对信息技术与高中物理教学整合的现状分析及思考
来源：岁月联盟
时间：2010-08-15
一、 现状分析：
1、从现代信息技术在中学物理教学中应用的范围来看。信息技术应用于中学物理教学还不是真正普及和广泛。
估且不讲一些薄弱学校、学校由于条件所限，不可能广泛应用，单是一些重点学校或示范学校的应用，根据调杳情况看，也限于一些教研课、比武课或是新授课等，而在平时教学课或者习题课、复习课、毕业班的课则是少之又少。甚至有调查资料表明，有一所示范性中学的电脑机房已经由于唯一的计算机老师的调走，而已闲置了三年，根本就谈不上与具体学科的整合了。
出现这样的现象，究其原因，排除客观条件如资金、硬件等因素的影响，其一是教师技术问题，不会上多媒体课；其二是嫌麻烦，难上多媒体课；其三是效果不理想，不如不上多媒体课。
2、从现代信息技术在中学物理教学中应用的形式上看。以课堂演示型和操作练习型的单一模式为主，且往往忽略双向交流，交互性差。
目前我国的信息技术在物理教学中应用的模式，主要还是课堂教学，而多媒体等课堂教学的使用情况却不尽如愿，源于实际的调查认为：用于教师演示、学生练习型的课堂各占学校的44%至52%；情景模拟、教学测验型的各占学校的15%多一点儿；游戏、问题解答型的各占学校的8%；发现学习型的仅为6%。由此可以看出，在目前教学实践中，信息技术在中学物理教学中的主要应用方式是教师演示和学生操作练习；而这两种模式一般的做法是：往往是教师花大量的精力（课前紧张）设计并制作出课件，然后在课堂上按照设计的流程操作电脑，把知识内容逐一呈现给学生，尽管设计比较精美，容量丰富，也有多种刺激，但由于缺乏或较少交流互动，并未挖掘其主体作用，学生只是尤如看了一场电影一般。这种过于依赖媒体的做法，教师虽然自我感觉良好（课堂轻松），但其教师的主导作用也就荡然无存了，其作用充其量只是一个电影放映员罢了。最终的效果也就十分可想知了。
3、从现代信息技术在中学物理教学中应用的技术角度看。没有考虑物理学科的特点，注重的是课件形式的华丽、过分强调多媒体的声、光、色等的多种刺激。整合停留在一种简单的组合阶级。技术含量低，无法大量推广应用。
仔细分析现有的物理课件会发现，现在的课件并没有注意物理学科的特点，进行针对性的应用，甚至有时还给人感觉有打擦边球的感觉。如对一些理解相对容易、好处理的课件相对就要多一些，而能给中学物理教学中的重点、难点提供物理的知识情景和分析、注重对思维能力训练的课件却少，即使能找到一些，也还是注重声、光、色等形式方面的简单组合，而且普遍存在的问题是可移植性差，对推广应用并无很大作用。同时信息技术在物理实验教学上的应用也令人担扰。另外从前面的数据也可获知，教师演示和学生操作练习占了信息技术与学科整合的绝大部分，而这两类课件在使用上明显是以美国心理学家桑代克和斯金纳的“行为主义学习理论（学习是刺激与反应的联结）”为依据的，主要表现为片面追求界面华丽、媒体效果，而忽视学习者的认知特点。其实质均是试图通过外界媒体的刺激，使学生被动模仿和接受物理知识。
4、从现代信息技术在中学物理教学中的效果上看。引发学生瞬时注意并不能带来长足的效果，当前信息技术与物理学科教学的应用和推广出现一种反复。
众所周知，以多媒体计算机为主的信息技术应用于各学科教学其实已经有较长时间，曾一度引起较大的反应。但经过几年的实践，在一些学校竟实出现了一种这样的反复:旁观不屑----试用称奇-----大量使用感觉好------偃旗息鼓不用！并最终：“费时费力劳民伤财而而又没有作用的花架子”。究其原因，主要是说教学效果不令人满意。我们估且不说这种评价的对错，静心分析，我们不难发现对学生感官的直接刺激只能引发学生瞬时的注意，多了久了学生就会感觉到厌倦，由于现在多媒体物理课总是不结合物理实际学科的特点进行恰当的运用，且模式单一，仅进行长期的简单感官刺激，学生参与严重不足，导致了学生由最先的好奇逐渐向无味转化，也就不难想象课堂教学效果差的原因了。同时，一个不容乐观的事实是现在的物理课件对知识的阐述多，而对学生能力的培养少，这是一个不能不令人担扰的问题。此时也就不难理解部分教师抨击并开始放弃多媒体教学回到传统教学老路的原因了。
