中学物理优秀论文信息技术在优化高中物理课堂教学中的应用

中学生作文

中学物理优秀论文信息技术在优化高中物理课堂教学中的应用
    摘要：高中物理知识量大、规律性强、逻辑复杂、思维抽象等学科特点与现在中学生主要处于形象思维、简单逻辑、感性认识等特点占主导地位的矛盾在课堂教学中日渐尖锐，而试图仅通过改进传统教学方式来解决矛盾的思路，长期实践屡次证明具有相当大的局限性；信息技术的日益发展以其形象直观、有声有色的呈现方式及再现物理情景、提供丰富素材的媒介属性为优化现在课堂教学提供了新动力、新思维；将现代信息技术科学合理的融入物理课堂教学，把传统枯燥乏味、有理无“物” 、主要靠语言加想象的课堂拽出死胡同，构建新型课堂教学结构、新型教学方式和师生关系, 实施创新人才培养,为教师主导松绑，为学生主创插上翅膀，使物理课堂走上快乐高效的新道路。
    关键词：信息技术；优化课堂；主动构建；快乐高效
苏霍姆林斯基认为:“儿童的思想越是深入地集中在事实上来解释刚才讲过的规则，他们在这样做的时候越是不注意追求识记的目的，以及经过他们的意识思考过的事实越多，那么这条规则的理解和在记忆中的保持就越牢固”。在物理课堂教学中，常有这样的情况:教师的课讲得准确而易懂,但一句句闻似简单精炼的话语却一次次使学生陷入迷茫而不知其所以然,你问问学生,他就像从未上过课一样.因此教师不必把各种概念、公式、规律、定理直接灌输给学生，而是应该创造接近生活生产的物理条件，提供诸多作为知识载体的具体情境，让学生在实践中，自己“再创造”出各种物理知识。我们在高中物理课堂教学中，借助现代信息技术为学生创设一个“再创造”的学习环境，让学生学习物理的过程置身于一个“物理试验室”之中，学生可以观察并尝试错误、可以发现并进行猜想，可以假设并进行探讨,有助于学生在具体的环境中养成“用物理”的习惯，克服他们学习物理而不应用物理的弊病。把信息技术作为学生学习与探索物理知识的有力工具、作为发展学生的思维和兴趣的重要手段，让学生由视听物理转为探索物理,从被动接受变为主动建构，从而使学生学会思考、学会学习、乐于探索、勇于创新。
     一、  信息技术优化高中物理课堂的内涵
《基础教育课程改革纲要（试行）》中明确指出：要“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。”我国教育技术界权威专家华南师大李克东教授认为：信息技术与其它课程的整合“是指在课程教学过程中把信息技术、信息资源、信息方法、人力资源和课程内容有机结合，共同完成课程教学任务的一种新型的教学方式。”基于上述观点，笔者对利用信息技术优化物理课堂的理解是：
(一)优化的前提是有效融合、是有机整合,而不是简单的混合
高中物理知识量大、规律性强、逻辑复杂、思维抽象, 学生的形象思维占主导地位，抽象思维、理性思维还处于萌芽阶段，他们对事物的认识多以感知为主，停留在“看得见，摸得着”的浅层认识。教师的教和学生的学经常性出现错位和脱节,而信息技术就是要将教和学、主动学习和被动学习,形象学习和抽象学习有效融合起来,使课堂不再是两张皮,而是有血有肉有活力的有机整体.其本质是在先进的教育思想、教育理论的指导下，把以计算机及网络为核心的信息技术，作为教学环境的创设工具和促进学生学习的认知工具，应用到教学过程中。将各种教学资源、各个教学要素和教学环节，经过组合、重构，相互融合，提高教学质量，促进传统教学方法的变革。
（二）信息技术是以一种技术手段提供优化的客观保障
在信息技术环境下基于真实活动的系统化知识技能的主体学习活动既应用于教师的教，又适用于学生的学；既是辅助教学的演示工具，又是学生学习的认知工具、研究工具。在信息技术优化课堂教学中，强调信息技术服务于学科的内在需求，服务于具体的任务。教师和学生都以一种自然的方式对待信息技术，把信息技术作为获取信息、探索问题、协作解决问题的认知工具，把各种技术手段完美、恰当的融到课程的教学与学习中去。
（三）信息技术是取之不尽的资源
