1信息技术与物理学整合的含义
信息技术与物理学科的整合是指在物理教学过程中，把信息技术、信息资源、信息方法、人力资源和物理教学内容有机地结合起来，使其相互渗透、相互作用、相互协调，利用信息技术支持物理的教与学，并在这一过程中提高学生的信息获取、分析、加工、交流、创新、利用的能力，培养学生的协作意识和能力，促进学生掌握在信息社会中的思维方法和解决问题的方法．信息技术与物理教学整合的本质是教学方法的变革．在整合过程中，信息技术在教学中的作用可以分为三个方面:演示工具(信息技术作为教学工具)、学习工具、环境建构工具．在两者整合中，信息技术不仅是物理教学的辅助工具，它更是促进学生自主学习的认知工具和情感激励工具．信息技术与物理教学的整合，不是简单地把信息技术仅仅作为辅助教师教学的演示工具，而是要实现信息技术与物理教学的“融合”．突出人的地位，实现人与物化的信息之间、网络虚拟世界与现实世界之间的融合．其本质是指信息技术有机地与课程结构、课程内容、课程资源以及课程实施等融合为一体，成为课程的有机组成部分．信息技术与物理教学的整合，不是被动地纳入，而是主动地适应和变革课程的过程，信息技术与物理教学的整合，将会对物理这门课程的各个组成部分产生变革性影响和作用．
2信息技术与物理学整合在物理教学中的作用
以计算机为核心的信息技术与物理学的有机整合，会给现在的物理教学带来根本性的变革:使教学信息传输网络化、教学过程智能化、学习资源系列化、教学形式多样化．突破现有的教学结构、教学模式，改变传统教学的方式、方法．其在物理教学中的作用具体体现在以下几点:
2．1易于突出重点、突破难点，有利于激发学生的学习兴趣、培养想象力
许多物理知识比较抽象，不容易理解，这是造成物理难学的一个原因．例如运动电荷在磁场中所受到的洛伦兹力和电场的双重作用时，它的运动轨迹是怎样的?交流发电机是怎样工作的?在传统教学方式下只能描述，而且很难说清楚，学生也很难想象出那种情景来．但在新技术下，利用Flash制作的动画利用多媒体在屏幕上演示出来，学生一看，马上记住了它的运动情景和工作情景，建立起感性认识，难点随即被突破．类似的问题还有好多，如运动的合成与分解(飞机投弹)，机械运动(地球绕太阳公转)，光学(双缝干涉)等，这些内容既是教学的重点，也是难点．在传统教学方式下不易被突破，但在信息技术下的多媒体中，利用虚拟实验室，可以非常形象、直观地演示出来．在信息技术下，学生感受到的不再只是语音和静止的图像．由于多媒体技术把电视机的视、听功能和计算机的交互功能合二为一，产生一种图文并茂、丰富多彩的画面，进行多方位地刺激，这有利于知识的获取和保持，还有利于右脑的开发．实验心理学家赤瑞特拉曾经做过一个关于人类获取信息途径的实验．实验表明:人类获取的信息其中83%来自视觉，11%来自听觉．可见，视听功能在学生的学习中有重要的作用．另外，网络的应用，使学生做物理实验的机会更多，学生得到的信息会更多，更方便，能够弥补由于教师或地域文化的不同所造成的教学质量信息技术与中学物理教学整合模式的教学设计研究的差异，最大限度地做到资源共享，聆听名师的授课．所有这些都有利于激发学生学习物理的兴趣，使其产生强烈的学习欲望，从而形成学习动机．信息技术在物理教学中的应用，学生不但比较容易地理解知识，而且还有利于培养想象力．通过动画模拟物理动态图景，能大面积地提高学生的想象力，能使学生建立起正确的动态物理情景，特别是对培养时空和微观动态方面的想象力，作用十分明显．
2．2有利于因材施教和个性的培养，发挥学生的主体作用
在信息技术下，利用人工智能技术构建的导师系统能够根据学生的不同特点和需求进行教学和提供帮助．学生可以自主选择适合自己的和自己喜欢的内容和方式进行学习，甚至可以选择个别化教学策略;学生选择的空间会更大，更有利于教师个别指导．信息技术与物理教学的整合有利于学生主体性的发挥．在传统的教学过程中，教师是课堂的主宰．从教学内容、教学过程、教学方式到作业，都由教师决定，学生只是被动地听、写、记，学生缺乏学习的主动性．但在整合的情况下，学生可以按自己的学习情况来选择适合自己的学习内容．这有利于因材施教和个性培养．基于信息技术的物理教学更是动态的．在教学中，通过人－机，人－人交互，通过亲自做实验，让学生更主动地思考、探索、发现，感受获得知识的过程．现代信息技术环境下，教师的指导性活动和学生的自主参与性活动增多，学生在学习过程中充分体验到了作为学习主体的感受．
2．3有利于学生经历知识的产生和培养学生的合作精神