5、从现代信息技术在中学物理教学中应用的层次上来看，信息技术是作为一种媒体的功能，起到的仅是辅助教与学的功能。
我国计算机应用于教学是从计算机辅助教学开始发展的。计算机辅助教学的观念与实践对教学也起到了一定的促进作用。但是经过多年计算机辅助教学实践，信息技术与物理整合发展到今天的现状却仍是令人担扰的。例如，所谓的“课件”很多还没有改变教学的方式，还是以讲授型为主。演播式的多媒体课件只是把不形象的形象化，让不生动的生动起来，只不过教学过程更加具体化、细致化和人性化。这些方式并没有突破教师讲、学生听的传递式教学，即考虑强化的是某一个知识点，以及如何促进某个知识点的教与学。所以这种方式只会使之成为传统教育的一种补充、完善和发展。也就解月光提出的信息技术在学科教学中应用分两个层次（即：基于“辅助”的理念和基于“整合”的理念）的第一个层次。将信息技术作为教学媒体、手段和方法来帮助教师或学生解决教或学中的问题。在这些过程中信息技术主要扮演媒体的角色，发挥的是媒体的功能，体现的是媒体特征，不能引起真正意义上的教学模式、学习方式的改变。与信息技术与学科整合中要求的把信息技术作为认知工具和研发工具存在较大的差异，更谈不上与当前课程改革与教育的全方位的整合及变革了。
6、从现代信息技术在中学物理教学应用中的情感激励方面看。过分依赖多媒体技术。
一方面没有充分发挥其双向交流功能，削弱了传统教学中师生的情感交流；另一方面即使利用了交互功能，也是在一种虚拟空间，缺乏面谈、交流的机会，从而形成一种“教学阻隔”。影响了教与学的效果。
二、 思考及对策
（一）、要切实加强物理教师教育理念、教育技术、教育思想的培训与提高。
综上分析，我们不难发现，正是由于教师理念方面的原因，严重制约了现代信息技术与物理教学的整合，它从教学设计、教学方法、教学模式等等各个方面使中学物理教学实际没能从传统的“灌”的教育中摆脱出来，从这个意义上讲，信息技术的加入，只不过是使得这种灌的技术更加技术化、高效化，即“电灌”了。仔细想想这种无视学生存在的教学方式真是很残忍的。当前新课程提出了许多新的教育理念，教师应该进行系统的学习与研究。而其中被大家普遍接受的比较适应信息技术环境下的教育理念就是建构主义理论。它为我们的中学物理教学如何发挥学生主体作用、以及如何处理教师、媒体、资源的关系提供了理论依据。
而另一方面，信息技术或者是信息素养也是影响整合的进程和质量的一个主要原因，道理很简单，连简单的计算机应用还不会，又怎么去谈高水平的融合呢。如前所述，很多教师这所以不愿意上多媒体物理课，除了效果，还有一个重要因素就是因为信息技术和素养不熟练，准备一堂课很吃力所致。当然，事实上，就现状而言，中学物理教师对计算机为主的现代信息技术知识掌握还是相对多的，但在环境下的有关知识以及全面整合的各方面知识却相对缺乏，应加强学习和完善。
（二）、根据物理学科的特点，准确理解课程整合的涵义；
各个学科的不同，那么整合的涵义上也就有了差别。我仅就物理学科与信息技术的整合的理解，谈谈自己的理解。
现在有相当多的人认为多媒体计算机辅助教学就是信息技术与学科的整合，对信息技术整合的理解停留在计算机辅助教学理念，因此对现在的课程整合的提出不以为然。这种认识事实上存在严重的偏差。应加以纠正。因为这种方式还是以讲授型为主，并没有突破教师讲、学生听的传递式教学，所以只会成为传统教育的一种补充、完善和发展。
