模擬，輔助探究”、“處理數(shù)據(jù)，規(guī)律探究”、“開(kāi)發(fā)資源，拓展探究”、“合理利用，有效整合”六個(gè)方面探討了信息技術(shù)與物理探究教學(xué)的整合問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；探究教學(xué)；整合

中國(guó)分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003—614B（2012）8（S）—0064—2

《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》中明確提出，“在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)大力推進(jìn)信息技術(shù)的普遍應(yīng)用，促進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式和師生互動(dòng)方式的變革”。信息技術(shù)與物理教學(xué)的有效整合是以信息技術(shù)為載體，以新課程理念和教育技術(shù)理論為指導(dǎo)，根據(jù)物理學(xué)科特點(diǎn)和教學(xué)規(guī)律而進(jìn)行的學(xué)科教學(xué)變革。通過(guò)在物理學(xué)科教學(xué)中有效地應(yīng)用信息技術(shù)，可促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)概念、規(guī)律的建立、深化和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)和科學(xué)探究能力。

整合信息技術(shù)輔助物理教學(xué)，并不是傳統(tǒng)意義上的僅用PowerPoint軟件將本可用粉筆板書(shū)就能表現(xiàn)的教學(xué)內(nèi)容生硬地編輯成幻燈片講稿，而是在教學(xué)過(guò)程中能恰到好處地將常規(guī)方法不易達(dá)到的目標(biāo)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)對(duì)視頻、圖片、網(wǎng)絡(luò)檢索等多種媒體信息的集成和再現(xiàn)功能，結(jié)合傳統(tǒng)媒體工具展示出來(lái)。本文主要探討在物理探究教學(xué)中如何充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使其與科學(xué)探究過(guò)程有效整合等問(wèn)題。

1 創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)探究

“在科學(xué)探究性教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生首先會(huì)注意可直接觀察的而且經(jīng)常能感知到的現(xiàn)象。然后經(jīng)歷提出問(wèn)題、利用信息資源、設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案、分析和處理原始數(shù)據(jù)、得出答案與解釋?zhuān)⑦@些解釋進(jìn)行對(duì)照和交流的探究的具體過(guò)程?！币虼?，利用信息技術(shù)所具有的對(duì)圖、文、聲、像等多媒體信息的綜合處理能力，可實(shí)現(xiàn)有聲、可視、形象生動(dòng)的表達(dá)效果，進(jìn)而為物理探究教學(xué)創(chuàng)設(shè)有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的探究情境。激發(fā)學(xué)生的探究欲望。例如：在《超重與失重》這一節(jié)的學(xué)習(xí)中，可先通過(guò)展示相關(guān)精彩的圖片，讓學(xué)生知道生活中的超重與失重現(xiàn)象，初步認(rèn)識(shí)有趣的失重現(xiàn)象；也可以播放人站在電梯中的體重計(jì)上時(shí)，電梯運(yùn)行全過(guò)程中體重計(jì)示數(shù)變化的視頻，以便學(xué)生觀察、比較并讀數(shù)、記錄。學(xué)生通過(guò)觀察真實(shí)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，從而容易產(chǎn)生學(xué)習(xí)的興趣和探究的欲望。

但值得注意的是，利用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)探究情境的過(guò)程中，教師應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象，不能只停留在多媒體所呈現(xiàn)的信息表面，而應(yīng)挖掘現(xiàn)象的本質(zhì)，提出可探究的問(wèn)題。

