1、信息技術與物理教學整合的途徑與思考摘要:信息技術與課程整合是新的教育形勢下的必然要求,是實施素質教育和培養創新人才的必由之路。本文論述了整合的本質、意義,并結合物理教學實踐就整合途徑和應注意的問題提出了具體的策略、實施辦法和相關思考。關鍵詞:信息技術物理教學整合教學結構信息技術與課程整合是當今教育改革的熱點之一,在各級各類學校正如火如荼地開展著。因此我們必須對信息技術與課程整合的理念、意義有一個清晰、正確的認識,在與物理教學整合中找準結合點和側重點,采用切實可行的策略。只有這樣才能把握整合的途徑,真正到達和實現整合的目標。一:信息技術與課程整合的內涵和本質信息技術與課程的整合(Informat

2、ion Technology Curriculum Integration是指在“以人為本”的教育思想下,以建構主義理論作為指導,在教學過程中采用全新的教學結構和教學方法,通過精心的教學設計將現有課程的教學活動與信息技術有機結合,融為一體。從而更好地完成課程目標,有效地培養學生的科學素養、創新精神和實踐能力。并在此基礎上促進每個學生的身心發展,培養終身學習的愿望和能力,實現教學過程最優化的一項行動策略。根據聯合國教課文組織(UNSCO對信息技術的定義:“應用在信息加工和處理中的科學、技術與工程的訓練方法和管理技巧;上述方法和技巧的應用,計算機及其與人、機的相互作用,與之相應的社會、經濟和文化等

3、諸種事物?！蔽覀兛梢钥闯鲂畔⒓夹g一般是指“一系列與計算機相關的技術”,在教學中主要體現為以計算機為主的多媒體技術與internet網絡,其特征是能夠對數量巨大的,格式變化的、分布在不同地點的各種信息進行記憶、展示、發送和使用。而信息技術與課程整合的宗旨就是要把以計算機及網絡為核心的信息技術作為促進學生自主建構學習的認知工具、情感激勵工具與豐富教學環境的創設工具,并將這些工具全面融合在各學科教學過程中,使各種教學資源、各個教學要素和教學環境,經過組合、重構,達到相互融合成為有機整體。從而使以教師為中心的傳統教學結構轉變為以學生為中心的新型教學結構。二、信息技術與物理教學整合的重要意義物理學以其嚴

4、密的體系結構和高度的邏輯思維特性,在諸多學科中,歷來被認為是最難學、最難教的一門。究其原因,除了與物理學本身的上述特點有關之外,同時也與現行的傳統教學結構密不可分。在這種結構下,教師是作為主動的施教者,學生是外界刺激的被動的接受者,知識的灌輸對象。教材是教師向學生灌輸的內容,教學媒體則是教師向學生灌輸的方法和手段。因此很難從真正意義上激發和調動學生學習的積極性和主動性,無法有效地幫助學生突破物理概念和規律學習上的難點,更難于激發學生自主探究的熱情。而建構主義理論的核心就是:以學生為中心,強調學生對知識的主動探索,主動發現和對所學知識在意義上的主動建構。建構主義學習環境包含四大屬性:“情景”、“

5、協商”、“會話”和“意義建構”。信息技術與物理教學整合,不是簡單地把信息技術僅僅作為輔助教師教學的演示工具,而是要實現信息技術與物理教學的融合,利用多媒體技術與internet網絡的特性與功能充分體現上述四大屬性,創造新型的既發揮教師主導作用又充分體現學生主體作用的“主導-主體”教學結構。激發學生學習物理的興趣,提高認知能力,克服物理學習中的障礙,培養探索科學的實踐精神和創新精神,為使學生具有良好的科學素養和信息素養打下堅實的基礎,促進學生的全面發展。三:信息技術與物理教學整合的實施條件1、教師觀念的轉變和學校的硬件環境是“整合”的前提教師作為教學活動的設計者,首先必須改革傳統教學觀念和教學結

6、構中的落后理念,徹底擯棄傳統教學結構中不利于學生發展的落后因素和成分。真正樹立起以建構主義理論作為指導,使多種媒體相結合,優勢互補,充分利用計算機和internet網絡創建以學生為中心,以服務、幫助學生學習作為宗旨,以調動學生主動探索、求知的積極性和興趣作為前提,為學生形成知識意義上的自我建構而服務。只有在這樣的認識前提下,教師在實際教學中才能實現真正意義上的整合,否則,完全可能僅僅只把信息技術手段作為向學生強行灌輸的一種新的工具而已。其次學校的硬件設施是實施整合的基礎,熟話說巧婦難為無米之炊,沒有良好的硬件條件和網絡環境,教師縱有心也會力不足,只能使整合成為紙上談兵。學校應在加強校園網建設的