现在国内研究人员对多年来的计算机辅助教学和教学软件开发与推广进行了反思和探讨，并且借鉴国外的相关研究成果，引入了信息技术与课程整合概念。并且对计算机辅助教学同信息技术与课程整合的关系做出自己的论述。例如何克抗指出“信息技术与课程整合不等同于ＣＡＩ（计算机辅助教学）”。他说，“信息技术与课程整合后，实际上信息技术不再仅仅是辅助教或辅助学的工具，而是要从根本上改变传统的教学结构与教育本质”。解月光则提出基于整合理念的信息技术教学应用模式分层的观点。认为第二个层次基于“整合”的理念，就是使信息技术作为构建自主、探究学习环境的重要要素来支持学习。
因此信息技术与物理课程的整合强调的是整合和融入。是基于全局观和系统观的，考虑的是整个物理课程的整体效果，是从教学内容、教学设计，教学方法、教学模式等各方面全面的整合，而不是孤立的物理知识点。它考虑的应是整节课甚至整个单元，强调采取信息化教学设计的方法来进行物理课程与教学设计。而不是只是考虑促进某个知识点的教与学。同时就信息技术的作用上，信息技术已经成为物理课程与教学中的一个因素，成为教师教的工具、学生学的工具以及环境构建的工具。而不是单单作为辅助的媒体和工具。
所以，信息技术与物理课程整合不是简单地将信息技术应用于中学物理教学，而是高层次的融合与主动适应。我们必须改变传统的单一辅助教学的观点，从物理课程的整体观考虑信息技术的功能与作用。同时根据建构主义理论可以认为：知识是由学生观察外在事物后的探索、体会与反思等思考活动（Thinking Activities）建立的，应强调的是以学生为中心（Learner-centered）的学习环境。据此，作为教师应在现代信息技术与物理学科的整合的实践中把信息技术作为促进学生学习物理的认知工具与情感激励工具、丰富的物理教学环境的创设工具，并将这些工具全面应用到物理学科的各教学过程中，如创造数字化的学习环境，创设主动学习情景，并创设条件让学生最大限度地接触信息技术等；而学生则利用这些工具发展物理知识，并将工具当做自我学习伙伴（Learning Partner）。从而使各种教学资源、各个教学要素和教学环节，经过整理、组合、相互融合，在整体优化的基础上产生聚集效应，从而实现学生自主学习，亲自探索的构建过程，达到培养学生创新精神与实践能力的目标。其信息素养当然也就能得到极大的提高了。
另外要特别指出的是我认为信息技术与物理课程整合，其主体仍是物理课程，而非信息技术，切勿为使用技术而使用技术，甚至不惜以牺牲物理课程目标的实现为代价。应以物理课程目标为最根本的出发点，选用合适的技术。避免在使用传统教学手段能够取得良好效果的时候，生硬地使用信息技术。从而使人产生“摆设”和“花架子”的感觉
（三）、结合当前新课程改革，积极探索和实践在现代信息技术环境下适应物理学科教与学的新模式；
当前的新课程改革对中学物理教学提出了新的要求和标准，尤其是对于创新意识和实践等能力提出了较高的要求，如果信息技术与物理课程的整合模式还是停留在以前的单一演示型和练习型模式，那整合无疑的失败的。因此，我们现在十分迫切的任务就是积极探索并去实践在现代信息技术环境下适应物理学科教与学的各种新的教学模式。
按照教和学两个方面，学科教学整合的教学模式可分为两类：以教师使用信息技术为主的演示型教学模式和以学生使用信息技术为主的自主学习型教学模式，后者按照学习内容的开放程度又可分为以教材内容为中心的自主学习模式和在开放性学习环境中的自主学习模式。就目前现状看来，演示型教学模式也还是有它存在的必要性，但我们应特别加强后者的实践与探索。通过挖掘信息技术的优势并结合物理学科的特点，不断摸索新的教学模式，使我们的整合模式多样化，以达到真正全面整合的目的。据此，我认为应从以下几个方面着手。
1、进一步完善以教师使用信息技术为主的演示型教学模式
