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教师论文:运用信息技术 优化物理课堂教学

发布日期:2010/8/18 16:56:51浏览次数:2068 作者:刘福根

芮冬英


建构主义学习理论认为:学习是一个获取知识的过程,知识不是简单通过老师传授得到的,而是学习者以原有知识结构、心理结构和信念为基础,在一定情景下,利用必要的学习资料,通过自己有意识的建构、整合和重组旧知识获取新知识的学习方式。这是一种新的现代教育学习观,强调以学生为主体的学习的主动性,符合现代教育理念“以人为本”的个性发展思想。
  巴班斯基的最优化教学理论认为:通过选择一种教学方法,能使老师和学生花最少的必要时间和精力,获得最好的教学效果。事实证明,在教学过程中,利用现代教育技术整合课堂教学,不论是概念课、规律课还是实验课,都能够增强物理教学的直观性、可视性,增大课堂容量,节约时间,从而达到提高课堂教学质量和教学效率的目的,实现物理教学的最优化。以下是笔者在这方面的一些尝试与思考:
一、整合现代教育技术,使物理教学直观可视化,物理“难学”变“好学”
(1)联系实际“课堂化”、抽象问题“具体化”
物理是一门实验学科,物理知识、物理规律来源于生活实践,学习物理离不开理论联系实际。多数学生感到高中物理难学的一个重要原因是现有教材理论性因素偏多,学生在学习中联系实际的机会少,抽象化的理论知识与形象化的实际问题难于“对号入座”。在教学中,只有将抽象内容具体化,理论问题实际化,学生才能真正理解物理知识和规律。比如在平抛运动的教学中,有关飞机连续投弹,学生难于理解炸弹在空中的排列情况。若利用计算机技术模拟或录相技术拍摄飞机“实际”投弹情景,让学生在课堂上“看到”飞机投弹。在《运动的合成与分解》中,合运动与分运动的“独立性”和“同时性”关系比较抽象难于理解,若通过课件同时展示出小船渡河时的合运动和两个分运动,让学生在直观中感觉合运动与分运动的“二性”关系。借用多媒体技术手段将抽象的问题情景形象具体直观化,物理不再那么难于理解。
(2)动态过程“可视化”、空间想象“直观化”
在物理教学中,经常牵涉到一些动态过程,而某些动态情景又难于在教室里形象展示。学生缺乏感性认识,想象力又受年龄和知识结构水平限制,难于理解动态过程。利用现代多媒体动态技术展示动态过程,可让学生感受“实际”动态情景,弄清复杂物理过程。比如《波的形成与传播》是物理教学中的难点,虽然课本中用绳波为例分析,但学生在学习中仍难于想象出波动情景,通过多媒体技术模拟波的形成与传播过程,并可根据需要随时随机动态控制波动过程介质中各质点的振动情况,使波的形成与传播的动态过程直观可视化,真正理解“波动本质上是质点的振动”,并能从振动的角度分析和处理有关波动问题。另外,在物理教学中存在有许多需要空间想象能力的问题情景,大部分学生对此类问题望而生畏,在物理教学中可利用多媒体三维技术展示空间情景让学生一目了然。比如在介绍地球同步卫星同地球同步条件时,关于同步卫星只能“定点”在赤道上空时,很多学生难于理解,在教学中借助动态课件展示不同卫星以不同轨道绕地球(地球也在绕地轴自转)的运动情景,学生观看比较之后自然能自己得出:“卫星只有定点在赤道上空才有可能同地球保持同步”。
(3)微观现象“宏观化”、宏观问题“微观化”
物理教学中涉及到一些微观及宏观问题难于在教学中具体体现。借用多媒体技术能将微观现象“放大”处理、宏观现象“缩小”处理。如带电粒子的运动、卢瑟福α散射实验、核外电子跃迁等微观现象,虽然看不到、摸不着,但却是客观实在。要让学生对这些物理现象建立清晰的物理图景,就必须让学生“看”得见它们,唯有计算机技术模拟微观粒子才能把它们运动的动态过程宏观展示。在传统教学中有关天体运动情景只能依靠学生想象,而利用现代教育技术手段可把月球绕地球运转、地球绕太阳运转、卫星发射与运动等宏观天体运动进行模拟微小化处理“搬进”教室。
(4)难做实验“容易化”
在物理教学中应重视实验教学已成共识,虽然形象化的多媒体课件不能代替具体的实际实验。但有些物理实验因在课堂教学中实验条件难于满足,如掌握一些测量仪器的使用方法时,必须先了解其内部构造的设计,在课堂上不便于拆卸时,课件演示可以起到事半功倍的作用。如螺旋测微器的精密螺纹的展示。有些实验过程很快,学生不便观察,如失重状态下物体间压力是否存在的讨论,课本内容安排了一个小实验:壁上有孔的塑料水瓶盛水后自由下落,在下落过程中观察孔中是否有水流出。由于自由下落的过程时间很短,学生尚未反应过来就已结束,观察不到现象。笔者在课前先将实验过程拍成录像,在制作时利用慢放效果,现象十分明显。播放后学生印象十分深刻,事隔月余,提起时仍津津乐道。