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

8、學校良好的信息技術環境下,教師結合自身豐富的教學經驗,加上良好的信息技術駕馭能力,才能真正實現整合的目的和任務。四:信息技術與物理教學整合的實施途徑(一信息資源、多媒體教學軟件是信息技術與物理教學整合的重要載體現階段實現信息技術與課程整合的重要途徑就是利用internet網上的信息資源與設計制作相關多媒體教學軟件。它們是集信息技術與課堂教學藝術于一體的高度結合體,也是整合的載體,可以為新型的教學結構提供最理想的教學環境。多媒體教學軟件的制作和設計要抓住信息技術的優勢: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、視頻等多種呈現方式的學習材料,滿足學習者視覺、聽覺等多

9、種感官的需要,激發學生的學習興趣以及認知主體作用的發揮。從而有利于知識的獲取和保持。對于物理學這種學科內容有嚴謹結構的教學而言,多媒體素材設計的著眼點應放在變抽象為具體、變微觀為可見、變靜態為動態這一角度,為學生創設有豐富資源的學習環境,提供不同場景的應用實例和有關的信息資源,使學生能根據自己的興趣去主動發現、主動探索。1、創設學習情景,變枯燥學習為生動有趣。如在聲音這一節的教學中,我們就可以通過計算機,利用有關音頻軟件比如cool edit 2000、cool edit pro或WaveCN1.70的,將聲音的波形動態直觀的顯示出來,再投影到液晶顯示屏幕上,使學生能直接觀察到聲音的音色、音調

10、、音量與波形的特點、振幅、頻率的關系,以及樂音和噪聲在產生機理上的區別。同時還可以讓學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。從而極大地激發學生參與的熱情和探索的興趣,讓學習變得生動有趣。2、變抽象為形象,化微小為明顯,使學生建立正確的物理模型。如:在動量、沖量的學習中,要解決有關的碰撞問題,在實驗演示之后,可進一步展示我們利用FLASH動畫設計模擬物體碰撞的動態過程,觀察由于作用時間的長短不同、方向不同而產生的不同的物理變化,創設學習物理學的特定情景,使學生觀察到演示實驗中不易看到的細節和無法演示的現象,使學生獲得對物理過程的清晰認識,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習中都可以利用FLASH設計動態的課件來分析、闡述抽象的問題和補充演示實驗難以完成的任務,從而有效地幫助學生建構正確的物理模型,提高解決實際問題的能力。3、提供感性認識,解釋物理學原理。感性認識是學生學習物理學的基礎,也是突破知識難點的前提。如在圓周運動的學習中,學生對向心力這一概念總會產生誤解,認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,但教學上卻收效甚微,學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,然后請學生仔細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。當然這樣的例子非常多,如失重、超重的現象、火箭發射升空的場面、衛星環繞地球飛行的資料等,我們都可以在internet網找到相關素材,隨課堂教學提供給學生,既可以很好的說明原理,又能通過情感驅動有效地培養學生的注意力、觀察力和記憶力。4、呈現事實,激發學生的自主探究。教師可以選擇一些教學內容,比如牛頓第三定律、能量轉化與守恒定律等,根據教學目標在對教材認真研究和分析后,利用Powerpoint、幾何畫板、Authorware、Vb進行相關教學設計

13、,通過信息技術的超連接、非線性結構和交互的特點,給學生提供不同場景的應用實例、相關的信息資源和動態的反饋信息,使學生能夠在豐富的教學資源的環境中,帶著學習要求有選擇地根據自己的個性和興趣去自主發現、自主探索。這不僅可以滿足不同層次學生的學習需求,也可以極大地調動學生的學習積極。挖掘、開發其學習潛力,培養其創新思維。上述應用在物理教學中范圍非常廣泛。一方面,它需要任課教師找準結合點,努力搜集、整理和充分利用internet網上的已有資源。只要是網站上有的,不管是國內的還是國外,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,根據學生實際、教學內容自主設計開發適合不同層次學生

