3）利用现代信息技术所具有的对教育信息的交互 性处理能力，通过对教育信息的及时收集与反馈， 能为调整教学节奏和过程，实现物理教学过程的 因材施教提供技术保证。
4）利用现代信息技术所具有的对教育信息的智 能性处理能力，通过物理教学过程对教育信息 进行最优化的处理，能促进学生高效率地实现 在学习过程中使自己的认知结构从无序向有序， 从低级走向高级。
3、运用信息技术辅助物理课堂教学的基本原则
• 物理教学中应用多媒体课件时，应当理性地审视如下几个 问题： – 多媒体课件的图象所传递的是关于科学的那些信息， 它对科学的描述是否会使学生对科学活动或科学本身 产生一种错误的观点？ – 多媒体课件的动画和图象所服务的目的是什么，它所 产生的“附加价值”是什么，在另一方面这些多媒体 信息又可能会使学生产生什么错误概念？ – 多媒体课件是取代了教材还是对教材的补充？ – 多媒体课件是否客观地展示给学习者一些重要而又可 靠的科学事实？
④动手和动脑相结合：“我可以动手操作，但我更 多的时间是用来观察和思考”。“我可以反复地操 作，直到我领悟到现象中规律为止”。 ⑤太容易、缺乏真实感：“探索变得很容易，并且 可以反复尝试，唯一的不足就是缺乏真实感”； “……计算机上所有的结论都是事先设置好的，使 用时就不能培养我们的动手能力，也体验不到真实 感”；“光在计算机上操作，不亲自尝试一下，我 想是不够的”。
第二节 信息技术辅助物理教学的模式及案例
• 信息技术辅助物理教学之演示教学模式
• 信息技术辅助物理教学之实验教学案例 • 信息技术辅助物理教学之探究教学案例
1、信息技术辅助物理教学之演示教学模式
– 计算机应用于新授课的教学模式
– 计算机应用于习题课的教学模式
– 计算机应用于复习课的模式
– 演示型教学模式的教学原则
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用于物理教学的多媒体课件类型及其特点的分析
第一类演示型 “一些现象在学校 里是无法实现的， 你不可能使它变 慢，你无法测到 一些物体的速度， 它展示给我们一 些用肉眼根本无 法捕捉到的物理 现象”。
第二类分析型 “你只要用箭头指向 运动的物体就可以计 算出物体的速度、加 速度、位移。单纯的 视频信息是无法作到 这一点的，它们只能 让你看到物体运动的 过程而已。”
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对学生反馈信息的分析 在进行完实验探索之后，我们让学生对他们在计算机模 拟情境进行实验探索的感受做了总结。学生的感受大体 可分为这样几种类型： ①生动、形象、有趣：“我可以直接看到实验的详细过 程,屏幕上的动态变化是我最喜欢的，这样可以引起我的 注意力，对实验更有兴趣”；“我觉得计算机的画面十 分生动活泼，形象的画面展示使我感受到实验操作的极 大乐趣”。 ②观察得更仔细、更透彻：“我可以更全面、更透彻地 观察实验现象，自己从中发现了一些生活中无法发现的 规律。”；“它不仅给我强烈的视觉感受，也增强了我 观察能力”；“让我们更深刻地观察实验现象和结果， 也让我们更加细致地体验到凸透镜成像的完整过程”； “它可以把透镜所成的像展现得十分逼真、好玩”。
•信息技术服务于物理教育的基本功能
1）利用现代信息技术所具有的图、文、声、动画、 视频等多媒体信息的综合处理能力，通过多媒 体信息有机地融为一体，实现有声、可视形象 生动的表达效果。
2）利用现代技术所具有的对视频、动画等多种媒体 信息的高超编辑能力，通过将微观过程实施宏观 模拟，把宏观场景进行缩微处理，将瞬变过程转 为定格分析，进而能为物理教育创设具有变抽象 为具体、变静态为动态、化枯燥为生动等特征。
–
教学结果
学生对真实情境实验的认识 ①对探索的物理规律理解的更加具体、深刻； ②让我们感觉更加真实、能够体验到实验的艰辛和快乐； ③锻炼了我们的动手能力，实验的一切全靠自己去做； ④与他人一起讨论、相互交流，感受到与他人合作的快乐； ⑤对在模拟实验部分得出的结论进一步验证，对规律的总结 更全面；
被试对学案中“自我评价”提示的认识
第一节 信息技术辅助物理教学的原则
1、信息技术的物理教育意义
• 信息技术服务于教育的时 代背景 “信息技术的发展，使人 民的学习和交流打破了过 去的时空界限，为人类能 力的提高和发挥作用带来 了新的空间。”
• 物理教育对信息技术的整合需求
现代信息技术引入物理教 育课程，将不仅会带动物 理教学组织形式，教学的 多样化，而且可以促进物 理教学过程信息交流的多 元化、认知方式的多元化、 最终实现物理教学目标的 多元化。
③准确、快捷、安全：“在计算机上进行自己的操 作，不会出错，既快捷又准确，而且很容易获得实 验数据”；“在计算机上可以得出更精确的读数”； “计算机很安全，不用担心烧手……通过计算机可 以方便地获得充足的实验资料，用来发现规律方便 一些，省时省力”；“操作观察的方便，资料获得 的快捷可以让我们有时间思考现象中隐含的规律”。
• • • • (1)主导性原则 (2)互补性原则 (3)有序性原则 (4)启发性原则
– 教学课件
“凸透镜成像”模拟程序的界面
– 教学过程
• • • • • [问题提出与实验假设] [实验演示] [实验分析] 知识应用] 测验]
2、信息技术辅助物理教学的之实验教学案例
– 教学结果