以教师使用信息技术为主的演示型教学模式是在现有教学模式基础上，把机作为新教学媒体使用，主要用于课堂教学中的演示。尽管有许多不足，但在目前阶段仍旧可以作为一种较好教学手段。这种模式在，重新组织提供物理情景，创设物理过程，克服某些条件的限制，突出事物的本质特征，从而促进学生形成稳定清晰的表象，为学生学习概念创造条件，促进学生对重、难点知识的理解方面还是有许多优越性。而且这种教学模式对硬件配备不足的学校和计算机操作技能一般的教师选用也比较适合，并且可以应用于目前中学物理教学中最常见的新授课、复习课和习题课甚至实验课。
但在应用的时候要特别注意结合新课程的要求，注重运用先进的教学理念和教学设计思想，加强人机对话的交互功能，突出学生自主学习的主体作用以及教师必不可少的主导作用，避免如前所述的诸多不足。同时，应主要针对难点、重点地突破，有针对性的选择运用，千万不可滥用，或搞形式。例如因物科其自身的特点，物理演示型课件就不同于其它学科在利用信息技术时可以利用丰富的视、听等多媒体效果刺激学生的感官，激发学生的学习兴趣，如果在教学中一味利用视听刺激，久而久之学生必然产生厌倦情绪，反而不利于学生学习兴趣的激发。另外，针对物理学科，建议加强并重视与物理实验教学相互结合渗透，使之相得益彰。
2、大力以学生使用信息技术为主的自主学习型教学模式
以学生使用信息技术为主的自主学习型教学模式在目前中小学教学中还比较少见，仍处于探索中。虽然不十分成熟，但目前说来在创新意识和实践能力等方面的培养、还是比较有效和成功的，我认为应加强推广。就目前实践来看主要有以下几种模式：
（1）化教学模式。是在网络教室，学生通过网络进行学习的教学模式。这种教学模式以学生的自主学习为主，可以适应学生的个性差异，但必须加强指导，否则容易导致无效学习。目前相对比较有效的做法是，教师先把相关学习内容放到对应的网站（如学校或教师的网站上）或服务器上，使学生是在一个相对范围内进行自主学习，即达到有关目的，又加强了学习的效率。
（2）计算机辅助实验的模式。物理实验在物理中的重要地位与作用都是众所周知的。但它在教学中却存在许多问题。如由于实验器材和教师实验水平的局限，有一些实验（如光的衍射实验、静电实验等）难于成功；有一些实验（如布朗运动）的可见度小；一些实验时间短难于观察或者无法测量；还有一些实验的数据处理相当繁杂，难以找以简明的物理规律；再如目前高三实验课也是一个难点，理论上至少应该把高中的重点实验开出向学生开放，让学生大量自主实验，但由于条件所限，不可能同时开出，无法满足他们复习、的需要。这些都制约了中学物理的实验教学，也影响了学生的学习。
而计算机辅助实验的这种模式是采用计算机、无线数字通信技术和多媒体技术，实现实时控制、实时测量、数据处理、图像处理、实验评价等功能的一种教学模式。其特点是化手段与传统的科学实验进行有机结合，形成多媒体实验教学环境。具有测量精度高、测试速度快、时空被扩大、智能交互、图文并茂、动画丰富等特点。使传统的科学仪器扩展了新的功能，使基本的科学实验赋予新的内容，突出了现代化测试手段和方法的应用，能够激发学生的兴趣，拓展学生的视野，增强其适应科技发展的能力。这种模式对物理教学尤其具有十分重要的意义。例如把一些教材规定不允许做的实验（如托里拆利实验）、不方便做的实验（如用水柱做测量大气压大小的实验）、不能做的实验（如原子弹爆炸）以及如上所述的各种原因而无法开的实验模拟出来，达到提高学生兴趣，增强感性认识的目的。另外还可利用一些仿真实验室（如金华科仿真实验室）的技术使学生在仿真实验环境下进行一些探究性实验，或进行操作技能的训练等，从而解决一些因实验设备不足而无法解决的问题。
（3）以学生使用软件为主在开放式学习环境中的自主学习模式
这种教学模式的主要特征是开放的学习环境，即允许学生自己决定需要什么信息，采取什么方法解决问题，教师作为指导者、促进者要为学生提供必要的支持。其基本学习方式包括：探究学习、设计与制作、以问题为中心的学习。基本组织形式是合作学习，因此一个教室内有一台以上计算机就可开展多种形式的学习活动，不必要求每人一台计算机。从目前的实际来看，这种模式比较适合进行一些探究学习和创造性学习，如物理的研究性学习，这种模式十分利于学生亲自体验科学探究过程，了解科学研究方法，并且对创新意识和实践能力的培养也是十分有效的。
