物理学科与信息技术融合 -以《光的直线传播》为例

一、研究实例案例1:《光的直线传播》教学设计电子大屏播放影片，引入课题:通过观看“皮影戏”短片不仅让学生了解古代文明史，还能通过设置问题情境直接进入主题，迅速的吸引学生的注意力，激发学生的探索激情和求知欲望。活动感知，提出问题:通过学生“手影游戏”和“通过小孔观察光源”的活动，再通过观看手影游戏的影片，不断地激发学生产生渴求知识的欲望，从而提出问题。循序渐进，探究新知:学生通过用激光笔探究光在空气、水和玻璃中传播情况的活动后，改变传统教学模式的说教和单调，利用多媒体展现现实生活中各种光直线传播的现象，在有限的时间将生活场景大量引入课堂A进一步提出问题,再通过实应本知道光的直线传沿直线传播的基础上进一步提出问题，再通过实验探究和大屏播放课件太阳初升时的实际情况和海市蜃楼的图片,使学生知道光的直线传播是有条件的，从而突破难点。巩固新知，联系实际:解释影子的形成，电子大屏视频播放小孔成像成像的过程通过三维动画展现日食月食的形成过程，帮助学生提高空间想象能力，使学生能有效利用光的直线传播解释现象。这些生动而又形象的感官刺激促使学生掌握重点知识。扩大视野，应用新知:通过课件图文播放展现伽利略测光速失败的故事，让学生感受科学史的神奇与多彩，这不仅有利于学生对学习兴趣的保持，更有利于科学知识的获取。案例2:《电路的连接方式》教学片段联系生活，课件图片导入:播放图片提出问题“我们能不能使几个灯泡同时亮起来?”,这种以问题为中心，图片为辅助的导入有利于调动学生的感官，激发学生的求知与探究欲!小组合作，探究新知:活动一:使两个小电灯能同时发光。鼓励他们自己动手使两个灯泡亮起来,这不仅培养了学生自己动手的能力，在小灯泡亮起来的一瞬，学生体会到了成功的喜悦，感受到了自主学习的快乐!活动二:总结出串、并电路的特点。学生在小组交流合作探究的过程中，清晰的感受到了串并联电路的区别，并在脑海中留下了深刻的印象。媒体助学，再探新知:活动三:将两灯连成串、并联电路，把开关分别接入图中A、B、C三位置并记录你观察到的现象。学生自主总结出开关的作用使学生经历“猜想—实验—观察—总结”的探究过程，让学生在体验知识形成和发展的同时,形成严密的物理思维并体验到探究的成功与快乐!通过动画播放串并联电路中电流经过的路径，使学生对串并联电路的特点及开关的控制作用有更形象更深刻的理解。二、研究体会1、创设物理的学习情境时物理课导入如把问题直接抛出，学生往往缺乏参与的热情，通过播放“皮影戏”设置情境引入新课学习，将生活用电的图片展示给学生，容易激发学生探究物理知识的欲望。多媒体教学的突出特点就是具有交互性,利用可以增强学生的参与意识，提高学习的主动性。通常用视频的形式展示相关的现象，通过这种视觉、听觉的刺激提高学生的学习兴趣，集中精神，活跃思维，促进学生发现物理问题并提出物理问题。在物理教学中有时需要学生回顾生活事例，在头脑中复现生活现象，而有的学生不能及时的复现，或许在生活中根本就没有注意，从而影响学习。适时地播放一段教学资料片段，如播放出一系列光沿直线传播图片时，学生立刻感到原来生活中就有的现象啊!立即给学生一个感性认识，提高物理教学的效果。再如，在上声音的特征时,在一些探究实验后,可以播放不同特征的声音让学生区分。又如，在讲物体与运动的相对性时，可以展现一些资料片，把学生带入生活情境中，学生会瞪大眼睛，这种效果是学生看书或者靠大脑去浮现无法比拟的。只有多媒体技术才能做到的,它明显优于一般教师的简单、枯燥的讲授效果。2、面对抽象的物理问题时多媒体技术的高速发展，计算机辅助教学也在快速的发展，使得教学信息的传递、加工、处理方式也得到了进一步的改进。利用信息技术模拟的功能，对解释抽象的物理学原理，提供感性认识，能很好地提高课堂双术越拟串并联电路电流的路径，把物理问题变抽象为形象直观。动画模拟串并联电路电流的路径，通电线圈中磁场拟，飞机的升降力原理的动画模拟等等，这样可把物理问题变抽象为形象直观法。多媒体技术还可以对实验仪器的结构进行自由拆分,对实验原理进行动态分析，突出教学重点、化解教学难点。例如，在《滑动变阻器》一节的教学中，滑动变阻器的线圈、接线柱、滑片之间的关系是教学难点，滑动变阻器原理、接法、作用是教学重点。如果恰当的采用计算机辅助教学，对滑动变阻器进行动态组装，使学生对滑动变阻器的结构及各部件之间的关系一目了然，并收到较好的教学效果。当把电池组、小灯泡、开关、滑动变阻器、电流表用导线连成实物电路。当开关闭合，导线中通过电流部分由灰色变成红色，尤其是演示滑动变阻器的滑片向左右移动时，通过电流部分的导线长度也随之改变，效果就更明显。