• 参与利用计算机模拟情境进行实验探索的学生记录显示： ①实验设计：在凸透镜成像的模拟情境中只有物体（小佛像） 可以由学生通过鼠标来改变位置。大部分实验小组根据 任课教师提供的卡片上的指导信息，很快就确定“小佛 像”到凸透镜的距离（物距）为实验的自变量，以像距 和像的属性（大小、倒正、虚实）为因变量，并画出了 实验表格。
信息技术辅助物理教学
• 第一节 信息技术辅助物理教学的原则 1、信息技术的物理教育意义 2、信息技术的物理教育价值判断 3、信息技术辅助物理教学的原则
• 第二节 信息技术辅助物理教学的模式与案例 1、信息技术辅助物理教学之演示教学模式 2、信息技术辅助物理教学之实验教学案例 3、信息技术辅助物理教学之探究教学案例
信息技术辅助物理教学
引入
• 信息时代，信息技术对现代人生活的支持已无处不在。 好玩的2013诺贝尔化学、物理奖简单图解 • /archives/85591 • /archives/85612
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但随着信息技术的广泛应用，人也越来越依赖信息技术。作为信息时代背景 下的物理教育，该如何应对呢？
3、信息技术辅助物理教学的探究教学案例
– 教学课件
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教学过程 在正式教学前，任课教师已完成了教材“力学”部分 的教学，学生已在运动学、声学部分、光学部分已进 行过探究活动，已具备了基本的探究性知识。 教学过程如下： 问题提出与假设形成→计算机模拟实验探索→真实实 验检验→实验分析→应用与联系
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对多媒体课件进行检验和评价的标准：
● 多媒体课件的语言形式（语音和文本）是否恰当？ ● 用图象、动画、音频、视频等多媒体信息来解释和说明物理 现象或规律的效果如何？ ● 多媒体课件是否会让学生对一些科学概念或科学本身产生错 误的印象？ ● 多媒体课件是否有趣并能激发学生的学习动机？ ● 多媒体课件提供了多少关于其内容的结构说明和学习指导？ ● 多媒体课件是否应用了“虚拟操作”方式，如果应用是否会 比在试验室里操作带来更高的教育价值？ ● 多媒体课件提供的使用模式是适合于课堂教学还是适于小组 或个别化学习？
②实验操作和观察：模拟情境下的实验操作非常简单，学生 只需要拖动鼠标移动“小佛像”即可。并且模拟情境会 对学生的每一个动作做出实时的反馈，学生会立刻看到 自己操作的所产生的变化。因此，学生大部分的时间是 观察物距变化而导致的像距和像的变化。
③数据记录：模拟情境以像和像距的动态变化对学生的操 作做出即时反馈，并同时以文字和数据来描述当前的 物、像状态，学生可以非常方便地获得实验的基本资 料。 ④学生的自我监控：记录显示学生的自我监控能力在整个 实验探索中起着非常重要的作用。自我监控能力较强 的学生从实验设计、实验操作、实验观察、实验数据 记录直到实验结束，整个过程都能够按部就班地进行， 并不断地就一些自己发现的问题同合作者交流或向任 课教师咨询，以调整自己的实验活动。而一些自我监 控能力差的学生开始时还能顺利地进行实验活动，但 很快就不知所措。这主要表现为：随意地拖动物体而 不注意观察像和像距的变化；只顾操作而忘了实验的 目的，不能计划自己的实验活动；对模拟情境的变化 产生了很高的兴趣，却不能将精力集中于发现规律； 一味地记录数据而不注意观察实验现象等。
①能够对自己的行为、态度进行反省和监督，改进自己的 学习； ②对实验活动进行及时的总结，为下一次活动奠定基础； ⑤及时对自己发现的规律进行总结，加深对规律的理解；
学生反馈结果表明，学生既能认识到计算机模拟情境的优 势，又意识到真实情境的独特之处和不可取代的本质，同 时还能认识到两者的区别和联系。结果还表明，学案中的 “自我评价” 对被试的探索活动、知识建构以及自我监 控都产生了较好的促进作用。
2、差异性
● 丰富和扩展优生的 知识面 ● 对差生提供了支持 并可激发其学习动 机 ● 相比传统物理教学 更灵活 ● 更容易重复 ● 扩展了师生之间的 互动性，增强了学 生之间的联系
3、激发性
● 极大地激发学生的 学习热情、兴趣和 参与意识 ● 使学生主动追求自 己的探究兴趣 ● 娱乐性更强 ● 更强的视觉冲击力 和吸引力 ● 更容易使学生保持 注意力集中 ● 提供了一种诠释抽 象概念的全新工具 和方式
案例： PhET / /zh_TW/
案例：
.tw/
案例：
/webapp/index.html
MaKey MaKey: An Invention Kit for Everyone
教学过程
问题提出与假设形成→ 计算机模拟实验探索→ 真实实验检验→ 实验分析→ 应用与联系
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教学结果 学生对计算机模拟情境实验的认识
①操作变得简单有趣，使自己思维更活跃，更愿意去探索； ②观察更加细致，对物理知识理解得更加深刻； ③可以任意地检验自己的各种设想，并且可以重复操作； ④可以节约大量的时间，有更多时间用于对现象的思考； ⑤可以完成在真实实验中无法进行的实验，开阔了自己的思维 ； ⑥可以得到精确的数据，便于分析，使我们能够总结出准确的 结论； ⑦探索出初步的结论，为真实实验在方法和理论上做好了铺垫 ； ⑧不受任何外界因素干扰，可以精确、顺利地进行实验探索；