2 突破難點(diǎn)，促進(jìn)探究

由于學(xué)生認(rèn)知水平、思維水平有限，高中物理概念的抽象和過(guò)程的復(fù)雜性，造成學(xué)生的認(rèn)知困難，形成教學(xué)難點(diǎn)。信息技術(shù)在突破難點(diǎn)方面有著重要作用?？梢岳眯畔⒓夹g(shù)直觀動(dòng)態(tài)地展示某些復(fù)雜過(guò)程的變化，幫助學(xué)生把握物理過(guò)程的變化特點(diǎn)和規(guī)律。實(shí)現(xiàn)意義建構(gòu)，從而有效地突破教學(xué)難點(diǎn)。例如在進(jìn)行《機(jī)械波的形成與傳播》教學(xué)時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)條件、教學(xué)空間的限制，若僅通過(guò)繩波的形成等演示實(shí)驗(yàn)很難使學(xué)生理解“波由近及遠(yuǎn)向前傳播，而各介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置上下做往復(fù)運(yùn)動(dòng)”，通過(guò)波的形成過(guò)程的動(dòng)態(tài)演示，可以幫助學(xué)生構(gòu)建形象的空間圖景，形成正確的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)機(jī)械波傳播過(guò)程與特點(diǎn)等知識(shí)的探究學(xué)習(xí)。但值得注意的是，在利用信息技術(shù)突破難點(diǎn)的過(guò)程中，教師應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生分析和探究波形成過(guò)程，傳統(tǒng)講授法的必要性也不可忽視。

3 仿真模擬，輔助探究

仿真實(shí)驗(yàn)是用計(jì)算機(jī)軟件模擬物理過(guò)程，不同于一般的教學(xué)課件。仿真實(shí)驗(yàn)包含了一般實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和主要過(guò)程，甚至可以做真實(shí)實(shí)驗(yàn)無(wú)法做到的實(shí)驗(yàn)。在物理探究教學(xué)過(guò)程中，仿真實(shí)驗(yàn)是通過(guò)模擬手段，特別是信息技術(shù)手段，再現(xiàn)真實(shí)世界的某些方面，并通過(guò)實(shí)際操作而學(xué)習(xí)的方式，使學(xué)生能看清楚快速運(yùn)動(dòng)情況下物體的運(yùn)動(dòng)情況或看到很大范圍或很微小的運(yùn)動(dòng)情況。

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究之前，可讓學(xué)生借助幾何畫(huà)板或仿真物理實(shí)驗(yàn)室等仿真模擬平臺(tái)，在微機(jī)上模擬各種實(shí)驗(yàn)情形，對(duì)物理現(xiàn)象或過(guò)程的規(guī)律形成初步的認(rèn)識(shí)，這就減少了實(shí)際實(shí)驗(yàn)探究的盲目性增加了探究的針對(duì)性。利用信息技術(shù)的仿真模擬功能，對(duì)實(shí)驗(yàn)探究可以起到導(dǎo)向輔助作用，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。例如：在《恒定電流》一章的教學(xué)中，可以讓學(xué)生利用“新課標(biāo)實(shí)驗(yàn)室一高中電學(xué)”仿真模擬軟件，從“器材室”里自選器材模擬連接電路，探究歐姆定律、電阻定律等。在本節(jié)中通過(guò)仿真模擬可以培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力及連接電路的實(shí)驗(yàn)技能。雖然仿真實(shí)驗(yàn)不能替代真實(shí)的實(shí)驗(yàn)，但仿真實(shí)驗(yàn)是整個(gè)現(xiàn)代物理實(shí)驗(yàn)的一個(gè)組成部分，研究它對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用也是很有價(jià)值的。

4 處理數(shù)據(jù)。規(guī)律探究

對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)地處理和分析是一種重要的科學(xué)探究能力。表格和圖像是處理、分析數(shù)據(jù)的常用方法，但圖像比表格要更直觀形象。在物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中，一般要求學(xué)生用表格記錄和處理數(shù)據(jù)。用圖像處理數(shù)據(jù)對(duì)許多學(xué)生來(lái)說(shuō)難度較大。教學(xué)中可以充分發(fā)揮數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（DIS實(shí)驗(yàn)）在繪制圖像、處理數(shù)據(jù)方面的優(yōu)勢(shì)。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是根據(jù)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際需求。綜合運(yùn)用包括硬件、軟件在內(nèi)的信息技術(shù)手段構(gòu)造的，集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、顯示、分析、處理等功能于一體的實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。DIS技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和數(shù)據(jù)處理時(shí)間大為縮短，其方便、精確、細(xì)微化等特點(diǎn)有利于充分挖掘物理實(shí)驗(yàn)的資源價(jià)值，提高實(shí)驗(yàn)的探索性與準(zhǔn)確性。

