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有效运用信息技术,优化物理实验教学

作者: 来源: 点击数: 发布时间:2010年11月19日 【字体: 打印文章 查看评论

有效运用信息技术,优化物理实验教学

江阴市新利网站  朱晓洪

摘要:信息技术的运用,随着时代的进步已经越来越深入地融入了我们的日常教育教学工作中,作为一名普通的中学物理教师,结合自身的教学实践,更是深刻地认识到信息技术在物理实验教学领域的重要性。如何有效地把信息技术和学科进行整合,如何把各种技术手段完美地融合支课程中,便成为新时代课堂教学的一个迫切研究的问题。

关键词:信息技术  物理教学  实验

实验是物理课的魅力所在,在物理教学中有着不可替代的重要地位。通过实验,不仅仅是提高了学生学习物理的兴趣,培养了他们的实践能力、分析能力,更重要的是可以形成他们严谨的、实事求是的世界观。在国家进行的新课程改革中,信息技术与课程整合已经成为最重要的议题。我国高度重视信息技术与课程的整合,在新课程中明确了信息技术与课程整合的目标与内容。教育部在《基础教育课程改革纲要(试行)》中提出:“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用,促进信息技术与学科课程的整合,逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革,充分发挥信息技术的优势,为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。”物理是一个以实验为基础的学科。所有的物理概念、规律和定律等都建立在实际实验基础上的。合理的利用信息技术,可以帮助我们在实验教学中优化实验过程,达到良好的教学效果。

下面,笔者就自己在物理教学过程中有效运用信息技术,优化实验教学方面的问题谈一下自己的观点:

一、将信息技术作为一种实用性工具,贯穿整个物理实验教学过程

在物理实验教学中,有时需要一些引入的文字内容和图片,而在课堂45分钟内,如仍采用传统口授式教学,则消耗了课堂上宝贵的时间,且内容枯燥、空洞,往往使学生的学习兴趣明显减弱。这时候,如采用信息技术的快速显示功能,就可以大大增加课堂教学容量,高效的使用课堂时间。例如在学习“楞次定律”时,教师在从电磁感应得出感应电动势的方向实验以外还需要补充许多课外的例子,同时补充一些课堂练习,内容很多;而把信息技术作为显示工具后,就可避免在课堂内书写大量的板书,节省大量的时间。

在物理实验教学中,往往会遇到实验过后通过数据处理得出物理公式的例子,如果教师运用常规方法进行黑板演算,既容易出错,又浪费时间,所以可以把信息技术作为演算工具和数据处理工具,例如在讲授波动方程时,我们在讨论了平面简谐振动的方程后,为了让课堂避免抽象和乏味,我们把信息技术作为演示工具,编辑公式处理已得数据,然后轻松地运用几何画板画出函数的图像。这样既直观又生动形象,学生也容易掌握。

在一些已经建成校园网和已经联入国际互联网的学校,教师已不再是获得物理知识的唯一知识源,学生通过访问网络上与物理知识相关的网站获取知识,通过参加BBS,互发E-mail等形式进行问题的讨论,教师就由知识的传道者变成学生学习的促进者。教师应针对教学目标合理设置问题,对物理实验教学中的一些其他相关实验让学生在网上进行资料收集、交流、讨论,这样就让每个人都有机会阐释自己的观点和思想,又可及时借鉴他人的意见。让信息技术成为促进学生之间和师生之间交流融合的交流工具。

物理实验教学过程中往往有要求学生进行的“家庭小实验”和“学生实验”。这就要求学生在掌握已有知识的基础上,收集尽可能多的知识作为自己探究实验的准备。信息技术手段在这时候就更是担当了学生助手的重要角色。学生可以上网搜索相关实验录像和Flash视频,以及一些进行实验所必需的物质参考数据,做到心中有数进行实验,在试验过后还能结合自己的实验与资料进行比照,归纳不同点,反思,得出结论。信息技术成为学生学习的引导和辅助工具。

在复习阶段,免不了要复习实验。如果把实验重新做一遍就会费时费力,而我们用计算机教学课件再现实验过程,就会大大节省实验时间,同样再现实验过程,达到复习效果。例如:阿基米德原理是一个比较复杂的实验,在复习时我们把各个因素对浮力大小的影响用计算机教学课件再现,学生可以在比较短的时间内重新回顾实验的过程,再次总结实验规律,提高复习的效率。影响物体吸收热量多少的实验、牛顿第一定律的理想实验、影响动能和势能大小的因素实验等实验的复习均可以采取这种方法。信息技术可以成为教师教学过程所能简单运用的技术手段辅助教学工具。