它既是教学内容的有机组成部分，又发挥着教学环境的作用。整合要让信息服务于课程，以更好地完成课程目标；又以学生个体符合时代需要的和谐发展为目的，让学生充分接触、使用信息技术，以信息技术促进学习改善。学习者围绕学习内容或问题，积极地通过探究、协作或自主的方式，充分利用网络学习资源和工具对信息进行批判、创新加工，最终提升知识与技能水平，形成自我发展的能力. 教师通过应用信息技术可以呈现教学中的教学内容，合理安排教学内容，教师利用网络资源提供的信息可以突破教材就是知识的主要来源的限制，优化了教学内容，把网络资源处理成符合学生认识和发展规律，学生易理解和接受的物理知识体系，同时，物理规律的理解需要直观的观察，视觉的感知，例如天体的运行、汽车的追击、电磁场的模拟、带电粒子在电磁场中的运动等，通过利用信息技术来直观呈现，使其可视化，从而有利于大多数学生的理解，提高了课堂效率，实现了有效地高中物理课堂教学。
（四）优化是革命性的教学模式，它将引起学习方式的改变
信息技术能改善传授式、接受式学习，加强指导性、探究式学习。海量的网络信息，改变了人类的学习方式，学习方式从接受式学习转变为自主学习、探究学习、研究性学习和协作学习。新的学习方式要求学习者必须能够利用资源进行学习，学会在数字化情境中进行自主发现，学会利用网络通信工具进行协商交流、合作讨论式的学习，学会利用信息加工工具和创作平台，进行实践创造的学习。信息技术为学生提供探索物理问题，多角度理解物理思维提供了有力的依据，学生通过物理知识的学习感悟物理的思考方式。这就使学生的物理学习方式不仅仅限于接受、记忆、模仿、练习，而且体现了自主探索、积极参与、动手操作、合作交流等多元学习方式，从而启迪了学生的智慧，活跃了学生的思维，扩大了学生的知识层面，提高了学生的动手实践操作能力。这种学习方式使学生在学习过程中从被动变主动，获得了充分发展的自由天地，进而培养了社会主义现代化新型人才。
    要利用信息技术优化物理课堂教学，首先是方法论,需要有基本的信息技术条件，要方便师生在学习活动中使用,需要教师在长期的课堂教学实践中寻路。同时也是价值观,每位教师要树立新的教育观念、掌握信息工具的使用，深刻了解物理教育的本质、教学中的难点所在，学会在教学设计中体现充分利用现代信息技术和信息资源，以更好地达到物理课程学习的目标，培养学生创新精神与实践能力。
     二、信息技术优化高中物理课堂的价值
    信息技术融入物理课程，不是把信息技术仅仅作为辅助教或辅助学的工具，而是强调要把信息技术作为促进学生自主学习的认知工具和情感激励工具，利用信息技术所提供的自主探索、多重交互、合作学习、资源共享等学习环境，把学生的主动性、积极性充分调动起来，使学生的创新思维与实践能力在整合过程中得到有效的锻炼,至少可以体现出以下对于教育、教学过程来说是极为宝贵的特性，从而为新型教学结构的创建提供最理想的教学环境：
（一）使物理课堂教学手段更加丰富、生动

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高中物理规律性很强,思维比较抽象,在传统课堂中很多时候是靠教师的语言表述和学生的想象,信息技术中图文并茂、丰富多彩的知识表现形式，能克服传统物理教学中语言描述具有不确定性、文字说明比较抽象乏味、实验演示只能给学生以结论的缺陷，有利于开发学生思维，激发学生的学习兴趣。
（二）真正突出学生的主体地位,引发主动学习
物理规律的得出过程中所需的事实及理论依据对于学生来说在传统课堂教学中非常有限和被动,信息技术能够突破教育环境的时空限制，创设物理情景,使学生在特定的接近现实的情景中，主动地获取知识，学生从被动听讲的接受者，转变为主动参与的学习主体。这一层面的优化体现了信息技术不只是作为呈示教学信息和抽象知识的载体，它更多地是作为教与学的互动，学生之间的交流与沟通的工具特点。　
（三）能真正落实因材施教的教学原则
信息技术最显著的特点是交互性，借助人机交互技术和参数处理技术，建立虚拟学习环境，能对教育信息及时收集与反馈，为调整教学节奏、实现物理教学过程的因材施教提供技术保障。个别化学习和协作学习的和谐统一