14、學習的軟件。當然更需要教學第一線的物理教師與信息技術的專業人員相互配合,共同做好此項工作。當前,我們特別需要一支專門開發教學軟件的隊伍,有針對性和目的性地開發一系列有利于物理學學習的相關軟件,為任課教師提供豐富的教學素材和積件。(二、任務驅動法使信息技術與物理教學的整合成為課內與課外的統一信息技術與物理教學的整合,不僅是教學設計、課件與課堂教學的整合,而且也是信息技術與教學過程中人的整合及教學資源和教學要素的有機集合。信息技術能提供極為豐富的信息資源,可讓學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、設想以及在此基礎上產生的想象能力和創造力就可得到發展。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,人們聽到的聲音遠不如看到的文字記得牢。因此在教學中我們還應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,讓學生課余通過網絡和其他信息手段獲取信息,學會使用信息工具和信息手段來分析、處理信息,并在活動中學會與人交流,相互協作。以此培養學生的科學素養、創新能力和協作能力,拓寬學生的知識面,加深對物理學的了解和培養學習物理的興趣。1、網上自主學習,拓展學習空間。物理學習中,不同層次學生的學習能力和需求存在很大的差別,對學有余力的學生而言,課

16、堂教學遠遠不能滿足他們的需求,這就需要教師根據自己對信息的獲取和教學要求給他們提供一些能進一步拓展學習空間的物理專題學習網站,如洪恩物理樂園、飛翔物理網、物理世界等,讓他們在課余能結合自身的需要,開拓視野,豐富知識或進行更深層次的學習,促進個人發展。2、專題學習,培養其團結協作的精神和良好的信息素養。物理學史給我們呈現的物理學發展的歷史畫卷,它將物理學發展所經歷的曲折歷程,科學家們獻身科學,追求真理的崇高品質,求真、求實、一絲不茍的科學態度以及團結協作、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在了我們面前。這是對學生進行思想品德教育、科學素養教育的良好素材。再如教學中許多相關物理知識

17、在生活、技術及科學領域中的應用以及現代物理學的研究成果、發展前沿,物理學與其他科學的廣泛融合等諸多方面,都是非常重要的學習資料。但在課堂教學中因為時間的限制,不可能詳細闡述和討論,只能一帶而過。這種缺少過程的學習自然無法在學生頭腦中留下深刻印象。而通過internet網,我們利用任務驅動的做法,給學生布置一些小任務,比如收集、整理某位物理學家的生平、科學貢獻或者某項新技術與物理學的關系(如激光技術與人類生活、超導體和新材料等。給學生提供一些相關網站和搜集信息的技巧,讓他們自己去查閱,整理,加深自己的認識,在此基礎上思考、討論對信息進行再加工和再處理,然后以科學小報、專題講座或校園網上發布等匯報

18、形式給學生以展示的機會,使他們不僅從中豐富了知識,提高了認知能力還能體會到成就感,增添對科學的熱情。3、找準知識切入點,進行課題研究。課題研究是進行研究性學習方式的有效策略,選擇與教學和生活緊密相關的課題,如:噪聲控制的方法、地球自轉的測定、壓力鍋水溫的估測、當地橋梁設計的力學原理等,通過研究小組,將任務下達,讓他們自己以類似科學研究的方式去獲取知識和應用知識,利用internet網豐富的資源支持,在獲得大量資料的基礎上思考、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性報告。實現以學生為主體,全面培養綜合運用所學知識的能力、收集和處理信息的能力、分析和解決問題的能力、語言

19、文字表達以及團結協作的能力。并起到激發學生的創新意識,訓練學生參與實踐的目的。4、利用網上通訊工具,使教學形式豐富多彩。利用Internet Phone、E-mail、BBS、Chat Room等網絡工具方式進行網上作業、在線專題討論、學習交流,問題答疑等學習形式,增加師生間的交流、溝通,使課堂更為開放。從而為信息反饋,幫助學生克服學習上的障礙,樹立學好物理的信心起到重要的作用。四:信息技術與物理教學整合應注意的問題(一、防止濫用信息技術、忽視教師的指導作用信息技術的運用、多媒體教學軟件的使用,決不能替代教師的作用。必須清醒地認識到教師始終是教學過程的設計者、調控者,學生學習的幫助者、指導者,是學生心靈的塑造者。因此在教學中絕不能因為信息技術的應用而削弱教師的指導作用,甚至離開教師的指導作用;忽視師生情感因素對學習過程中學生學習心理的重要影響,放任信息技術的濫用。而且并不是每一節物理課、每部分內容都適合用計算機、internet網絡,只有在信息技術的手段非用不可,而且效果更優化的前提下才應使用。(二、應以建構主義理論作為指導,教學設計充分體現學生主動性原則信息技術與物理教學的整合就是要在建構主義理論指導下,以學生為中心,一切活動以能充分調動學生的主動性和探索性為出發點,以培養學生的創新精神和實