二、将信息技术作为一种创设情景、激发学生学习兴趣的手段,融入物理实验教学中

在物理实验教学中,信息技术可作为情境创设的手段,让学生运用多媒体技术化静为动,展示知识形成的过程,通过认真观察这一过程,初步检验猜想结果的正确性。实验操作的目的,就是利用现代化的教学手段,让学生自己去发现知识形成的过程,用自己的思维学习物理。通过实验操作,检验出自己猜想的错误,经过独立思考分析错误的原因,不断产生错误,不断纠正错误,这个过程有时要反复多次,才能产生一个正确的结果。这个过程正是学生用自己的思维有效地学习物理的基本特征,现在的中学物理实验教学中,信息技术的运用,可保证学生在物理实验教学中的主体地位。在教学中要真正体现学生的主体性,就必须使认知过程是一个再创造的过程,使学生在自觉、主动、深层次的参与过程中,实现发现、理解、创造与应用,在学习中学会学习。而创设问题情境,使学生产生明显的意识倾向和情感共鸣,乃是主体参与的条件和关键。例如,凸透镜成像的教学中,凸透镜的焦距由学生给定后,用鼠标拖动“物体”,计算机就按照凸透镜成像规律给出物体的像,其位置、大小、正倒、虚实都由机器正确地呈现出来。这类物理情境虽然是利用多媒体计算机虚拟的,但是可以丰富学生对于物理情境的感性认识,深化对于科学规律的理解。

在物理实验教学中,教师的演示实验往往会造成学生的视觉和思维疲劳,一堂课学生上下来,只感觉看了几个实验,做了几个实验,更本不能提高学生的学习兴趣和学习能力。教师在进行教学活动前,应该对学生情况详细了解,掌握他们的已有知识面,利用信息技术手段收集物理与实验相关的生活与社会背景资料,激发学生对实验学习的积极性。例如,结合浮力的实验,播放氢气球、热气球的充气与上升,死海中游泳,轮船、潜艇、飞艇、航空母舰的录像;针对温度影响蒸发快慢的实验,播放热风干手机的录像;针对液体能够传播声音的实验,播放水上芭蕾运动员表演的录像;针对回声现象,播放面对大山或墙壁喊叫、天坛公园回音壁、测海底深度的录像;针对惯性现象,播放汽车飞越断桥、汽车相撞的录像;针对增大摩擦力的实验,播放生产中张紧皮带轮的操作、汽车刹车片、滚珠轴承构造与运转的录像……这些信息技术的运用,贴近学生生活,能迅速抓住学生的心理,更能对物理实验起很好的辅助作用。

三、将信息技术作为一种教学反馈和评价的有效手段,提高教学效率

传统的反馈研究已经证明,反馈能改进学习,提高学习的效率。教师利用计算机贮量大、速度快、交互性能好的特点,对学生进行有针对性的训练和检测,这样可以把学生对问题的思维过程、方式、结果的正确与否给以即时判断,以矫正思维过程中出现的各种错误。网上资源具有信息量大、更新快等特点,网络环境为学生提供了丰富的知识库、资源库,教师可以根据学生已有的认识基础,探究问题情境,指导学生独立的上网学习, 查看相关内容,以扩充教学知识,使学生视野开阔,同时辅之以必要的反馈练习,及时解答,帮助学生总结学习方法,查找学习障碍,逐步提高学生自学能力和独立处理学习问题的能力。

对于学生信息技术学习效果的评价不仅也不应当只是对学生学业成就的评价还应该包含学生学习态度、方法、学习适应性等可以影响学生长远发展的潜能评价。这在其他的评价中经常被忽略,而把学业成就和能力等同起来。这里所提的能力是指学生运用信息技术解决问题以及发展能力,发展能力主要指知识迁移能力、自学能力、学习适应能力、创新能力等等只有这一类能力得到锻炼和发展才能使学生适应如今的信息社会的需要具备终身学习的能力。这一点在运用信息技术的教学或者说学习的过程中更加明显和重要。因此评价时不仅要重视学业成就的评价还要尽量做到重视学生发展能力的评价。以促使教师在运用信息技术教学中注重对学生发展能力的培养,同时,引导教师注重学习策略的教学,也会使学生自身注重学习的方法。