信息技术给我们提供了一个开放性的实践平台，对于同一任务，不同的学生也可以采用不同的方法和选择不同的工具来完成。这种个别化的教学策略，对于发挥学生的主动性，进行因人而异的学习是很有帮助的。既要为学生提供个别化的学习机会，又要组织学生开展协作学习。
（四）使物理课堂教学更具开放性
计算机网络特性能使教学过程从局限在课堂中的封闭性走向开放性，不同地区的学生可以围绕同一课题组成小组进行网上合作学习。超文本特性与网络特性的结合，提供了极丰富的信息资源，构成进行自由探索和自主学习的环境，能有效地培养学生自主发现、探索学习的能力，有利于发挥学生思维的主动性，实现培养创新精神和促进信息能力发展的探究式学习。网络还为学习者提供对相同问题的多种不同观点的比较、分析和思考的条件，在集思广益的基础上，深化对知识的理解和掌握。
三、信息技术优化高中物理课堂的策略
传统的课堂教学是以直接教学为基础的。直接教学过程的最基本方法是讲授、练习、平价反馈和复习。在课堂中进行直接教学――这种被认为行之有效的方法，实际上存在许多弱点，例如：教学表达能力较为有限，基本上限于依靠口语和黑板表达教学内容全班学生被迫以同样的速度学习同样的内容；教师无法了解每个学生的理解程度，无法向学生提供针对性的练习和及时的反馈，等等。北师大何克抗教授认为：通过将信息技术有效融合于各学科的教学过程来营造一种新型教学环境，实现一种既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的以“自主、探究、合作”为特征的教与学方式，从而把学生的主动性、积极性、创造性教充分地发挥出来，使传统的以教师为中心的课堂教学结构发生根本性变革，从而使学生的创造精神与实践能力的培养真正落到实处。
（一）信息技术优化物理课堂教学环境,提高学习愿望
信息技术像一颗糖果,吸引学生来品尝,激发内在动力, 提高学习愿望,慢慢获取更多的精神食粮,渐渐体验到成功的喜悦.热烈的学习愿望就是学生在掌握知识或完成实际作业的每一具体阶段,在克服困难的过程中所体验的一种精神上满足的状态. 德国教育家第斯多惠指出：“教育的奥秘不在传授，而在激励、唤起和鼓舞。”我们通过直观而形象的教学手段，以其新颖性、趣味性、艺术性吸引学生的注意力，为学生创设符合心理特征的教学情境，正是对激励、唤醒、鼓舞的这一教学艺术的诠释。在教学中创设激发学生认知内驱力、激活其思维的情境，学生就会感到亲切，将信息技术应用于教学，能让教学形式有趣、新颖，生动形象，从而萌发对数学的情感，进而产生自主学习的积极性。从而使学生进入到最佳的学习状态，为实现高中物理课堂教学的有效性奠定了良好的基础。
   （二）信息技术优化物理课堂教学目标和内容
当今社会逐渐走入信息化，信息处理(获取、组织、操作和评价)的技能、学习能力、问题解决能力、与他人合作和协作的能力等是公民的基本素养，也是物理课程教学目标的有机组成，与之相适应的教育内容也应不断改革。教学内容是实施教学并使教学效果达到预期目标的根本，教学方式则是实现教学内容的有力保障。
信息技术为实现新的目标提供了非常自然的工具，它与课程的整合将是课程内容革新的一个有利促进因素。物理教学实践中，教师可以在课前有效地整合因特网资源，将所需的资源整理好，保存在某一特定文件夹下或做成内部网站，让学生快速高效地访问专题资料；也可以为学生提供适当的参考信息，如网址、搜索引擎、关键词等，由学生自己去Internet或资源库中去搜集学习资源。相比较来说，后者比前者更能培养学生获取信息、分析信息的能力。在这种学习环境中，信息资源跨越时空界限，不再局限于课本，内容更具有时代气息、更贴近生活和现代科技，纳米技术、非线性科学、全息图片、光手术刀等新科技随时可能进入学生的视野；同时，这也迫使教师拓展知识面，改变传统的学科教学内容，教学内容甚至不再局限于学科本身。“科学参考”栏目中“航天飞机可以在哪里降落？”、“天空和海水为什么是蓝色的？”、“香蕉球的奥秘”、“为什么罐装的自动喷剂喷了一会罐身会变凉?”、 “微波炉是怎样把食物加热的?” 、“神秘黑匣子 ”、“NMD——美国国家导弹防御系统”等大量与教材、生活、科学前沿相关的知识内容就尽现眼前，在这一全新的教学环境中，学生面对的是开放性知识内容。要使信息技术成为物理教学活动的整体组成部分，学生必须能够选择信息技术工具来帮助他们及时地获取信息，分析、综合并熟练地表达信息。因此，结合物理教学向学生提供使用各种多媒体信息工具的指导，如信息搜集工具（光盘、在线专业数据库、搜索引擎等）的使用方法、计算机建模方法等信息应用与处理技术也会因整合而变得非常自然。
