馬春偉

摘 要：科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不僅加速了全球信息化的進(jìn)程，而且也打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，為現(xiàn)代教育提供了新的手段和技術(shù)支持，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與學(xué)科教育的整合為我們提供了一種嶄新的教學(xué)方式，為我們的教學(xué)改革帶來(lái)了巨大的活力和便利，本文結(jié)合自身教學(xué)過(guò)程中的實(shí)際情況，從實(shí)踐的角度闡述了在物理教學(xué)中巧妙運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)展現(xiàn)學(xué)生不易理解的不可見(jiàn)物理情景。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代教育技術(shù) ? 物理教學(xué) ? 不可見(jiàn)物理情景

近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，一些先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)也逐步走入課堂，各類電教手段因具有直觀、形象、生動(dòng)鮮明、反饋及時(shí)等優(yōu)點(diǎn)，是傳統(tǒng)的教育教學(xué)手段不能比擬的。

一、現(xiàn)代教育技術(shù)與物理學(xué)科整合

我國(guó)的一些教育專家給現(xiàn)代教育技術(shù)定義為：“現(xiàn)代教育技術(shù)是運(yùn)用現(xiàn)代教育理論和現(xiàn)代信息技術(shù)，通過(guò)對(duì)教育學(xué)過(guò)程和教育學(xué)資源的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、評(píng)價(jià)和管理，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)最優(yōu)化的理論和實(shí)踐。”①即是指應(yīng)用于教育領(lǐng)域的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。

現(xiàn)代教育技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)為現(xiàn)代信息技術(shù)與課程的整合，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)之間的“融合”，達(dá)到優(yōu)化教育教學(xué)過(guò)程的目的，它的本質(zhì)是在先進(jìn)的教育思想、教育理論的指導(dǎo)下，把以計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)為核心的現(xiàn)代信息技術(shù)作為促進(jìn)學(xué)生自主構(gòu)建學(xué)習(xí)的認(rèn)知工具，情感激勵(lì)工具及豐富的教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)工具，并將這些工具全面地應(yīng)用到教學(xué)過(guò)程中，使各種教學(xué)資源，各個(gè)教學(xué)要素和教學(xué)環(huán)節(jié)經(jīng)過(guò)整合、組合、相互融合，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐能力的目的。

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，課本上的知識(shí)大多是人們?cè)谝酝a(chǎn)、生活和科學(xué)研究中逐漸積累起來(lái)的，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，純屬間接知識(shí)，這其中還有不少內(nèi)容很抽象，難以被學(xué)生理解和接受。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀的理論認(rèn)為，學(xué)生要想建立起自己的知識(shí)體系，必須有一定的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，因此，學(xué)生必須在學(xué)習(xí)物理知識(shí)之前已經(jīng)對(duì)這些物理情景有一定的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)②。而高中物理中的許多物理情景不再是日常生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象，甚至有些物理情景幾乎所有學(xué)生都不可能見(jiàn)到，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)這些物理知識(shí)之前沒(méi)有相關(guān)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，因此很難建構(gòu)起自己的知識(shí)體系，所以大多數(shù)同學(xué)很難透徹的理解這些物理知識(shí)并進(jìn)行靈活運(yùn)用，更談不上在已有知識(shí)基礎(chǔ)上創(chuàng)造性的運(yùn)用。

在傳統(tǒng)教學(xué)方法中，多數(shù)是通過(guò)教師講述自己對(duì)這些物理情景的認(rèn)識(shí)，學(xué)生再通過(guò)自己的理解、想象，那么其接受、理解的程度自然有限。若教學(xué)中利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，創(chuàng)設(shè)出這些不可見(jiàn)的物理情景，演示給學(xué)生以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)之前先熟悉、了解這些物理情景，則可幫助學(xué)生更快的掌握知識(shí)內(nèi)容，建構(gòu)起自己的知識(shí)體系。

二、利用現(xiàn)代信息技術(shù)展現(xiàn)不可見(jiàn)物理情景種類

高中物理中的不可見(jiàn)物理情景不可見(jiàn)的原因有多種多樣，大致可以分為宏觀不可見(jiàn)、微觀不可見(jiàn)和過(guò)程不可見(jiàn)③。

1、宏觀不可見(jiàn)

多數(shù)為宏觀尺寸與人類感官不在同一數(shù)量級(jí)上的物理情景和通過(guò)大型設(shè)備才能觀察到的情景。如天體運(yùn)行，衛(wèi)星發(fā)射等等，很難直接觀察這類物理情景，或可以看到系統(tǒng)中的個(gè)別實(shí)體，卻很難看到整個(gè)系統(tǒng)的全貌。譬如：研究天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，我們可以看到個(gè)別天體，卻很少有人能看到整個(gè)系統(tǒng)的所有天體及相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)于這類問(wèn)題可以通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)技術(shù)（CAI技術(shù)），化宏觀為“微觀”，通過(guò)創(chuàng)設(shè)的可見(jiàn)的模擬情景，將宏觀世界中的天體運(yùn)行呈現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生直觀了解天體運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而理解天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。

