◆李培學(xué) 王風(fēng)艷

現(xiàn)代信息技術(shù)與高中物理教學(xué)整合研究

◆李培學(xué) 王風(fēng)艷

高中物理比較抽象難理解。在新課程理念下，高中物理教學(xué)借助現(xiàn)代信息技術(shù)，原本抽象的學(xué)科變得具體化、數(shù)字化、形象化，大大增強(qiáng)了高中物理教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)。因此，現(xiàn)代信息技術(shù)與高中物理教學(xué)整合成為值得物理教師研究的課題。

高中物理；現(xiàn)代信息技術(shù)；信息素養(yǎng)；實(shí)驗(yàn)

1 前言

2016年教育與信息技術(shù)國(guó)際會(huì)議在鄭州舉行，會(huì)議提出以“教育與信息技術(shù)”為主題的議題，深入探討了如何促進(jìn)教育與信息技術(shù)整合發(fā)展，可見(jiàn)信息技術(shù)應(yīng)用到教育教學(xué)中成為當(dāng)前教育發(fā)展趨勢(shì)。隨著新課程標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，信息技術(shù)與教育課程整合已成為趨勢(shì)，傳統(tǒng)的“填鴨式”“滿(mǎn)灌式”“題海戰(zhàn)術(shù)式”教學(xué)模式，教學(xué)手段比較單一，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，課堂教學(xué)效果一般，也忽視了學(xué)生為本的教學(xué)理念[1]。而現(xiàn)代信息技術(shù)與高中物理教學(xué)整合，具有可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)手段多樣化、教學(xué)內(nèi)容趣味化、教學(xué)形式藝術(shù)化等優(yōu)點(diǎn)，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，豐富學(xué)生的理論知識(shí)、信息素養(yǎng)和情感體驗(yàn)[2]。因此，如何實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與高中物理教學(xué)整合，成為每位高中物理教師關(guān)心的問(wèn)題。

2 信息技術(shù)與高中物理新授課教學(xué)的整合

借助現(xiàn)代信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，導(dǎo)入新課，借助生活常識(shí)和科學(xué)猜想講解物理原理，總結(jié)知識(shí)點(diǎn)環(huán)節(jié)可以在網(wǎng)上練習(xí)[3]。如教學(xué)“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”一課，電磁感應(yīng)現(xiàn)象是高中物理電磁學(xué)中比較抽象的一節(jié)，然而電和磁本身是看不見(jiàn)、摸不到的東西，學(xué)生比較難理解。通過(guò)現(xiàn)代信息技術(shù)播放PPT關(guān)于人們?nèi)粘Ｉ铍x不開(kāi)電的圖片，展示三峽水電站、大亞灣核電站等圖片，幫助學(xué)生了解電的作用，進(jìn)一步演示發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理。

1）提出問(wèn)題：生活中離不開(kāi)的電是哪里來(lái)的？發(fā)電機(jī)發(fā)電的原理是什么？同時(shí)播放PPT關(guān)于英國(guó)科學(xué)家法拉第經(jīng)過(guò)10多年的堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)，才發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象存在的小故事，讓學(xué)生思考電磁感應(yīng)會(huì)不會(huì)產(chǎn)生電？

2）科學(xué)猜想：磁鐵上如何纏繞線圈才能產(chǎn)生電流？如何判斷線圈中有沒(méi)有產(chǎn)生感應(yīng)電流？引導(dǎo)學(xué)生回憶電學(xué)知識(shí)中關(guān)于電流的測(cè)量。

3）分析與討論：對(duì)幻燈片中不同繞法線圈產(chǎn)生的電流進(jìn)行分析，總結(jié)能產(chǎn)生電流的共性，最后讓學(xué)生開(kāi)始討論，總結(jié)穿過(guò)閉合線圈磁通量的改變，可以產(chǎn)生感應(yīng)電流。

4）創(chuàng)新應(yīng)用：發(fā)電機(jī)的回路中是否產(chǎn)生電流？電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生產(chǎn)、生活中都有什么應(yīng)用？自己能否制作一個(gè)小型電磁繼電器？等等。

5）課后檢測(cè)：利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)對(duì)本節(jié)課關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行練習(xí)，及時(shí)鞏固本節(jié)課的重點(diǎn)。

