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摘 要 随着知识经济时代的到来和信息产业的飞速发展,我国的基础教育改革,以推进素质教育为目标,以实现教育信息化为特征,正在突飞猛进地发展,基于信息化的目标就是要实现课程的有机“整合”。在教学中采用现代信息教育技术手段,充分利用计算机技术及互联网、校园网上丰富的资源,是推进素质教育不可缺少的手段和方法之一。
关键词 教育信息化;物理;数字化实验室
信息技术教育是面向21世纪教育发展与改革的必然要求,教育信息化是国家信息化的重要组成部分,是国家信息化建设的重要基础。而要实现教育信息化,针对目前的现状,必须加快基础教育与信息技术的整合进程。目前,很多地方都大力开展信息技术与课程整合的实践,力图从自身实际出发,将信息技术融入课程内容、课程结构、课程教学中去。各个学科也均根据自身的特点进行整合的探索与实践,并取得相当好的成果以及丰富的实践经验。
物理学科作为与计算机等现代信息技术联系最紧密的学科,理应站在整合的前沿。但是,在实际中,尤其是在中小学教学一线的实践中,现代信息技术应用于物理教学的情况并不尽如人意。对于最近几年提出的信息技术与学科整合的要求,更是存在几种不同的态度:其一是出现部分高三教师重新回到一只粉笔一张嘴的时代;其二是不屑,认为已经融合很好,没必要再去整什么了(这种现象在相对掌握较多计算机技术的物理教师中尤为严重)。这些最终都直接影响现代信息技术与学科教学的整合发展,也违背当今新一轮的课程改革的要求和目标,甚至延缓了新课程改革。因此,笔者对以多媒体计算机为主的现代信息教育技术与物理学科的整合现状进行一些调查和了解,并结合自身实践谈几点看法。
1 教学中恰当地运用多媒体课件,降低物理学习的难度,激发学生对物理学习的兴趣
例如,在高一年级讲到速度和加速度的关系时,由于学生对速度和加速度的概念理解存在一定的偏差,导致学生对速度和加速度关系理解的不正确。通过运用网络中速度和加速度关系的多媒体课件的直观展示,减少学生理解的困难,使学生在正确理解二者关系的基础上,既修正以前对加速度和速度理解的偏差,又看到物理课件的魅力,也激发了学习物理的兴趣。
2 适当的网络环境,鼓励学生查找相关内容
例如,在学生对媒体课件有了初步认识的基础上,针对“牛顿运动定律”的内容,为学生制作关于本章内容的网站,从内容讲解到习题,从文字描述到动画,从课本知识到相关内容的扩展,等等。针对这一网页,在学生中开展一项活动,要求学生从中找到对自己有意义的内容,并说出该内容对自己的意义何在;或找到一些有瑕疵或错误的内容,说出其中的不当之处。学生在这一活动中不仅对所学的物理知识有了更进一步的理解,修正了学习中理解的偏差,而且认识到网络资源的丰富,提高了学生获得知识的信息量。
3 培养学生利用广域网进行物理学习的意识
为了把学生对运用网络资源学习物理的兴趣进一步延伸到广域网,笔者专门设定部分章节,给出一定的时间,让学生上网查找相关内容,并安排学生进行演示。通过这一过程,一方面使学生对学习的内容在认识上有一个质的飞跃,另一方面也提高了学生学习物理的兴趣。在日常教学过程中,碰到有争议的问题,并不立即给出肯定的答案,而是与学生共同上网查找,并在给学生讲解时提供详细的网址,培养学生遇到问题求助于网络的意识。
4 在网络环境下,自主地发现问题并进行研究,
开展研究性学习
学生的学习源于自己对学习的需求,研究性学习同样如此,只有发自自身心理需求的研究学习才是真正的学习。当学生具有应用网络的意识,自主地在网上查找自己在学习中遇到的问题,就必然会发现新的问题。对于其中有意义的问题。鼓励学生一方面自主地通过合作进行探究,另一方面积极参与网上讨论,开展研究性学习,并让研究结果接受实践的检验。
5 运用传感器,创新高中物理教学
新课程标准对信息技术与物理课程的整合提出更高的具体要求,尤其是将传感器列入中学物理课程,提出“了解常见传感器及其应用,体会传感器的应用给人们带来的方便”。
实验是物理的基础。要做实验就离不开测量。传统的物理实验是将各种物理量(如温度、时间、力、加速度等)转化为长度进行度量。传感器则是将各种物理量转换成电信号,人们对电信号作出进一步的分析和处理。传感器进入中学物理实验室,成为信息技术与物理课程整合、教育手段现代化的一个新突破口。过去实验测量工具器材是水银温度计、打点器、天平,现在则是用力的传感器、温度传感器、电磁传感器来探测物理量,显示物理实验数据,运用计算机强大的计算功能探索物理规律。学生在这样的环境下体验“做科学”的探究过程,来实现科学素质的培养。