由于物理学是一门以实验为主的学科，所以许多知识都源于实验．但在传统情况下，学生很难亲自体验知识的产生过程．这是因为很难做到每人都能亲自做每一个实验，没有有利于体验的环境，交流主要发生在师生之间．但在信息技术与物理教学整合的情况下，却很容易做到这一点．利用网络提供的虚拟实验室及所提供的器材，学生可以做各种各样的实验，而且还可以发挥自己的想象力，构建新的实验．学生利用计算机网络可以完成合作的小组作业，学生合作的频率也增大，另外，计算机还可以扮演同伴角色等等．所有这些都有利于学生体验知识的产生和培养合作的精神．
2．4有利于培养学生的创新精神、实践能力和信息能力
创新能力、实践能力和信息能力(包括对信息进行获取、分析、加工利用和评价)是信息社会的人所必备的能力．在整合的情况下，教学方式、方法是新的，再加上网络所提供的丰富材料和方案，学生会利用多种手段和方法达到目的．在这种方式下训练，这对学生创新信息技术与中学物理教学整合模式的教学设计研究意识、创新能力和实践能力的培养十分有利．在整合的情况下，教与学是开放的．教师提出问题后要靠学生自己收集信息、分析信息和应用信息来完成．信息技术和网络为这些能力的发展提供了理想的环境．因特网是世界上最大的知识库、资源库．它拥有丰富的教育资源．而且这些都是按照符合人类联想思维特点组织起来的，适合学生基于自主发现、自主探索的探究性学习．这种学习方式有利于培养学生收集信息、分析和处理信息的能力．并由此发展和带动学生的思维能力、解决问题的能力、决策能力和交流能力的发展．
2．5有利于丰富学生的情感和减轻教师的工作强度
在传统教学方式下，交流主要发生在教师和学生之间，而且往往是教师对学生的单向交流居多．但在信息技术与物理教学整合的情况下，现代媒体能同时提供多方位的、双向的及时地交流．在交流中，教学内容是纽带，学生交流的对象和渠道都增多了．通过这种多向的互动，很容易丰富学生的情感、促进学生的情感发展．当教师和学生利用媒体教学时，教师的一些重复性体力劳动就会减轻．例如在物理复习课中利用CAI制作的课件能浓缩内容，突出重点、突破难点，提高效率;另外如备课、板书、作业等方面都可以得到减轻，使教师把更多的精力投放到设计教学、关注学生的发展和自身的提高等方面．
2．6有利于实现对教学信息最有效的组织与管理
信息技术中的多媒体系统具有超文本特性．超文本(Hypertext)是按照人的联想思维方式，用网状结构非线性地组织管理信息的一种技术．它可以管理文字、图形、动画、图象、声音、视频等其他媒体的信息．利用多媒体的这种性质可以实现对教学信息最有效地组织与管理，例如:可按教学目标的要求，把包含教学信息的各种教学内容组成一个有机的整体，例如在《超导及其应用》中，把教学目标用文字、电流流过导体发热的机理用flsh动画演示，超导研究用图片和声音给以呈现，这样就实现了图、文、音、像并茂，能更好地达到教学目的．再如，按教学内容的不同，把包含教学信息的资料组成一个有机的整体加以呈现，如把练习题、习题、测验题、答案及解答的过程、相应的演示或实验等组合在一起，而且这种组合条理清楚，可以大大节省课堂的时间，提高效率．
2．7有利于开拓学生的视野
信息技术与物理教学的整合可以按照学生不同的基础与水平把相关学科的预备知识和开阔眼界的资料组成有机的整体，实施因材施教．这种做法在传统教学中很难做到，但有了多媒体的帮助，这一点很容易做到．
3信息技术与物理学整合下的教学模式
研究和实践信息与物理课程的目的在于构建现代教育技术支持下的整合的教学模式．经过近年来的不断努力，根据不同教学内容，结合教学实践过程，初步形成了整合下的教学模式的基本框架．
3．1教学设计的指导思想
(1)现代教育技术的支持下，尊重学习的主体，将学生的主体能动性与教师的主导性相结合．建构主义理论指出，学习是主体对知识的主动建构的过程，不是在外部刺激作用下形成反映的过程．因此学生学习的过程中的主体能动性对学习效果的影响起着决定性的作用;当学生在思维和操作遇到困难或阻碍时，教师应发挥引导作用，合理借助现代教育技术调动学生的学习主动性，引导学生进行主动的意义建构．(2)以提高学生的科学素质为核心，结合学生已经掌握的知识结构和能力基础，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面确定多元的物理课堂教学目标，并充分考虑到学生认知水平和认知风格的差异将教学目标分层．为学生设计能帮助有效理解新知识的“先行组织者”．(3)在教学过程中，利用传统媒体和现代教育技术媒体精心组织教学活动，充分利用现代教育技术作为集体演示工具、信息加工工具和协作组织工具，创造条件让学生积极主动的参与物理课堂教学的全过程．强化物理概念和物理规律形成过程和实际运用过程，在强调基础知识学习和基本能力训练的同时，重视创新精神和创造能力的培养．
