现代教育技术在高中物理课堂教学中的应用

马春伟

摘 要：科学技术的发展不仅加速了全球信息化的进程，而且也打破了传统的教学模式，为现代教育提供了新的手段和技术支持，现代科学技术与学科教育的整合为我们提供了一种崭新的教学方式，为我们的教学改革带来了巨大的活力和便利，本文结合自身教学过程中的实际情况，从实践的角度阐述了在物理教学中巧妙运用现代教育技术展现学生不易理解的不可见物理情景。

关键词：现代教育技术   物理教学   不可见物理情景

近年来，随着科学技术的迅猛发展，一些先进的科学技术也逐步走入课堂，各类电教手段因具有直观、形象、生动鲜明、反馈及时等优点，是传统的教育教学手段不能比拟的。

一、现代教育技术与物理学科整合

我国的一些教育专家给现代教育技术定义为：“现代教育技术是运用现代教育理论和现代信息技术，通过对教育学过程和教育学资源的设计、开发、评价和管理，以实现教学最优化的理论和实践。”①即是指应用于教育领域的现代科学技术。

现代教育技术在教学中的应用主要体现为现代信息技术与课程的整合，实现信息技术与学科教学之间的“融合”，达到优化教育教学过程的目的，它的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现代信息技术作为促进学生自主构建学习的认知工具，情感激励工具及丰富的教学环境的创设工具，并将这些工具全面地应用到教学过程中，使各种教学资源，各个教学要素和教学环节经过整合、组合、相互融合，从而达到培养学生创新和实践能力的目的。

物理学是一门以实验为基础的自然科学，课本上的知识大多是人们在以往生产、生活和科学研究中逐渐积累起来的，对学生来说，纯属间接知识，这其中还有不少内容很抽象，难以被学生理解和接受。建构主义学习观的理论认为，学生要想建立起自己的知识体系，必须有一定的知识经验为基础，因此，学生必须在学习物理知识之前已经对这些物理情景有一定的经验基础②。而高中物理中的许多物理情景不再是日常生活中常见的现象，甚至有些物理情景几乎所有学生都不可能见到，导致学生在学习这些物理知识之前没有相关的知识经验基础，因此很难建构起自己的知识体系，所以大多数同学很难透彻的理解这些物理知识并进行灵活运用，更谈不上在已有知识基础上创造性的运用。

在传统教学方法中，多数是通过教师讲述自己对这些物理情景的认识，学生再通过自己的理解、想象，那么其接受、理解的程度自然有限。若教学中利用现代信息技术手段，创设出这些不可见的物理情景，演示给学生以帮助学生学习之前先熟悉、了解这些物理情景，则可帮助学生更快的掌握知识内容，建构起自己的知识体系。

二、利用现代信息技术展现不可见物理情景种类

高中物理中的不可见物理情景不可见的原因有多种多样，大致可以分为宏观不可见、微观不可见和过程不可见③。

1、宏观不可见

多数为宏观尺寸与人类感官不在同一数量级上的物理情景和通过大型设备才能观察到的情景。如天体运行，卫星发射等等，很难直接观察这类物理情景，或可以看到系统中的个别实体，却很难看到整个系统的全貌。譬如：研究天体运动规律，我们可以看到个别天体，却很少有人能看到整个系统的所有天体及相对运动，对于这类问题可以通过计算机辅助教学技术（CAI技术），化宏观为“微观”，通过创设的可见的模拟情景，将宏观世界中的天体运行呈现给学生，使学生直观了解天体运动，进而理解天体运动的规律。

2、微观不可见

很多物理情景是很難甚至不能用肉眼直接观察，有些即使借助现代化的仪器也很难看到，比如：布朗运动、核外电子的运动状态、电场磁场、电子云概念等等。例如，在讲解布朗运动时，可以用矩阵实验室Matlab或Python模拟布朗运动动图，也可以用课件采用模拟的方法，用flash制作许多微小的物体无规则运动的动画效果，利用不同颜色标注液体分子和布朗粒子，使学生形象看到液体分子和微粒无规则运动。对于这类问题可以通过计算机辅助教学技术（CAI技术），化微观为“宏观”，利用计算机模拟出原本无法看到或看清的现象，逼真地呈现在学生面前，这样学生理解起来就不会那么难，更易理解相关内容。

3、过程不可见

很多物理情景速度过快，远远超过人类感官所能察觉到，如碰撞，作用过程极快，时间极短。作用过程中的受力情况、速度变化情况等，在你尚未来得及感觉的时候，已消失的无影无踪。而有些物理过程发展的过慢，如宇宙的演变、天然放射性元素的衰变等等，其发生的速度很慢，所需时间远超出个人的寿命所及，所以对于这两类物理情境，我们可以通过计算机辅助教学（CAD技术）减慢或加快其中的一些过程，模拟再现一些物理过程，将瞬间即逝的短暂过程延缓、拉长，，利用PowerPoint的动画效果展示，帮助学生对此类物理现象和物理规律的理解。例如碰撞过程中，物体间相互作用力的变化及速度变化、弹性碰撞及非弹性碰撞的特点，我们可以利用PPT分解碰撞过程，化动为静，将碰撞过程分段分析。如下图

通过模拟小实验，对碰撞过程进行分析，可以分析弹性碰撞、分弹性碰撞，并且可以通过慢镜头和分步慢镜头，分析物体间相互作用力的变化及速度变化。如下图

大量的实践表明，教学中利用现代信息技术手段，创设出这些不可见的物理情景，使学生学习之前先熟悉、了解相关的物理情景。可使学生更容易掌握知识内容，建构起自己的知识体系。

三、现代教育技术在课堂实验演示实验中的应用

课堂演示实验不单能直观的验证各种规律各种规律，避免纸上谈兵，并且可使学生进一步深化所学知识，培养学生养成用实验手段探索自然规律的习惯，提高学习能力。但在上课时进行实验操作，教师需要花大量的时间演示实验并记录实验数据，计算实验结果，会消耗大量的时间，并且实验现象会很快消失，不能保存。如果用计算机来模拟演示，并进行数据处理，可使教师抛开实验操作和计算的过程，快速得到实验结果，使课堂教学过程更加紧凑。而且实验的过程可以反复的演示，实验的现象在需要时可以随时提取，可以节约大量的时间。

通过大量的课堂教学实践表明，先进的教学方法与现代教育技术相结合，才能更好的体现出来，真正达到教育教学效果的最优化。在高中物理教学中充分运用现代教育技术来优化、辅助物理课程的教与学， 利用现代信息技术手段创设物理情景，使学生可以直观感受到物理过程的发生，变化，帮助学生理解物理知识，建立自己的知识结构体系，有效的提高教学效率。

参考文献：

李克东  华南师范大学教授 《新编现代教育技术基础》  华东师范大学出版社  2002年出版

李方 《教育知识与能力》高等教育出版社  2011年出版

《高中物理教学情境设计》 上海科技教育出版社  2013年出版