    （三） 信息技术优化物理课堂教学形式和方法
信息技术不仅能有效地带动物理教学组织形式（课堂式、小组协作式、个人探究式等）、教学方法（演示实验、动画模拟、网上搜索、实验数据实时采集与处理等）的多样化，而且能有效促进物理教学过程中信息交流、认知方式的多元化。信息技术优化物理教学将导致学习者从传统的接受式转变为主动学习、探究学习和研究性学习，形成一种将书本知识与社会信息相结合、教师传授与自我探索相结合的观念和模式。
由于计算机可以揭示物理知识形成的来龙去脉，以网络状树形结构的方式一步一步地呈现信息，这有利于学生利用数字化资源进行情景探究学习；web教材形式,既可作为课堂教学的辅助,又可延伸到课外，借助资源，学生可进行自主发现的学习；与录音机和录像机不同，计算机工具软件能允许学生模拟复杂的科学现象，提供可交互的实验环境，学生可以在虚拟实验环境中操作、观察，从而探讨构成这些现象的变量与关系，进行创新性、实践性的问题解决学习；网络通讯导致学习的时空观念转变，可以形成网上社区，进行合作式、讨论式的学习方式……信息资源的丰富性和共享性，数字化学习环境的初步形成，学生的学习将从单一、被动的学习方式向多样化的学习方式转变。作为目前信息技术与物理课程整合的主要并且也是行之有效的方式——计算机辅助教学（CAI），将会从整堂课以讲为主加大屏幕展示的模式走向更多地利用光盘、网络检索的探究模式或实验、调查加计算机数据处理的模式。这种环境中，学生变整齐划一的“不得不学”为主动多样的“要求去学”，真正成为学习的主人。
例如，“万有引力”章节的web教材,可能会在“牛顿”或“地球同步卫星”等词条下加有下划线，学生可以根据需要，随时从这些地方转到“牛顿”或“地球同步卫星”章节或段落，根据自己的意愿对“万有引力”定律进行探源或者应用的联想探索。教师的“讲”更多的由学生积极参与的活动所代替，学生从单纯记忆“万有引力”定律，拓展到探索牛顿是如何发现这个定律、它与“地球同步卫星”或“蜂窝式移动电话”又有那些联系等，他们将更多地了解知识的形成过程以及拓展、应用。而且，即使学习同一内容，每个人获得的信息（即探索的结果）也可能不尽相同。
   （四）信息技术优化物理探究性课题

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    随着信息技术与物理课程融合，学生将越来越多地参与到探究性课题的研究中。在探索过程中，学生不是机械地记忆信息，而是根据某项“任务”，自主搜寻、检索、分析、组合与探究课题有关的资讯，从而达到培养获取信息、处理信息的能力和基本的科学素养的目的。
    网上资源为物理探究性课题探究提供了丰富的材料，而工具软件则是课题研究的重要辅助工具。“几何画板”是一种典型的可以直接辅助学生进行探索和研究的工具软件，学生可以从动态中去观察、探索和发现研究对象之间的数量变化关系。如我们曾借助《几何画板》，制作“波的干涉”让学生探索一条直线（绳子）上两列波干涉加强与减弱区的范围，模拟演示日食月食基础上让学生尝试对地球月球轨道进行探究……这样，学生在探索中学，在尝试中成功，对所学内容就有更深层次的理解, 同时有助于数理之间的联系和物理图景的动态理解。又如电荷的正负、电量、质量和初速度、磁场方向、磁场强度、是否匀强磁场等因素均对“点电荷在磁场中运动轨迹”有影响，学生可以应用《仿真物理实验室》，自己设计实验，通过人机交互对话框调整参数，探究不同参数状态下电荷的运动状态和轨迹，并获得相关的实时数据。网络虚拟实验环境还可以提供一些学生在现实中无法体验的情景，可以为学生就一些需要进行实验而缺少实验条件和实验环境的探究学习内容提供帮助。诸如《几何画板》、《仿真物理实验室》等平台，为学生提供自我动手、探索问题的模拟实验环境，学生面对问题时，可以使用它们自己做实验，来发现、总结一些规律。如此优化，信息技术扮演着“研发工具”的角色。