例如：在《研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)》的教學(xué)中，由于常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器在對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的位移及其相應(yīng)時(shí)間的測(cè)量方面存在一定困難，本節(jié)課可以利用DIS教學(xué)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，利用位移傳感器和計(jì)算機(jī)的連接裝置準(zhǔn)確地確定運(yùn)動(dòng)物體的位移和時(shí)間。測(cè)量的原始數(shù)據(jù)可用表格進(jìn)行呈現(xiàn)，也可以直接生成s—t圖、v—t圖、s—t²圖。對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)也可利用常用的Microsoft Office Excel數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行處理，做出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的圖像。這樣學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的直觀的圖表，能比較容易得出勻加速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律。在《電阻定律》等電學(xué)探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可利用DIS實(shí)驗(yàn)測(cè)量、探究影響導(dǎo)體電阻的因素，快捷、準(zhǔn)確地把實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具體、直觀地展示出來(lái)。

5 開(kāi)發(fā)資源。拓展探究

構(gòu)建在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方式，是信息技術(shù)與物理課程整合追求的目標(biāo)?；ヂ?lián)網(wǎng)不僅為教師和學(xué)生提供了百科全書(shū)式的信息資源，并且綜合運(yùn)用語(yǔ)言、文字、聲音、圖形、動(dòng)畫(huà)和視頻等多種信息呈現(xiàn)方式，創(chuàng)設(shè)了一個(gè)圖文并茂、有聲有色的數(shù)字化環(huán)境。在教學(xué)過(guò)程中，教師可以用多媒體集成工具或網(wǎng)頁(yè)開(kāi)發(fā)工具，將需要呈現(xiàn)的教學(xué)內(nèi)容用光盤(pán)、網(wǎng)絡(luò)檢索，獲取大量信息資源，并通過(guò)與計(jì)算機(jī)的交互進(jìn)行集成、加工處理轉(zhuǎn)化成為數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，在教師和同學(xué)的協(xié)作交流中，開(kāi)展自主學(xué)習(xí)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)作。但由于課堂教學(xué)時(shí)間的限制，應(yīng)盡可能讓學(xué)生帶著實(shí)際探究目的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，這要求教師課前有效地選擇和開(kāi)發(fā)資源，有效地引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行探究。

6 合理利用，有效整合

物理課程與信息技術(shù)整合是中學(xué)物理教育改革的必然趨勢(shì)，隨著網(wǎng)絡(luò)資源、多媒體教學(xué)手段、仿真實(shí)驗(yàn)、機(jī)器人和數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的日益成熟，當(dāng)今的教育正發(fā)生前所未有的革命性變化。信息技術(shù)手段引入物理教學(xué)后，教師可使用現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件和多媒體素材庫(kù)來(lái)輔助教學(xué)，或采用可視化的模擬實(shí)驗(yàn)，或由課件直接給出圖像，或從靜態(tài)的圖表發(fā)展到動(dòng)態(tài)模型，幫助學(xué)生理解所學(xué)的知識(shí)。在物理課程與信息技術(shù)整合的過(guò)程中，必須貫徹適時(shí)、適量地使用信息技術(shù)的原則，正確處理現(xiàn)代教育技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)媒體的關(guān)系。

物理學(xué)科是一門(mén)建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的自然科學(xué)，由于模擬實(shí)驗(yàn)畢竟不是真實(shí)實(shí)驗(yàn)，其可信度不高。因此，傳統(tǒng)的課堂演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中必不可少。另外，教學(xué)過(guò)程是動(dòng)態(tài)的、發(fā)展的過(guò)程，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)不可預(yù)見(jiàn)的情況；課件也存在著無(wú)法應(yīng)對(duì)突發(fā)的錯(cuò)誤、交互技術(shù)不完善等缺陷，所以信息技術(shù)仍不能解決常規(guī)教學(xué)中的一些難題。因此，在物理探究教學(xué)中，既要充分體現(xiàn)信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，又要充分發(fā)揮傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)手段的功用，使二者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、相得益彰。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部，基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）[M]，北京：人民教育出版社，2001：6.

[2]陳佳圭，科學(xué)概念的建立、深化和應(yīng)用——科學(xué)探究性教學(xué)的目的[J]物理教學(xué)探討，2009，（3）：27.

（欄目編輯 鄧?yán)冢?/p>