二、利用现代教育技术的高度交互性,创设问题情景,激发探究意识,体尝成功喜悦
在教学中创设情境,自古有之,但多以语言、动作、图片和简单的实物来烘托气氛,不能提供实际情境所具有的生动性、丰富性,难以提取长时记忆中的有关学习内容。而信息化教学设计能够提供文本、图形图象、音频、动画、视频等多种媒体,甚至是人工智能。充分的交互性能够创设生动、直观、形象的学习情境,使教学直观化、模型化、动态化。
 “创设情景——提出问题——自主学习——实验探索或检验”这样一个统一的有机整体,即教师利用多媒体体制作技术,创设有关学习情境,展示问题,激发学生科学探究意识。比如在研究平抛运动讨论“飞机投弹”问题时,如果地面目标不是静止而是运动的。设问:目标在与飞机运动的同一方向上如何运动才能逃过一劫?学生兴趣盎然,通过计算得出结论。在他们迫切的心情下以课件加以演示。同样的教学设计在“带电粒子在电磁场中的运动”这部分内容的教学中笔者也作了较多的尝试,如用“仿真物理实验室”的交互性,探索带电粒子在复合场中的运动情况,在学习知识的同时让学生体尝成功的喜悦。
三、利用现代教育技术创设情景,让学生“亲历”科学创新过程,感悟科学方法和科学思想。
“物理学不仅应教给学生一些广泛应用的原理,更重要的是传播科学思想,教给学生探索的方法”。在物理教学中利用多媒体技术再现物理学家科学探究的经历,让学生“亲历”科学探究过程,感悟科学方法和科学思想,培养学生的科学探究能力和科学创新精神。比如在介绍牛顿发现万有引力定律过程时,通过课件向学生再现牛顿非凡想象力的几个情景(牛顿当时是否如此思维不得而知,但通过整合后对学生科学探究能力的培养具有启迪作用):牛顿坐在树下,发现苹果落地,思考“为什么熟透的苹果会向地面落下,而不向上运动(引导学生不要轻易“放弃”一些熟视的日常现象)?”肯定存在有某种力促使苹果落地(“萌芽”地球引力作用)的作用;如果苹果树长得足够高,长到月球那样高,熟透的苹果仍然要落向地面。“为什么月球不会落地(给学生一个悬念)?”在地面上任何平抛运动的物体终要落地(速度越大,射程越远),月球不管以多大的速度运动也终要“落地”(如果地球表面是个大平面,课件动态展示落地情形);若地球变成圆球状呢(提出假设问题)?再现月球要落地的动态情景(速度越大,射程越远,以致于落不了地)。学生经历上述思维冲突后,探究意识受到撞击激发,深刻体会牛顿卫星原理图,惊叹牛顿非凡想象力的同时坚信地球是个球状体。
四、对现代教育技术媒体制作与应用的几点思考
(1)多媒体课件不能代替物理实验
多媒体课件以其强大的组合功能,通过形、声、色、光的传播再现“现实情景”,已经或正在成为一种高效有力的教学辅助手段,对于优化课堂教学,强化教学效果起到积极的作用。但物理是以实验为基础的实验科学,在教学中若利用课件代替真实实验,不管课件做得如何逼真、如何真实再现物理过程和现象,在学生的心目中毕竟是“做出来”的现象,缺乏真实感,将对科学产生信任危机,违背科学教育的本质初衷。因此在多媒体课件的应用中,不能简单用它来代替实验,只能作为实验过程的再现概括、补充和模拟。只有那些抽象的实验或实验条件难于达到的或实验现象难于观察的物理实验才借用课件模拟展示代替。
(2)多媒体课件不能代替老师
教学过程是人与人之间的交流过程。这个过程不只是传授知识,还有方法的启迪和能力的培养,更有人与人之间的感情交流、道德情操的陶冶等潜移默化的作用,这不是依靠多媒体课件所能达到和代替的。
(3)课件制作重在创设情景、揭示问题
现代教学重视学生的自主学习,要求在教学中能充分体现学生的主体地位,因此“问题探究法”得到了广泛应用。在多媒体课件的设计与制作过程中,应力求能展示问题情景,给学生以悬念,能与原有的认知结构发生冲突,激起探究意识和欲望,引导学生主动探究学习。辅助教学课件的制作完整性适可而止,能创设情景展示问题即可
 
[参考文献]
[1]黎加厚.教育信息化环境下的教学设计.中小学信息技术教育,2002(10).
[2]赵蒙成.建构主义的教学方法评析.外国教育研究,2002(9).
[3]张新华.关于在课堂多媒体网络环境下的情境创设.电化教育研究,2001(5).
[4]张贵仕。现代教育技术与物理教学最优化的实践与尝试 网络


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