借助数字化实验室提供的先进技术手段突破传统实验手段的限制,大幅度改进原来做不出、做不好的实验,变“不可见”为“可见”,由“抓不住”到“抓得住”,将“不好做的”转变为“好做的”。
将力传感器用于超重、失重实验,使用位移传感器研究加速度。超重、失重是生活中的常见现象,电梯升降、神舟号在太空中遨游时航天员的失重现象等,学生都能一一列举出来。然而如何从物理学的规律出发来认识超重、失重的原因,却是一个教学难点,原因是学生看不到超重、失重过程中压力的变化。超重、失重现象发生在物体变速运动的过程中,传统实验装备只能用弹簧测力计测量压力的变化,而且在课堂中演示超重、失重所经历的时间又很短暂,学生根本看不清弹簧测力计示数,更谈不上记录数据,提供给学生作为分析的依据。而引入力的传感器,便解决了这个问题。
在学习牛顿第二运动定律时,利用传统实验器材,学生只能通过物体的运动速度、位移间接地计算出物体加速度的大小,而且也只能研究匀加速运动物体的加速度(条件:物体受到的外力恒定不变)。利用力的传感器和位移传感器设计实验,直接测量出物体运动过程受到的外力和加速度的数值,并利用计算机绘制出力和加速度一一对应关系的图像,提高实验的直观性和课堂教学效率。并且,由于传感器实验不受物体运动情况的限制,学生还可以研究作非匀加速运动物体的加速度(条件:物体受到的外力不恒定),使学生很容易理解牛顿第二运动定律的瞬时性,很快突破难点。
总之,信息教育技术在新课程物理学科教学的应用是一项庞大的工程,不可能一蹴而就。笔者仅从个人的观点对目前信息技术与物理教学的整合现状进行一些粗略的探究和尝试,希望让广大物理教师都投身到用教育技术创新新课程高中物理教学中来,从而加快物理教学的发展。同时,强调信息技术与课程整合也不是一种固定的模式,而应该倡导一种观念。
台湾学者徐新逸教授的认为:“信息科技可以是一个工具、一位助手,却不能取代教师的地位而成为教学的全部。只要教师能抓住课程内容的重点,以最适当最有效的方式传达出来,其实最简单常见的Word和PowerPoint,就可以做出很有效的教材,达到所需的学习效果。戏法人人会变,各有巧妙不同。同样的教材,不同背景和特质的教师与学生,从不同的角度切入与互动,就可以赋予教学与学习不同的生命力,产生不同的学习效果。这也是教育可称为一门创造性艺术的迷人之处。”
(作者单位:河北省内丘县职业技术教育中心)
关键词 教育信息化;物理;数字化实验室
信息技术教育是面向21世纪教育发展与改革的必然要求,教育信息化是国家信息化的重要组成部分,是国家信息化建设的重要基础。而要实现教育信息化,针对目前的现状,必须加快基础教育与信息技术的整合进程。目前,很多地方都大力开展信息技术与课程整合的实践,力图从自身实际出发,将信息技术融入课程内容、课程结构、课程教学中去。各个学科也均根据自身的特点进行整合的探索与实践,并取得相当好的成果以及丰富的实践经验。
物理学科作为与计算机等现代信息技术联系最紧密的学科,理应站在整合的前沿。但是,在实际中,尤其是在中小学教学一线的实践中,现代信息技术应用于物理教学的情况并不尽如人意。对于最近几年提出的信息技术与学科整合的要求,更是存在几种不同的态度:其一是出现部分高三教师重新回到一只粉笔一张嘴的时代;其二是不屑,认为已经融合很好,没必要再去整什么了(这种现象在相对掌握较多计算机技术的物理教师中尤为严重)。这些最终都直接影响现代信息技术与学科教学的整合发展,也违背当今新一轮的课程改革的要求和目标,甚至延缓了新课程改革。因此,笔者对以多媒体计算机为主的现代信息教育技术与物理学科的整合现状进行一些调查和了解,并结合自身实践谈几点看法。
1 教学中恰当地运用多媒体课件,降低物理学习的难度,激发学生对物理学习的兴趣
例如,在高一年级讲到速度和加速度的关系时,由于学生对速度和加速度的概念理解存在一定的偏差,导致学生对速度和加速度关系理解的不正确。通过运用网络中速度和加速度关系的多媒体课件的直观展示,减少学生理解的困难,使学生在正确理解二者关系的基础上,既修正以前对加速度和速度理解的偏差,又看到物理课件的魅力,也激发了学习物理的兴趣。
2 适当的网络环境,鼓励学生查找相关内容