2、微觀不可見(jiàn)

很多物理情景是很難甚至不能用肉眼直接觀察，有些即使借助現(xiàn)代化的儀器也很難看到，比如：布朗運(yùn)動(dòng)、核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、電場(chǎng)磁場(chǎng)、電子云概念等等。例如，在講解布朗運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以用矩陣實(shí)驗(yàn)室Matlab或Python模擬布朗運(yùn)動(dòng)動(dòng)圖，也可以用課件采用模擬的方法，用flash制作許多微小的物體無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫效果，利用不同顏色標(biāo)注液體分子和布朗粒子，使學(xué)生形象看到液體分子和微粒無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。對(duì)于這類問(wèn)題可以通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)技術(shù)（CAI技術(shù)），化微觀為“宏觀”，利用計(jì)算機(jī)模擬出原本無(wú)法看到或看清的現(xiàn)象，逼真地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，這樣學(xué)生理解起來(lái)就不會(huì)那么難，更易理解相關(guān)內(nèi)容。

3、過(guò)程不可見(jiàn)

很多物理情景速度過(guò)快，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人類感官所能察覺(jué)到，如碰撞，作用過(guò)程極快，時(shí)間極短。作用過(guò)程中的受力情況、速度變化情況等，在你尚未來(lái)得及感覺(jué)的時(shí)候，已消失的無(wú)影無(wú)蹤。而有些物理過(guò)程發(fā)展的過(guò)慢，如宇宙的演變、天然放射性元素的衰變等等，其發(fā)生的速度很慢，所需時(shí)間遠(yuǎn)超出個(gè)人的壽命所及，所以對(duì)于這兩類物理情境，我們可以通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAD技術(shù)）減慢或加快其中的一些過(guò)程，模擬再現(xiàn)一些物理過(guò)程，將瞬間即逝的短暫過(guò)程延緩、拉長(zhǎng)，，利用PowerPoint的動(dòng)畫效果展示，幫助學(xué)生對(duì)此類物理現(xiàn)象和物理規(guī)律的理解。例如碰撞過(guò)程中，物體間相互作用力的變化及速度變化、彈性碰撞及非彈性碰撞的特點(diǎn)，我們可以利用PPT分解碰撞過(guò)程，化動(dòng)為靜，將碰撞過(guò)程分段分析。如下圖

通過(guò)模擬小實(shí)驗(yàn)，對(duì)碰撞過(guò)程進(jìn)行分析，可以分析彈性碰撞、分彈性碰撞，并且可以通過(guò)慢鏡頭和分步慢鏡頭，分析物體間相互作用力的變化及速度變化。如下圖

大量的實(shí)踐表明，教學(xué)中利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，創(chuàng)設(shè)出這些不可見(jiàn)的物理情景，使學(xué)生學(xué)習(xí)之前先熟悉、了解相關(guān)的物理情景。可使學(xué)生更容易掌握知識(shí)內(nèi)容，建構(gòu)起自己的知識(shí)體系。

三、現(xiàn)代教育技術(shù)在課堂實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

課堂演示實(shí)驗(yàn)不單能直觀的驗(yàn)證各種規(guī)律各種規(guī)律，避免紙上談兵，并且可使學(xué)生進(jìn)一步深化所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成用實(shí)驗(yàn)手段探索自然規(guī)律的習(xí)慣，提高學(xué)習(xí)能力。但在上課時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，教師需要花大量的時(shí)間演示實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果，會(huì)消耗大量的時(shí)間，并且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象會(huì)很快消失，不能保存。如果用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬演示，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可使教師拋開(kāi)實(shí)驗(yàn)操作和計(jì)算的過(guò)程，快速得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使課堂教學(xué)過(guò)程更加緊湊。而且實(shí)驗(yàn)的過(guò)程可以反復(fù)的演示，實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象在需要時(shí)可以隨時(shí)提取，可以節(jié)約大量的時(shí)間。

通過(guò)大量的課堂教學(xué)實(shí)踐表明，先進(jìn)的教學(xué)方法與現(xiàn)代教育技術(shù)相結(jié)合，才能更好的體現(xiàn)出來(lái)，真正達(dá)到教育教學(xué)效果的最優(yōu)化。在高中物理教學(xué)中充分運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)來(lái)優(yōu)化、輔助物理課程的教與學(xué)， 利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段創(chuàng)設(shè)物理情景，使學(xué)生可以直觀感受到物理過(guò)程的發(fā)生，變化，幫助學(xué)生理解物理知識(shí)，建立自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，有效的提高教學(xué)效率。

參考文獻(xiàn)：

李克東 ?華南師范大學(xué)教授 《新編現(xiàn)代教育技術(shù)基礎(chǔ)》 ?華東師范大學(xué)出版社 ?2002年出版

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