現(xiàn)代教育技術(shù)在高中物理課堂教學(xué)中的應(yīng)用

馬春偉

摘 要：科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不僅加速了全球信息化的進(jìn)程，而且也打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，為現(xiàn)代教育提供了新的手段和技術(shù)支持，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與學(xué)科教育的整合為我們提供了一種嶄新的教學(xué)方式，為我們的教學(xué)改革帶來了巨大的活力和便利，本文結(jié)合自身教學(xué)過程中的實際情況，從實踐的角度闡述了在物理教學(xué)中巧妙運用現(xiàn)代教育技術(shù)展現(xiàn)學(xué)生不易理解的不可見物理情景。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代教育技術(shù) ? 物理教學(xué) ? 不可見物理情景

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，一些先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)也逐步走入課堂，各類電教手段因具有直觀、形象、生動鮮明、反饋及時等優(yōu)點，是傳統(tǒng)的教育教學(xué)手段不能比擬的。

一、現(xiàn)代教育技術(shù)與物理學(xué)科整合

我國的一些教育專家給現(xiàn)代教育技術(shù)定義為：“現(xiàn)代教育技術(shù)是運用現(xiàn)代教育理論和現(xiàn)代信息技術(shù)，通過對教育學(xué)過程和教育學(xué)資源的設(shè)計、開發(fā)、評價和管理，以實現(xiàn)教學(xué)最優(yōu)化的理論和實踐?！雹偌词侵笐?yīng)用于教育領(lǐng)域的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。

現(xiàn)代教育技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)為現(xiàn)代信息技術(shù)與課程的整合，實現(xiàn)信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)之間的“融合”，達(dá)到優(yōu)化教育教學(xué)過程的目的，它的本質(zhì)是在先進(jìn)的教育思想、教育理論的指導(dǎo)下，把以計算機及網(wǎng)絡(luò)為核心的現(xiàn)代信息技術(shù)作為促進(jìn)學(xué)生自主構(gòu)建學(xué)習(xí)的認(rèn)知工具，情感激勵工具及豐富的教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)工具，并將這些工具全面地應(yīng)用到教學(xué)過程中，使各種教學(xué)資源，各個教學(xué)要素和教學(xué)環(huán)節(jié)經(jīng)過整合、組合、相互融合，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和實踐能力的目的。

物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，課本上的知識大多是人們在以往生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中逐漸積累起來的，對學(xué)生來說，純屬間接知識，這其中還有不少內(nèi)容很抽象，難以被學(xué)生理解和接受。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀的理論認(rèn)為，學(xué)生要想建立起自己的知識體系，必須有一定的知識經(jīng)驗為基礎(chǔ)，因此，學(xué)生必須在學(xué)習(xí)物理知識之前已經(jīng)對這些物理情景有一定的經(jīng)驗基礎(chǔ)②。而高中物理中的許多物理情景不再是日常生活中常見的現(xiàn)象，甚至有些物理情景幾乎所有學(xué)生都不可能見到，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)這些物理知識之前沒有相關(guān)的知識經(jīng)驗基礎(chǔ)，因此很難建構(gòu)起自己的知識體系，所以大多數(shù)同學(xué)很難透徹的理解這些物理知識并進(jìn)行靈活運用，更談不上在已有知識基礎(chǔ)上創(chuàng)造性的運用。

在傳統(tǒng)教學(xué)方法中，多數(shù)是通過教師講述自己對這些物理情景的認(rèn)識，學(xué)生再通過自己的理解、想象，那么其接受、理解的程度自然有限。若教學(xué)中利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，創(chuàng)設(shè)出這些不可見的物理情景，演示給學(xué)生以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)之前先熟悉、了解這些物理情景，則可幫助學(xué)生更快的掌握知識內(nèi)容，建構(gòu)起自己的知識體系。

二、利用現(xiàn)代信息技術(shù)展現(xiàn)不可見物理情景種類

高中物理中的不可見物理情景不可見的原因有多種多樣，大致可以分為宏觀不可見、微觀不可見和過程不可見③。

1、宏觀不可見

多數(shù)為宏觀尺寸與人類感官不在同一數(shù)量級上的物理情景和通過大型設(shè)備才能觀察到的情景。如天體運行，衛(wèi)星發(fā)射等等，很難直接觀察這類物理情景，或可以看到系統(tǒng)中的個別實體，卻很難看到整個系統(tǒng)的全貌。譬如：研究天體運動規(guī)律，我們可以看到個別天體，卻很少有人能看到整個系統(tǒng)的所有天體及相對運動，對于這類問題可以通過計算機輔助教學(xué)技術(shù)（CAI技術(shù)），化宏觀為“微觀”，通過創(chuàng)設(shè)的可見的模擬情景，將宏觀世界中的天體運行呈現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生直觀了解天體運動，進(jìn)而理解天體運動的規(guī)律。