3 信息技術(shù)與高中物理習(xí)題課教學(xué)的整合

習(xí)題課是高中物理教學(xué)中不可缺少的環(huán)節(jié)，一般每個(gè)章節(jié)學(xué)習(xí)結(jié)束，教師就要組織一次習(xí)題課，及時(shí)鞏固學(xué)習(xí)本章的重要知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生將所學(xué)知識(shí)連貫、系統(tǒng)起來(lái)。高中課程緊，要求較短的時(shí)間內(nèi)復(fù)習(xí)盡可能多的知識(shí)點(diǎn)，信息技術(shù)的應(yīng)用是最佳選擇。教師可以利用多媒體課件快速地展示物理現(xiàn)象、物理定律等，學(xué)生直觀地了解重點(diǎn)知識(shí)，節(jié)省了教師板書(shū)和學(xué)生翻閱教材的時(shí)間，大大提高了習(xí)題課的效率[4]。

如高中物理力學(xué)主要講解力的合成和力的分解，各種力的大小和方向影響因素等，復(fù)習(xí)過(guò)程中很多力學(xué)圖需要畫(huà)，教師一一講解需要大量的時(shí)間。教師可以把力學(xué)知識(shí)點(diǎn)做成幻燈片，對(duì)經(jīng)常用到的重力、滑動(dòng)摩擦力、靜摩擦力、萬(wàn)有引力、電場(chǎng)力、安培力等這些力的畫(huà)法，畫(huà)圖過(guò)程中方向的判斷等，做成動(dòng)畫(huà)Flash的形式，課堂上一一播放，讓學(xué)生通過(guò)觀看動(dòng)畫(huà)，熟記每種力的大小、方向。

1）明確單元學(xué)習(xí)目標(biāo)：對(duì)力學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行橫向和縱向總結(jié)，學(xué)會(huì)采用隔離法和整體法對(duì)物體進(jìn)行受力分析。

2）制定復(fù)習(xí)小目標(biāo)：了解力的產(chǎn)生及力的分類(lèi)；重力的產(chǎn)生和大小、方向以及重心的判斷；彈力的定義和方向、彈力大小的計(jì)算（胡克定律）；靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件、方向和大小；物體受力分析按照首先分析重力、再分析彈力、最后分析摩擦力的順序，進(jìn)行物體受力示意圖分析；利用平行四邊形法則進(jìn)行力的合成與分解。

3）復(fù)習(xí)檢測(cè)：明確本單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)，對(duì)本單元知識(shí)利用幻燈片一一展示后，學(xué)生進(jìn)行交流總結(jié)，最后進(jìn)行復(fù)習(xí)檢測(cè)。學(xué)生網(wǎng)上答題，可以直接了解對(duì)知識(shí)的掌握情況。

4 信息技術(shù)與高中物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的整合

高中物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為主的課程，學(xué)生在探究物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中掌握物理概念及相關(guān)定律，熟記物理知識(shí)點(diǎn)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和科學(xué)探究精神。傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教師“準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)、做實(shí)驗(yàn)”，學(xué)生“聽(tīng)實(shí)驗(yàn)、寫(xiě)實(shí)驗(yàn)、背實(shí)驗(yàn)”等，這種教學(xué)方式限制了學(xué)生培養(yǎng)獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力?，F(xiàn)代信息技術(shù)與高中物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的整合，可以在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用計(jì)算機(jī)、電子白板、投影儀、高清攝像機(jī)做仿真實(shí)驗(yàn)，切實(shí)增強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，運(yùn)用計(jì)算機(jī)Excel等處理數(shù)據(jù)，大大節(jié)約學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的時(shí)間，又學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)軟件的運(yùn)用。

仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，形象生動(dòng) 利用現(xiàn)代信息技術(shù)，對(duì)一些比較抽象的物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)器材不足的缺點(diǎn)，同時(shí)實(shí)驗(yàn)形象生動(dòng)。如高中物理實(shí)驗(yàn)“探究凸透鏡成像的規(guī)律”中，利用蠟燭成像，物距和像距之間的關(guān)系不是很明顯，學(xué)生只能死記實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

1）實(shí)驗(yàn)原理：光的折射致使光屏上呈現(xiàn)大小不同的像。

2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄课矬w在一倍焦距和二倍焦距范圍移動(dòng)過(guò)程中各呈現(xiàn)什么樣的像，以及各有什么用途。

3）實(shí)驗(yàn)器材：蠟燭、標(biāo)尺、光屏、投影儀、電子白板、計(jì)算機(jī)等。

第一步：教師播放日常生活中常見(jiàn)的照相機(jī)、幻燈機(jī)等，引導(dǎo)學(xué)生思考是什么原理成像，成像是實(shí)像還是虛像，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