3．2教学设计的一般过程
教学设计过程就是运用系统方法分析教育教学问题、确定教育教学解决方案检验和评价解决方案的过程．物理课堂教学的教学设计流程为:分析教学目标(确定教学内容或教学主题)→协作学习环境设计→评价方式设计→强化练习设计→分析学习者特征→确定教学起点，设计组织者→情景创设→信息资源设计与提供→自主学习策略设计→结束．一般来说，教学要经过“感知—理解—概括”三个过程，这种模式就是在演示实验的基础上，用计算机模拟实验现象的物理过程，从而强化学生的表象，促进学生识别实验现象发生及变化的条件，然后再进行抽象概括，形成概念规律或找出物理现象的共同特征．此模式以此流程为基础可以有多种变式．例如，可以有多次演示实验和模拟实验，也可以利用计算机呈现问题情景、物理模型等作为补充．该模式的基本课程流程如图所示．
4教学案例
下面以《波的形成和传播》一节的教学为例，对这种模式进行探讨．
4．1教学目标
(1)知识与技能①知道波是怎样形成的②能分析波上各质点的运动③知道波是能量的一种传播形式(2)过程与方法①能优化和完善认知结构．②能掌握应用物理知识和物理思想解决实际问题的方法．(3)情感态度与价值观①培养学生的观察能力和分析能力②培养学生正确表述实验现象的能力③通过讨论培养学生合作学习的习惯，培养自信心
4．2学生分析
学习者是我校高二年级的学生，他们基础知识掌握的不很扎实，所以本节教学的起点为质点的振动和波的形成．
4．3教学方法情境导入式
4．4器材水波发生器、多媒体课件、实物投影仪
4．5教学过程
(1)创设情境多媒体演示:水滴落入水中形成的水波和艺术体操表演中运动员手中的飘带的视频动画，提示学生思考你能根据上述材料分析出波的形成需要那些条件吗?此阶段的教学为学生提供了丰富的观察内容和思考探究的空间，既能激发兴趣，调动学生学习的内驱力，也为学生主动学习创设了条件．同时，实验演示:用细绳演示绳波的形成和利用水波发生器在水槽中产生水波，将漂浮物放入水槽中观察现象．请大家仔细观察实验现象，重点观察漂浮物的运动情况．(2)模拟演示实验同学在上述实验演示中观察并描述现象:发现漂浮物并不随波传播．教师将绳波的具体形成过程用动画的形式表现出来，然后引导学生讨论如下问题．需要解决的问题:a．波上的质点随波迁移吗?b．相临质点间的运动有何关系?c．波上各质点开始运动时的状态与波源开始运动时的状态有何关系?d．波上质点的运动方向与波的传播方向有何关系?(3)讨论推导请学生独立思考后以小组协作的方式讨论总结以上问题的答案．在学生分组给出以上问题的答案后，教师运用信息加工工具纪录每组的答案，最后教师归纳各小组推导过程中的要点，总结出:①机械波的形成:条件一:需要有做机械振动的物体作为振源;条件二:需要能够传播机械振动的介质．②机械波的特点:每一个质点都以平衡位置为中心做简谐振动，后一质点总是重复前一质点的运动;波传播的只是运动形式(振动)和能量，质点并不随波迁移．在小组讨论的过程中，同学可以对于不同的问题观察不同的课件动画演示．在此阶段，引导学生在观察思考的基础上发表意见，说出自己思考的结果，并通过协商讨论，合作学习．让学生自由结合，展开讨论，在由学生发表意见，进行总结．对学生发表的意见，抓住其闪光点，给予鼓励，使学生轻松的探索和表达．在学生发表意见时，尊重学生的个别体验和多元感受．(4)意义和深化在意义深化的阶段，学生利用多媒体动画演示可以进一步把所学的知识进行深化，从而加深所学的知识．在这个阶段教师提出能否利用波形判断某时刻质点的加速度、回复力的变化趋势和方向呢?然后学生利用信息加工工具，进行自主探讨．最后在课下写成研究性文字．在这节课中通过师生的协作，共同分析了机械波产生的条件和机械波的特点，并为后续章节的学习打好了基础．(5)实际应用利用本节所学的知识分析以下问题．(1)关于机械波，下列说法正确的是A．有振源一定有机械波B．有机械波一定有振源C．振源停止振动，已产生的机械波立即消失D．振源停止振动，已产生的机械波继续传播(2)简谐横波某时刻波形如图4，则A．若质点a向下振动，则波向右传B．若质点b向上运动，则波右传C．若波左传，则质点c向下运动D．若波左传，则质点d向上运动(6)反馈评价总结本节课学生所学的知识和教师的教学收获，评价学生在主动参与过程中的表现，探讨在本节课中信息技术使用的成功和不足之处，为改进教学做准备．
作者：王迪 单位：伊春市友好区第一中学
