仿真实验是用计算机软件模拟物理过程,不同于一般的教学课件。之所以称其为实验,是因为它包含了一般实验的特点和主要过程,仿真实验甚至可以做真实实验无法做到的实验。由于可以调节观察的时间和空间,仿真实验可以使学生看清楚快速运动情况下物体的运动情况;也可以让学生看到很长时间的变化,或者看到很大范围或很微小的运动情况。虽然仿真实验不能替代真实的实验,但仿真实验是整个现代物理实验的一个组成部分,研究它对物理实验教学的作用是很有价值的。
4.利用机器人技术整合物理课程
机器人是集传感技术、控制技术、计算机技术和机械设计为一体的新技术。机器人在工业生产、科学研究和生活中得到越来越多的应用。在《物理课程标准》中引进了机器人要求,在新编的物理教材中也编入了“机器人学习包”。机器人教学内容已经成为新物理课程的一个部分。机器人制作和学习实际上是一个综合性的实践活动,通过对提供的模块进行熟悉和组装,并自行设计软件来控制相应的机械活动,达到寻迹、灭火、跳舞、声控等多种效果。这个过程对促进学生综合运用所学到的物理知识有很大的促进作用,同时也能让学生体会技术的一般过程,即需求、设计、制作和评价,体验科学、技术和社会之间的相互关系。
5.利用数字化实验系统(DIS)整合物理课程
数字化实验系统,是根据物理实验教学的实际需求,贯彻二期课改的理念,综合运用包括硬件、软件在内的信息技术手段构造的,集实验数据采集、显示、分析、处理等功能于一体的实时实验系统。它实际上已经成为新物理课程的重要内容,开创了一条信息技术与物理课程整合的新途径。由于引入DIS实验后,使物理实验的目的等都会发生变化,进一步突显物理实验教育的功能,从而大大加强物理实验教学,如,DIS技术应用于实验教学,使实验准备和数据处理时间大为缩短,为师生节省了大量时间,用于探索研究,实现了课改的理念。在物理课程中引入DIS技术,还具有方便、精确、细微化等优势,解决传统实验技术方法无法进行的或无法显示的实验或无法处理数据的实验,充分挖掘物理实验的资源价值,提高实验的探索性,使信息技术从学习对象转变为学习工具。运用信息技术不仅是改进教学的手段,而是改变学生的学习方式,进而促使学生自主学习,引发物理教学模式变革,为培养信息时代的接班人开辟了新的途径。
三、物理课程与信息技术整合的作用与效益
1.带动了教师教学方式的变革
物理课程与信息技术的整合,使得物理教师的备课,不仅仅是备教材、备学生,还应该备课堂教学与信息技术的结合。完美的结合能够给学习者带来美妙的享受,能够激发学生的学习热情,能够提高课堂教学效率;完美的结合还能够给教师带来成功的感触,能够激发教师的工作热情,能够提高教师专业水平。
在全国第七届中学物理青年教师大奖赛中,河南省开封市十四中学杨凯老师在《家庭电路》一课中,在教学中设计了认识家庭电路的组成、连接、试电笔的使用、触电与急救,安全用电常识和从物理走向社会等六个教学环节具体落实和评价三维目标,并利用信息技术将六个教学环节有机地组合在一起。新课教学时,利用课件展示了不同时代家庭电路中保护装置的图片,通过历史变迁的介绍,引导学生感悟到电路元件在不断的完善中变的更安全、更方便,感受到科技的进步;通过小组合作连接电路,给学生创造实践的机会,强化将科学技术应用于日常生活的意识,体会成功的快乐;在了解触电与急救环节,用模拟人演示触电的两种类型,帮助学生直观感受触电现象,建立自我保护意识,学会科学的救助方法。课的结束,以查阅资料、写小论文的形式布置作业,培养学生收集信息的能力,学以致用,体现“从物理走向社会”的理念。本节课是一堂体现新课程理念,实现教师教学方式改变和学生学习方式转变的成功课例。
2.带动了学生学习方式的变革
物理课程与信息技术的整合,可以使更多的学生能够主动、自主的学习,更能够体现因材施教的原则。有效的利用丰富了学生的学习方式,提供了学生更多的学习时间和更大的学习空间。
上海市延安初级中学何卫萍老师在二期课改新教材试点教学的过程中,尝试自建网站进行物理课堂教学,取得了显著成效。她的具体做法是:选择较适宜于网络教学的课题,搜集大量的资料、图片,并制作相关的动画,建立资源丰富的网站,在多媒体教室中进行教学。教师提出探究主题,引导学生在网站上进行探索研究,有效地实现自主学习,提高学习效率。为了运用好主题网站教学的优势,在教学过程中,何卫萍老师把探究问题过程分类为三个阶段:一是感知物理事实阶段,教师提出教学目标及探究的任务,引导学生在网站及教材中收集有效信息
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