macbook air装虚拟机:应凸显信息技术在物理学习中的生成功能

　　摘要：信息技术以其独特的优势而在教学过程中日渐普及，但目前的信息技术的运用存在远离学生感知实际、炫耀技术、无限扩大其工具功能的倾向。对于培养学生的探究能力、收集处理运用信息的能力以及合作能力等方面，信息技术有其特殊的工具功能，但又不是唯一的途径。理想的教学过程应该是基于信息技术平台的一个自然的知识与能力的生成过程。

　　关键词：信息技术　网络　实验　探究　生成

　　一、三个日常教学情景的简单再现

　　情景一：老师将授课内容制成PPT课件，老师授课的过程就是幻灯片逐一展示的过程，其间的一些幻灯片中不时穿插有一些动画和视频，最后是利用幻灯片展示的巩固练习和解答过程。

　　情景二：这是“向心力”这一节的新授课。老师借助于DIS（数字化实验系统），通过传感器将向心力大小、转动半径、角速度等物理量记录到计算机中，通过控制变量依次找出了向心力与物体质量之间的关系，向心力与半径之间的关系以及向心力与角速度之间的关系。特别是在找向心力与角速度之间的关系时，老师在计算机中先构建了F-ω坐标平面，发现F-ω的拟合图线是一条曲线；老师又构建了F-ω²坐标平面，发现F-ω²的拟合图线近乎是一条直线。由此下结论得出向心力与物体质量、物体运动半径及角速度之间的定量关系。

　　情景三：这是“自由落体运动”的新授课。老师让全班学生分成若干学习小组，各组都准备了一些纸片，不同面值的硬币，分给各小组一些不同质量的砝码。然后让各小组就给定的器材多次实验来探究“重的物体与轻的物体谁下落的快？”……学生经过实验后发现重的物体和轻的物体下落的快慢并无规律：可能是重的物体下落的快，如一本书比一张纸下落的快；可能是轻的物体下落的快，如一枚硬币比一本书下落的快；同样重的物体下落的快慢也可能不一样，如两张一样的纸片下落快慢无确切结果。教师再引导学生比较不同质量的硬币与不同的砝码的下落规律。……学生经过实验后发现重的物体（如砝码）和轻的物体（如硬币）下落的快慢基本一样。在此基础上老师引导学生建立自由落体运动的理论模型以及该模型成立的条件。介绍关于落体规律认识的历史曲折性，请学生上网利用搜索引擎寻找关于亚里士多德和伽俐略关于落体运动的规律研究。鉴于在教室里演示毛钱管的演示效果的局限性，可以请学生登陆http://www.pep.com.cn/gzwl/gzwljszx/spzy/wlzysp/200606/t20060615_256813.htm网站^①，观看对应的视频。也可以到人教论坛http：//chat．pep．com．cn/lb5000/上去发表各自的看法。……

　　二、对以上教学案例的简单思考

　　目前以计算机和网络技术为代表的信息技术由于能提供界面漂亮、形象直观的学习环境，能提供图文声茂的多重感官综合刺激，还能按超文本方式组织和管理各种教学信息和学科知识，进而有利于学生的认知结构的形成与发展，这是传统的教学环境与手段无法比拟的。因此，在课堂教学过程中综合使用信息技术就变成了时代发展的必需。但在真实的教学过程中，信息技术的运用对于教学的“帮助”并不见得都是值得肯定的。如上面的情景一，虽然用到了计算机，客观上加快了课堂教学节奏、增大了课堂的容量。但此处的教学过程只是将幻灯片替换了原来的“小黑板”，“洁净美化”了我们的教学环境，对于有效地提升教学效果，发挥计算机的真正的辅助教学功能是十分有限的。在现实的课堂中，与情景二类似的例子也有很多：诸如用电脑的模拟来替代弹簧振子、欧姆定理的演示实验，在研究牛顿第二定律中的力、质量、加速度三者之间的关系时，老师在电脑内设计好电子表格，只要在表格中输入数值，相应的其他物理量的值就可以通过点击鼠标来完成，可以很快得出三者之间的关系^②。这当中，计算机的功能得到了拓展性的运用，但理性地分析一下：这样的教学过程只能说是借助于计算机替代学生“建立”了物理概念，课堂教学变成了“电灌”、“机灌”。长久地经受这样的教学模式，很容易使学生认为“计算机是万能的”，很容易在以后的学习过程中产生一种严重的依赖计算机的思想，这并不是一个有意义的教学过程。情景三中虽然只是部分地用到了计算机与网络，更多的时间是学生在主动地寻求规律与建构有意义的知识，网络是在学生积极的需求前提下有明确目的的运用，这样的学习过程是自然的，学生在运用计算机与网络的过程中会感觉到技术手段的一种便捷，但绝对不会认为信息技术是知识的唯一来源，也绝对不会认为技术是万能的，更不会成为技术的奴隶。

　　我国物理新课程标准中就指出：“义务教育阶段的物理课程是让学生学习初步的物理知识和技能……；它是以提高全体学生的科学素质，促进学生的全面发展为主要目标的自然科学基础课程。”“高中物理课程应体现物理学自身及其文化、经济和社会互动发展的时代性要求，肩负起提高学生科学素养，促进学生全面发展的重任。”^③现代科学教育成了全民的科学技术文化教育，它不仅要造就一批科技精英，更重要的是要帮助每个公民提高科学素养，培养人们科学的探究精神、科学态度、科学方法、科学行为与习惯以及积极的价值观。以培养学生科学探究能力的新一轮课程改革正是顺应了时代对学生发展的要求，科学探究是学生积极主动地获取科学知识，领悟科学研究方法而进行的活动，其基本要素包括：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。这样看来，信息技术并不是物理教学的全部，不是非用不可，更不能给学生在使用信息技术的生产新的压力，变成课程知识之外的一种负担。