    从传统的计算机辅助教学到现在的信息技术与课程的融合，是基本理念的飞跃，其最根本的出发点是教学从以教为中心向以学为中心的方向发展，更加关注学习者，让学生最大限度地接触信息技术，让信息技术成为学习者强大的认知工具，同时也关注信息技术对学习内容和学习环境的影响。只有这样，才能使信息技术成为学生发展的助推器，真正在物理教学中发挥对学习的变革性的推动作用,最终达到改善学习的目的。
     四、信息技术优化高中物理课堂的误区
    （一）信息技术沦为仅仅展示图片播放视频的工具,造成缺位
     用来展示图片播放视频等只是信息技术优化物理课堂教学最基本最初级的功能,如果在长期的课堂教学过程中教师仅局限于信息技术的展示功能,既是对优良资源的极大浪费,也是将信息技术优化课堂教学流于形式;既是在方法论上缺乏对信息技术全面理解和正确掌握,也是在价值观上没有真正认识到信息技术对于优化物理课堂教学的巨大作用. 信息技术既是辅助教学获取信息的演示工具，又是学生探索问题、协作解决问题的认知工具、研究工具, 更重要的是营造一种新型教学环境，实现一种既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的教与学方式，从而把学生的主动性、积极性、创造性教充分地发挥出来，使传统的以教师为中心的课堂教学结构发生根本性变革，真正以学生为中心,使学生的创造精神与实践能力得以真正培养。
   （二）信息技术成为主导课堂教学思路的工具,造成抢位
    在课堂教学中，教师始终居于主导地位，不能让信息技术喧宾夺主．利用信息技术来营造新型的课堂教学环境,构建新型的教学方式,使学生真正成为课堂成为学习的主人,但处于主导地位,把握课堂教学思路和节奏的重要角色是教师,信息技术不能抢位,关键是教师不能退位. 灵活的应变能力，严谨的求学态度，严密的逻辑思维，这些都要靠师生之间的真诚互动，靠教师以自身的人格魅力和富有情趣的讲解，通过师生间的情感互融，来调动学生积极参与。我们不应让“人机对话”取代人与人之间的情感交流，否则，现代媒体成了教学机器，教师成了键盘手。课堂教学必须从教学的目标和技术的特点出发，结合教学内容，贯彻实事求是的原则，在保证物理课堂教学基本技能训练的前提下，有选择地适时采用，讲求必要性、适度性、实效性，不能追求形式，为了优化而优化。在教学过程中应强调师生交流．精心设计教学过程，通过教学的层层分析和深入讲解，帮助学生在头脑中逐步形成物理模型，引导学生用科学的思维方式去发现问题，分析问题，解决问题.
    （三）信息技术变为认知物理规律的客观事实及实验,造成错位
在物理教学中使用多媒体辅助教学的效果，已为教师所叹服，基本形成共识．物理学是一门实验科学，离开了物理实验，物理学就不可能产生，更谈不器材让学生动手，可能在教室中无法实验等原因，利用信息技术进行补充，进行模拟，就非常上发展，因此，要特别重视物理实验。许多实验可能看不清，可能过于复杂，可能无法长期提供必要。但应当看到，没有一种媒体在所有场合都是最优的，任何教学模式并不是十全十美的．这就要 求在物理教学过程中，教育技术理论与教学实践的结合，加强动手能力和创新能力的培养．物理教师要注意信息技术的模拟实验只能起辅导教学的作用不能代替具体的物理实验.
五、结束语
运用信息技术优化高中物理课堂教学，是一项系统工程，新型课堂教学环境、教学方式及师生关系的构建是一个漫长的过程，现阶段我们对于信息技术在课堂教学中的运用仅仅是万里长征迈出的第一步。信息技术，最终是服务于课堂教学的，关键点在于课堂的需要。在大力推进信息技术与物理课堂教学融合的同时，决不应该丢弃传统教学中一些行之有效的方法。信息技术的运用，决不能替代教师的作用。必须清醒地认识到教师始终是教学过程的设计者、主导者，因此在教学中决不能因为信息技术的应用而削弱教师的作用。
信息技术像一扇窗户，透过它我们可以看到更为广阔的世界；信息技术像一座桥梁，通过它我们可以构建更为快乐高效的课堂。我相信信息技术优化物理课堂教学必定大有可为，它正朝着更理性、更广阔、更深层的方向发展。