（四）、注重情感态度与价值观的渗透，建立新型师生关系；
在新的高中物理课程标准中明确提出了情感态度与价值观的具体目标，实践证明这些对于学习物理知识，促使终身的观点的形成，以及对学生真正健康成长都是十分必要和必须的。
情绪心理学认为，认知过程即是对信息的加工过程。人的情绪、情感体验所构成的稳定的心理背景和一时的心理状态都对正在进行的信息加工起组织、协调作用，故人的情绪和情感能促进或阻止人的认知过程。人与人之间的交流，过去、现在、将来都是教学的主题。但目前信息技术与物理教学整合过程有些明显的弊端，一种情况是信息交流的虚拟与伪装，缺乏真实性，权威性，失去信任基础。比如，虚拟实验；另一种倾向就是师生过分崇尚“数字化生存”，师生见面、面谈的机会、直接辅导的机会大为减少，传统教学方式下师生情感交流的优势随之荡然无存，师生之间随之产生一种“教与学的阻隔”。
我认为信息化的宗旨应是使人与人的情感交流更为便捷、更加有效。由于物理学科的特点是以注重理智的、动态的美，讲究以理服人，而非以情动人，但这绝非是一个忽视情感交流的理由。恰恰相反它更要求我们恰当利用情感迁移的作用促进本学科的学习。因此，我们不容忽视计算机本身缺乏情感交流这一弊端的存在。尽管在整合课堂上可以以计算机兼有的动画、声音、图片等多种信息媒体为载体，创造一个趣味盎然的教学情景，刺激学生的学习情绪。使学生在人机对话和群体协作中真正地“做物理”，也既培养了情感意志等非智力因素又切实可行地提高了学生的创造能力。但我们必须清醒地认识到，以“人机交流”取代“人际交流”的状况是十分尷尬和行不通的。“教学阻隔”正是在这种背景下产生的。
因此，我们在进行信息技术与物理学科整合的过程要有意识的注意情感态度及价值观的渗透，合理运用技术媒体的功能（如即时交互功能），建立一种新型的师生关系。也就是改变传统教学中单纯的“人---人”关系，适应学科整合中的“人—机---人”关系，使教师从传统的“传道、授业、解惑”角色转变为学生学习的组织者，协调者和合作者。同时要注意与传统优势相互结合，研究如何在遵循主体感知特点的前提下，以便于更好地运用媒体，促进师生之间情感流动，协调学生知识、智力、兴趣、情感、意志等各方面因素，使其在合作中建构物理知识，提高学生的科学素养和人文素养，并形成优势互补从而产生良好的效果。
（五）、加强物理教师之间的协作交流，加快物理学科与信息技术的整合进程；
一方面由于每个物理教师应用信息技术还不是很熟练和全面，另一方面每个教学精力和思维、能力有限，不可能把信息技术与物理学科教学全面整合这件事做好，所以物理教师之间进行协作交流就显得尤为重要了。
但事实上，我国教师之间却是相对封闭的。教师每天的时间安排大多是和同事彼此独立的，多数办公室或工作环境中，鲜有时间或机会交分享问题解决的共同办法。对中学教师来说，用于计划交流的时间很少且常常独自进行。小组会议着眼于影响整个机构（部门或年级）的事项，但不提供机会让教师表述个人的忧虑或分享教师个人的智慧。因此，教师们几乎没什么机会和别人一起工作，分享他们的问题、忧虑和成功。再加之与其他职业不一样，多数教师彼此隔绝且培训机会又少，因此极少触及追踪各自领域最新情况所需的资源。相比之下，其他国家的教师得到的带薪培训时间多得多：日本教师带薪时间的40%用于职业发展和彼此合作，相对于其美国同行的14%多得多。因此，如果我们教育不加强协作交流，要完成信息技术与物理学科的全面整合实践就更加艰难了。
就交流的方式而言，我认为一些学校采取的备课组、攻关组的方式是可取，只要落实到位，我想一定会极大加快我们整合的进程。
（六）、学校应加大软件库的建设，加强积件的开发；