　　三、信息技术在物理课程中的作用再认识

　　随着信息技术成本的逐渐降低，而功能的日渐强大，使学校在日常教学中普遍使用技术变得可能。物理学科的特点就注定信息技术首先应该在日常的物理教学过程中加以使用，但“应该用”和“如何用”是两个层次的问题。上面的三个教学案例为我们提供了一个如何运用好信息技术的方向。对于培养学生的探究能力、收集处理运用信息的能力以及合作能力等方面，信息技术应凸显其特殊的工具功能，但又不是唯一的途径。理想的教学过程应该是基于信息技术平台的一个自然的知识与能力的生成过程。

　　1．利用信息技术支持学生积极参与现象探究

　　比如现在的DIS实验，在计算机的平台上建立了中学物理中各个领域的实验，通过位移、力、声、电流、电压、磁感应强度等各种传感器，大大地提升了实验的精确度和对实验结果分析处理的效率。但这些实验过程需要学生亲自参与、动手操作去感受体验，而不仅仅是一个教学过程的旁观者。同时要培养学生在这样的教学过程中发现问题与解决问题的能力，对计算机获取信息、收集数据、展示结论等方面的功能要有一种质疑的眼光。

　　2．利用信息技术丰富学生的信息来源

　　现在的网络有诸多优点：具有宽广的信息源（学习者可以获得信息帮助他们完善问题和找到解决问题的方法）、有许多我们感兴趣的资料（学习者可以获得需要的如遥感等其他类型的数据）、有在线仪器与计算工具（在线的仪器有显微镜、遥感器等，一些网上的建模、模拟等工具可以帮助学习者用新的方式分析和检测在线数据）、有发布工具和合作工具（学习者可以将自己的学习心得体会在网上发布和交流）^④。但对于学生而言，网络的运用也存在一些困难：如在定位和利用信息方面存在困难；在浏览时变得茫然和迷惑；他们在网上发布的信息常常没有得到恰当的评价；很难很好地使用网络工具而是代之以一些基本的操作。工具是一把双刃剑，要充分发挥信息技术的正向功能，在放手让学生操作的过程中也要很好地引导好。

　　3．利用信息技术帮助学生运用知识

　　信息技术是一种工具，运用好它也是一种能力。以往的教学过程中，学生除了以观众的身份观摩教师的教学过程之外，很少能亲身体验感受信息技术给自身的学习带来的直接帮助。一方面计算机强大的工具功能，另一方面是网络的普及，使得学生能在物理课堂中借助于计算机去解释、反思、运用他们所学的一些知识。比如知识看可以分为陈述性的知识、程序性的知识与元认知知识。计算机程序，如inspiration、Kidspiration和Pic Map等软件就可以帮助学生形成一种链式结构的概念图，概念图有助于学生学习陈述性的知识，而运用这些计算机程序本身就是程序性知识的学习过程，通过对概念图的建构，最后达到对自身概念学习过程的再认识。

　　4．利用信息技术创造多种信息呈现方式

　　媒体（声音、图形、彩色图片和视频等）的使用为学习提供了多样化、实时的方式。技术也允许学生在一些媒体中处理、创造他们自己的表述。运用技术和软件，最大限度地减少了学生创造作品时所需的体力工作，从而把他们解放出来，去学习更多的东西，形成更深刻的理解。技术工具的使用能帮助创建多样性的表征。

　　5．利用信息技术帮助创建学习团体

　　远程通讯，包括电子邮件、在线讨论和聊天室等，使学生进入一个更广阔的、遍及世界的大社区。学生能利用电子邮件和别的学校、科研团体的成员进行交流。在线讨论让学生能够连续地进行交互式提问和回应：一个学生提交一个问题，然后几个学生或者相关学者可能给予回答，有时还能生成新的问题。这种技术的一个好处是响应的速度快、范围广，另一个好处是学会了交往与合作。

　　诚然，信息技术是现代教学过程中不可回避的、甚至是必须要依赖的一项工具。但最关键的是我们要有正确的动机和导向：工具不能取代我们根本的目标，我们的教育教学过程是一个培养全面发展的人的过程，是一个知识与价值自然生成的过程，最终将学生培养成为具有必备的科学素养、有继续学习愿望和学习能力的合格公民。因此，在运用信息技术的过程中，我们更需要少一点功利性多一点理性；少一点技术的炫耀多一点技术的功能性；少一点技术的独占多一点信息与技术的交流与共享。

　　参考资料：

　　①人民教育出版社网站：http：//www．pep．com．cn/index．htm

　　②张公民．对物理教学中运用多媒体手段的思考．中国教育与教学，2005（12）：23-24．

　　③付兴锋等．现代科学教育理念对中学物理教学的几点启示．物理通报，2006（3）：8—10．

　　④Joseph S．Krajcik?Charlene  M．Czerniak?Carl F．Berger著王磊译 ．中小学科学教学──基于项目的方法与策略．北京．高等教育出版社．2004．5