第二步：點(diǎn)擊蠟燭，并在一倍焦距之內(nèi)移動(dòng)蠟燭，同時(shí)拖動(dòng)光屏，在光屏中找到蠟燭的像，學(xué)生記錄成像時(shí)的物距和像距。

第三步：移動(dòng)蠟燭，出現(xiàn)在一倍焦距和二倍焦距之間，同時(shí)拖動(dòng)光屏，在光屏中找到蠟燭的像，學(xué)生記錄成像時(shí)的物距和像距。

第四步：移動(dòng)蠟燭，出現(xiàn)在二倍焦距之外，同時(shí)拖動(dòng)光屏，在光屏中找到蠟燭的像，學(xué)生記錄成像時(shí)的物距和像距。

整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完成表1，總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)論回答導(dǎo)課問(wèn)題。

運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件處理數(shù)據(jù)，快捷準(zhǔn)確 很多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理比較復(fù)雜，有些物理實(shí)驗(yàn)做一節(jié)課，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理又要耗時(shí)一節(jié)課，而高中學(xué)生的時(shí)間比較緊張，此時(shí)借助計(jì)算機(jī)軟件處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，快捷又準(zhǔn)確。如高中實(shí)驗(yàn)“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中記錄了大量的小車(chē)速度和時(shí)間的數(shù)據(jù)需要計(jì)算，可以借助Excel表格進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

表1 凸透鏡成像數(shù)據(jù)記錄表

1）實(shí)驗(yàn)原理：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄小車(chē)不同時(shí)刻的位置，繪制加速度大小圖。

2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)會(huì)計(jì)算瞬時(shí)速度和v-t圖像處理數(shù)據(jù)。

3）實(shí)驗(yàn)器材：小車(chē)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、刻度尺、電源、計(jì)算機(jī)、幻燈片、投影儀等。

第一步：教師播放投影儀，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行了解。

第二步：教師用幻燈片展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，學(xué)生根據(jù)演示實(shí)驗(yàn)結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)物連接，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)記錄見(jiàn)表2。

表2 小車(chē)運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表

第三步：利用電子白板借助Excel表格進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

結(jié)合表2中小車(chē)運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在Excel表格中應(yīng)用“圖表向?qū)А惫δ?，選中表中數(shù)據(jù)，在名稱(chēng)和標(biāo)題中輸入“速度—時(shí)間”，其中設(shè)置“時(shí)間t”為數(shù)值的橫坐標(biāo)，“瞬時(shí)速度v”為數(shù)值的縱坐標(biāo)，點(diǎn)擊確定即可生成v-t圖像。學(xué)生利用計(jì)算機(jī)軟件處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，操作簡(jiǎn)單、方便準(zhǔn)確。通過(guò)觀看v-t圖像，學(xué)生掌握小車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的瞬時(shí)速度等。

5 總結(jié)

在高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)下，運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)作為教育載體，可以實(shí)現(xiàn)“圖文并茂”“形聲并茂”等功能[5]，改變傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)的局面，實(shí)現(xiàn)教學(xué)手段多樣化、教學(xué)內(nèi)容趣味化、教學(xué)形式藝術(shù)化，同時(shí)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，豐富了學(xué)生的信息知識(shí)和情感體驗(yàn)，取得理想的教學(xué)效果。

[1]張斌.現(xiàn)代教育技術(shù)與高中物理教學(xué)的深度融合[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2015(6):41-43.

[2]陳月升.芻議現(xiàn)代教育技術(shù)與高中物理教學(xué)的融合[J].才智,2016(32).

[3]伍洪偉.淺談基于現(xiàn)代教育技術(shù)環(huán)境下的物理教學(xué)[J].新課程:中學(xué)版,2010(9):6-7.

[4]向長(zhǎng)順.現(xiàn)代教育技術(shù)與中學(xué)物理教學(xué)的整合研究[J].中學(xué)課程指導(dǎo):教學(xué)研究,2014(27):15.

[5]曾玉菊,陸朝華.信息技術(shù)與中學(xué)物理課程整合的策略[J].黑龍江科技信息,2010(22):145.

G633.7

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10.3969 /j.issn.1671-489X.2017.13.141

作者：李培學(xué)，壽光市第二中學(xué)，研究方向?yàn)槲锢斫逃c教學(xué)研究；王風(fēng)艷，壽光市第二中學(xué)（262700）。