例如,在学生对媒体课件有了初步认识的基础上,针对“牛顿运动定律”的内容,为学生制作关于本章内容的网站,从内容讲解到习题,从文字描述到动画,从课本知识到相关内容的扩展,等等。针对这一网页,在学生中开展一项活动,要求学生从中找到对自己有意义的内容,并说出该内容对自己的意义何在;或找到一些有瑕疵或错误的内容,说出其中的不当之处。学生在这一活动中不仅对所学的物理知识有了更进一步的理解,修正了学习中理解的偏差,而且认识到网络资源的丰富,提高了学生获得知识的信息量。
3 培养学生利用广域网进行物理学习的意识
为了把学生对运用网络资源学习物理的兴趣进一步延伸到广域网,笔者专门设定部分章节,给出一定的时间,让学生上网查找相关内容,并安排学生进行演示。通过这一过程,一方面使学生对学习的内容在认识上有一个质的飞跃,另一方面也提高了学生学习物理的兴趣。在日常教学过程中,碰到有争议的问题,并不立即给出肯定的答案,而是与学生共同上网查找,并在给学生讲解时提供详细的网址,培养学生遇到问题求助于网络的意识。
4 在网络环境下,自主地发现问题并进行研究,
开展研究性学习
学生的学习源于自己对学习的需求,研究性学习同样如此,只有发自自身心理需求的研究学习才是真正的学习。当学生具有应用网络的意识,自主地在网上查找自己在学习中遇到的问题,就必然会发现新的问题。对于其中有意义的问题。鼓励学生一方面自主地通过合作进行探究,另一方面积极参与网上讨论,开展研究性学习,并让研究结果接受实践的检验。
5 运用传感器,创新高中物理教学
新课程标准对信息技术与物理课程的整合提出更高的具体要求,尤其是将传感器列入中学物理课程,提出“了解常见传感器及其应用,体会传感器的应用给人们带来的方便”。
实验是物理的基础。要做实验就离不开测量。传统的物理实验是将各种物理量(如温度、时间、力、加速度等)转化为长度进行度量。传感器则是将各种物理量转换成电信号,人们对电信号作出进一步的分析和处理。传感器进入中学物理实验室,成为信息技术与物理课程整合、教育手段现代化的一个新突破口。过去实验测量工具器材是水银温度计、打点器、天平,现在则是用力的传感器、温度传感器、电磁传感器来探测物理量,显示物理实验数据,运用计算机强大的计算功能探索物理规律。学生在这样的环境下体验“做科学”的探究过程,来实现科学素质的培养。
借助数字化实验室提供的先进技术手段突破传统实验手段的限制,大幅度改进原来做不出、做不好的实验,变“不可见”为“可见”,由“抓不住”到“抓得住”,将“不好做的”转变为“好做的”。
将力传感器用于超重、失重实验,使用位移传感器研究加速度。超重、失重是生活中的常见现象,电梯升降、神舟号在太空中遨游时航天员的失重现象等,学生都能一一列举出来。然而如何从物理学的规律出发来认识超重、失重的原因,却是一个教学难点,原因是学生看不到超重、失重过程中压力的变化。超重、失重现象发生在物体变速运动的过程中,传统实验装备只能用弹簧测力计测量压力的变化,而且在课堂中演示超重、失重所经历的时间又很短暂,学生根本看不清弹簧测力计示数,更谈不上记录数据,提供给学生作为分析的依据。而引入力的传感器,便解决了这个问题。
在学习牛顿第二运动定律时,利用传统实验器材,学生只能通过物体的运动速度、位移间接地计算出物体加速度的大小,而且也只能研究匀加速运动物体的加速度(条件:物体受到的外力恒定不变)。利用力的传感器和位移传感器设计实验,直接测量出物体运动过程受到的外力和加速度的数值,并利用计算机绘制出力和加速度一一对应关系的图像,提高实验的直观性和课堂教学效率。并且,由于传感器实验不受物体运动情况的限制,学生还可以研究作非匀加速运动物体的加速度(条件:物体受到的外力不恒定),使学生很容易理解牛顿第二运动定律的瞬时性,很快突破难点。
总之,信息教育技术在新课程物理学科教学的应用是一项庞大的工程,不可能一蹴而就。笔者仅从个人的观点对目前信息技术与物理教学的整合现状进行一些粗略的探究和尝试,希望让广大物理教师都投身到用教育技术创新新课程高中物理教学中来,从而加快物理教学的发展。同时,强调信息技术与课程整合也不是一种固定的模式,而应该倡导一种观念。
台湾学者徐新逸教授的认为:“信息科技可以是一个工具、一位助手,却不能取代教师的地位而成为教学的全部。只要教师能抓住课程内容的重点,以最适当最有效的方式传达出来,其实最简单常见的Word和PowerPoint,就可以做出很有效的教材,达到所需的学习效果。戏法人人会变,各有巧妙不同。同样的教材,不同背景和特质的教师与学生,从不同的角度切入与互动,就可以赋予教学与学习不同的生命力,产生不同的学习效果。这也是教育可称为一门创造性艺术的迷人之处。”
(作者单位:河北省内丘县职业技术教育中心)