通过对“模拟”实验的分析、总结、归纳，很快地突破滑动变阻器阻值变化引起电流改变的教学重点、难点，真实地“模拟”了实验现象，因为在实际的实验中，电流虽然是真实存在的，但是它确实是看不见摸不着的，学生是观察不到的，只有靠学生自己去想象，这种抽象的知识信息，增加了知识理解的难度，对于大多数学生来说是有很大难度的。而用计算机进行实验的“模拟”，较好地将抽象的知识变成具体形象的知识信息,很快地突破滑动变阻器阻值变化引起电流改变的教学重点、难点，取得较好的教学效果。再如，还有进行电学教学时往往可以利用仿真实验室，课件演示一些破坏性实验，像短路烧坏电源，电压过大烧坏灯泡等实验也能达到很好的效果，毕竟这些实验不能真的去做。又如，讲原子的结构，这对学生来说是非常抽象的，可以利用课件模拟核外电子围绕原子核高速旋转的情况。3、面对微小的物理问题时微观的物理问题，如原子结构，摩擦起电模拟等等，利用多媒体的“放大”作用把物理问题变微观为宏观，既形象又直观。另外，在物理教学中有许多演示实验的可见度很小，很难使每个学生都观察清楚，降低了演示实验的效果，影响了物理教学。实物投影的最大优点是可视性好，它可以把微小的实验放大很多倍，使教室的每一个学生都能看得到。例如，在讲电流表和电压表的读数教学时，用视频实物展示台把表盘放大，改变指针的位置和量程，让学生练习读数，效果很好;在磁感线、通电螺线管的磁场等教学中，演示时只需把磁体放在视频实物展台上，磁体上边再放上一块玻璃板，在玻璃板上撒些铁粉，轻轻振动玻璃板，即可以在荧幕上看到清楚的磁感线的分布情况;演示同名磁极和异名磁极间的相互作用，即生动效果又好，节省了时间，增加了课堂的知识密度;在演示“海波和松香的熔化实验”时，就可以把实物投影的镜头对准试管中的物质和温度计,并把它投影到大屏幕上;液化现象，一般用乙醚做常温加压液化演示，演示时用装有乙醚的注射器，放在载物台上，调节镜头使成像最清楚，推动或抽动活塞做加压液化和减压汽化实验，就明显地看到液化和汽化现象，获得很好的效果。总之，利用多媒体技术的放大作用来提高可见度小的演示实验，都可以收到很好的演示实验效果，而且不影响实验的真实性。另外，利用放大作用及时展示学生的反馈练习中典型的问题，因为典型的不一定出现在黑板上。4、需要重复再现时初中物理教学是以实验为主要方式进行的,有的实验在教学中做了演示实验或是学生探究实验，在复习时由于时间的延长而忘记或记不太清是不可避免的，有的实验是不适宜重复做的，尤其是在复习课时更不可能把平时教学时的演示实验都重做一遍。因此，利用多媒体技术的“再现”优势就可以达到复习的目的,既节省时间又提高效果。利用播放音像资料片(自制或购买的教学光盘)的方法把一些实验“再现”出来，教师还可以边讲边分析。例如:“凸透镜成像规律”是重点又是难点。在进行复习教学时可以先让学生回忆成像规律，然后再利用课件来演示凸透镜成像的规律，达到复习巩固实验的目的，从而提高课堂教学效果。还有这一章的折射现象实验。再如，天平各部分名称和调节、使用方法实验等都可以利用多媒体技术的“再现”特点进行复习教学。变化过快或过慢的动态物理过程，这些问题往往不方便定格研究，如研究分子热运动的模拟等等。利用多媒体技术的“重复再现”作用.三、研究启示1、信息技术辅助初中物理教学，充分发挥整合的积极作用多媒体教学手段已经成为当前实施素质教育、提高课堂效果不可或缺的手段之一，可以改变传统的教学方式，优化课堂过程，加大信息量的传授。生动逼真的音响效果，色彩鲜明的动态效果，灵活便捷的交互手段构成CAI的鲜明特点。物理教师则要以系统科学和现代教育理论为指导，在物理教学中，科学地运用信息技术，创设优化的教学环境，调动学生的学习主动性，提高教学的效率。多媒体辅助物理教学作为一种现代化教学手段，应与传统教学手段有机结合，二者优势互补，可获得最佳的教学效果。当然，任何一种现代化的教学手段只是教师开展教学活动的工具，它必须依靠教师科学地设计、精心地组织和实施，才能发挥它的效能。所以，只有合理运用多媒体作为教学的辅助工具，才能真正改善我们的课堂教学，提高效率。2、重视实验的真实性，信息技术的使用要有度物理学科是一门以实验为主的基础学科，它的概念的建立和规律的获取大都是以实验为基础的。这就决定的中学物理学科教学主要应该以真实的实验为基础,通过实验才能使学生观察到真实的现象进而总结出规律。多媒体课件所演示的实验毕竟是虚拟的经验，难以替代真实的实验，更不能替代学生的动手过程和思考过程。经常地使多媒体课件摸拟物理实验将会违背学科的特点。可能会扼制学生的思维能力和想象能力。更重要的是可能使学生养成一味盲从前人的经验