在运用信息技术进行物理实验教学中时,所考虑的教学目标本身就是一个综合性目标。因此,评价中应从学生素养的全面发展入手,中学生必须具备一定的信息精神,这里所说的信息精神是指信息意识、情感、信息分析处理能力、伦理与道德等方面的内容;能够认识到精确的和完整的信息是做出合理决策的基础,学会理性思考,学会创造性地考虑和解决问题,并为解决问题制定成功的检索方案,从学习目的出发,从包括基于信息技术手段和其他的信息源获取信息,评价信息,组织信息,将新信息与原有的知识体系进行融合以及在批判性思考和问题解决的过程中使用信息。在多媒体计算机这样的交互式学习环境中,学生可以按照自己的学习基础、学习兴趣来选择所要学习的内容和适合自己水平的练习;学生在这样的交互式教学环境中有了主动参与的可能,信息技术的交互性所提供多种的主动参与活动就为学生的主动性、积极性的发挥创造了良好条件,从而使学生真正体现出学习主体作用。适合于学生进行“自主发现、自主探索”式学习。

 

基于以上考虑,笔者制定了下表作为物理实验教学过程中的评价标准:

学生学习评价表

        学科      班级    姓名        年   月   日   表一

 

 

 

 

一级目标

 

 

二级目标

 

具体要求

 

 

 

 

 

 

学习能力

(20)

 

1 明确学习任务

 

知道解决几个问题

 

6

 

 

 

 

 

 

 

2 知道怎样学习

 

(1)会分析完成“学习任务”涉及的知识,找出新知识。

 

7

 

 

 

 

 

 

 

(2)提出解决问题的方案

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学习方法

(60)

 

 

 

 

 

1 个人学习

 

(1)熟练地操作,

 

6

 

 

 

 

 

 

 

(2)专注与学习不受外界干扰。

 

7

 

 

 

 

 

 

 

(3)有计划地搜索与问题相关的信息进行探究。

 

7

 

 

 

 

 

 

 

2 同伴互学

 

(1)和同伴共同讨论、交流对问题的看法,寻找解决的办法。

 

8

 

 

 

 

 

 

 

(2)归纳、总结,分享成果。

 

5

 

 

 

 

 

 

 

(3)发现新的问题。

 

7

 

 

 

 

 

 

 

3 教师指导

 

(1)认真倾听,理解教师、同学的发言。

 

7

 

 

 

 

 

 

 

(2)积极思考、询问、提出不同的意见。

 

7

 

 

 

 

 

 

 

(3)清楚、完整地表达个人意见。

 

6

 

 

 

 

 

 

 

学习效果

(20)

 

1 学习收获

 

(1)完成了学习任务。

 

5

 

 

 

 

 

 

 

(2)学到新的方法。

 

5

 

 

 

 

 

 

 

2 情感体验

 

(1)对网上学习有兴趣,积极参加学习活动。

 

5

 

 

 

 

 

 

 

(2)与同学、老师共同学习感觉愉快。

 

5

 

 

 

 

 

 

 

最深印象

 

 

 

 

总评

 

 

 

 

评价表一针对学生网上自主学习的状态的评价。

课堂学习评价表

学科      班级    姓名        年   月   日   表二

 

 

 

    评价项目

                                                      

评价方式

 

 

基础知识

 

                                       综合运用

                                    

 

 

能力表现

 

进步(举例说明)

 

 

 

 

 

 

 

出错原因(举例)

 

 

 

 

 

 

 

我想说

 

 

 

教师的评价

 

 

 

 

   课堂学习评价表,主要用来分析学生在知识检测中的得与失,使学生认识到自己的长处和需要改进的地方,建立自信,树立“我能学得更好”的信心。

   总之,信息技术与学科整合是大势所趋,如何有效运用信息技术,优化物理教学是每一个物理教学工作者都要面临的问题,希望我们能在自己的教学工作中能探索出一种适合教师,更适合学生的教学模式。

 

参考文献:

[1]钟启泉.国家基础教育课程改革纲要(试行)解读[M].上海:华东师范大学出版社

[2]齐伟.探索信息技术与教学的整合

[3]李洪贵. 物理教学中的微机辅助演示与实际实验

 
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