教学资源尤其是软件的严重缺乏，是目前困扰课程整合的另一个瓶颈。我国去年“校校通”工程投入已达200多亿，但投资效益并不明显，其瓶颈就在于教师培训和软件建设的滞后。中小学信息化是一个过程，美国在实施中小学信息化规划时，2000年硬件、软件及资源、教师培训投资比例分别占63%、20%、17%，专家评估达到理想目标的比例宜为45%、25%、30%。但限于现状，要想大规模的建设软件库，一则不现实，二则目前的软件也急需更新。因此，各个教师及专业技术人员加强新一代教学软件积件的开发，也就变得刻不容缓了。
积件是最近提出的一个新的概念，通俗的讲，可以把积件看作课件的半成品，是可以进行再加工的。它区别于目前课件的地方就在于它的开放性和创造性和二次开发性等，它真正体现了信息时代的学为主的教学模式和教学内容，充分利用了教学信息资源和教学多媒体平台，来实现教学形式多样化，教学内容丰富化等，可以说是课件之后的新一代的教学软件。
我国是一个课件方面起步较晚的国家，因此积件组成平台的开发和研制需要有实力的软件公司和编程专家来实现。但微教学单元库却较适合教师开发，因为教师最熟悉教学中的重点和难点，知道哪些教学内容需要使用计算机教学。因此，积件库的开发在学校一级就可实现，一般由熟悉计算机应用软件的教师和学科教师在一起甚至单独就可以编制。当然，当形成了一定数量的积件后，就要注重积件的交流和组合了，这样既可解决资金不足，又可加快积件库的建设，只要全国的物理教师均投身到物理积件的建设，我想我们的物理教学积件库就已经形成，再也不要因资源的缺乏而担心了。
（七）、中学信息技术教育要切实加强与落实，真正提高学生信息技术素养；
信息技术进入中学课堂已经有几年的时间了，但从目前的状况来看，却是不尽人意的。这也成为信息技术与学科整合的严重制约因素。具体说来有几种情况令人担心。
1、 信息技术课由于受中考、高考的压力，在实际中并未引起足够的重视，成为一门可有可无的杂课，不但教师不重视，学生也未重视。导致信息技术尽管开了课也形同虚设。学生信息技术水平和素养十分低，根本达不到如在网络环境下自主学习的要求。
2、 现在信息技术课程所讲述的内容无法满足课程整合的需要。很多信息技术教师在实际讲授过程中往往还停留在一些简单的文字处理、计算机操作知识层次，对急需的一些网络知识、信息处理却较少，使学生的信息素养达不到要求。
因此，学校方面应特别加强中学信息技术教育的落实和真正的提高。以有利于各学科与信息技术的整合。
总之，信息技术与物理学科教学的整合是一项庞大的工程，不可能一蹴而就。本文仅从个人的观点对目前信息技术与物理教学的整合现状进行一些粗略的分析和思考，希望能起到抛金引玉的作用，让广大物理教师都投身到这个课题中来，从而加快我们物理教学的发展。同时，我想应该指出的是我们强调信息技术与课程整合也不是一种固定的模式，而应该倡导一种观念。引用学者徐新逸教授的一段话作为结束语：“信息科技可以是一个工具、一位助手，却不能取代教师的地位而成为教学的全部。只要教师能抓住课程内容的重点，以最适当最有效的方式传达出来，其实最简单常见的Ｗｏｒｄ和Ｐｏｗｅｒｐｏｉｎｔ，就可以做出很有效的教材，达到所需的学习效果。戏法人人会变，各有巧妙不同。同样的教材，不同背景和特质的教师与学生，从不同的角度切入与互动，就可以赋予教学与学习不同的生命力，产生不同的学习效果。这也是教育可称为一门创造性的迷人之处。”
[1]马宁、余胜泉 《 信息技术与课程整合的层次》 电化教育1998.
[2]胡晓峰等主编 《多媒体技术教程》 人民邮电出版社 2002
[3]何蓁 《谈物理实验的创新》 中国教育技术装备 2003.10
[4]蒋鸣和 《关于中小学学科教师信息技术应用培训的几点看法》摘自：惟存教育网
[5]付强 《新一代教学软件-----积件》 中国教育技术装备 2003.4
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