2、微觀不可見

很多物理情景是很難甚至不能用肉眼直接觀察，有些即使借助現(xiàn)代化的儀器也很難看到，比如：布朗運動、核外電子的運動狀態(tài)、電場磁場、電子云概念等等。例如，在講解布朗運動時，可以用矩陣實驗室Matlab或Python模擬布朗運動動圖，也可以用課件采用模擬的方法，用flash制作許多微小的物體無規(guī)則運動的動畫效果，利用不同顏色標(biāo)注液體分子和布朗粒子，使學(xué)生形象看到液體分子和微粒無規(guī)則運動。對于這類問題可以通過計算機輔助教學(xué)技術(shù)（CAI技術(shù)），化微觀為“宏觀”，利用計算機模擬出原本無法看到或看清的現(xiàn)象，逼真地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，這樣學(xué)生理解起來就不會那么難，更易理解相關(guān)內(nèi)容。

3、過程不可見

很多物理情景速度過快，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人類感官所能察覺到，如碰撞，作用過程極快，時間極短。作用過程中的受力情況、速度變化情況等，在你尚未來得及感覺的時候，已消失的無影無蹤。而有些物理過程發(fā)展的過慢，如宇宙的演變、天然放射性元素的衰變等等，其發(fā)生的速度很慢，所需時間遠(yuǎn)超出個人的壽命所及，所以對于這兩類物理情境，我們可以通過計算機輔助教學(xué)（CAD技術(shù)）減慢或加快其中的一些過程，模擬再現(xiàn)一些物理過程，將瞬間即逝的短暫過程延緩、拉長，，利用PowerPoint的動畫效果展示，幫助學(xué)生對此類物理現(xiàn)象和物理規(guī)律的理解。例如碰撞過程中，物體間相互作用力的變化及速度變化、彈性碰撞及非彈性碰撞的特點，我們可以利用PPT分解碰撞過程，化動為靜，將碰撞過程分段分析。如下圖

通過模擬小實驗，對碰撞過程進(jìn)行分析，可以分析彈性碰撞、分彈性碰撞，并且可以通過慢鏡頭和分步慢鏡頭，分析物體間相互作用力的變化及速度變化。如下圖

大量的實踐表明，教學(xué)中利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，創(chuàng)設(shè)出這些不可見的物理情景，使學(xué)生學(xué)習(xí)之前先熟悉、了解相關(guān)的物理情景。可使學(xué)生更容易掌握知識內(nèi)容，建構(gòu)起自己的知識體系。

三、現(xiàn)代教育技術(shù)在課堂實驗演示實驗中的應(yīng)用

課堂演示實驗不單能直觀的驗證各種規(guī)律各種規(guī)律，避免紙上談兵，并且可使學(xué)生進(jìn)一步深化所學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成用實驗手段探索自然規(guī)律的習(xí)慣，提高學(xué)習(xí)能力。但在上課時進(jìn)行實驗操作，教師需要花大量的時間演示實驗并記錄實驗數(shù)據(jù)，計算實驗結(jié)果，會消耗大量的時間，并且實驗現(xiàn)象會很快消失，不能保存。如果用計算機來模擬演示，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可使教師拋開實驗操作和計算的過程，快速得到實驗結(jié)果，使課堂教學(xué)過程更加緊湊。而且實驗的過程可以反復(fù)的演示，實驗的現(xiàn)象在需要時可以隨時提取，可以節(jié)約大量的時間。

通過大量的課堂教學(xué)實踐表明，先進(jìn)的教學(xué)方法與現(xiàn)代教育技術(shù)相結(jié)合，才能更好的體現(xiàn)出來，真正達(dá)到教育教學(xué)效果的最優(yōu)化。在高中物理教學(xué)中充分運用現(xiàn)代教育技術(shù)來優(yōu)化、輔助物理課程的教與學(xué)， 利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段創(chuàng)設(shè)物理情景，使學(xué)生可以直觀感受到物理過程的發(fā)生，變化，幫助學(xué)生理解物理知識，建立自己的知識結(jié)構(gòu)體系，有效的提高教學(xué)效率。

參考文獻(xiàn)：

李克東 ?華南師范大學(xué)教授 《新編現(xiàn)代教育技術(shù)基礎(chǔ)》 ?華東師范大學(xué)出版社 ?2002年出版

李方 《教育知識與能力》高等教育出版社 ?2011年出版

《高中物理教學(xué)情境設(shè)計》 上海科技教育出版社 ?2013年出版