信息技术在物理教学中的理论与实践

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1、信息技术在物理教学中的理论与实践一、计算机辅助教育的重要意义　　50年代后期，由于信息科学的发展，西方社会的各个方面都进行了现代化的进程，西方的工业社会开始向“信息社会”过渡，计算机辅助教育(ComputerBasedEducation，简称CBE)正是在50年代末60年代初兴起的一门新兴教育技术。　　计算机辅助教育是在斯金纳(B.F.Skiller)的程序教学机器的基础上发展起来的。50年代中期，美国哈佛大学实验心理学教授斯金纳提出在“工业革命时代”要有一个相应的教育工业革命。他根据学习心理学的新成就，提出了“程序教学”模式，依据这个模式设计了程序教学机。

2、程序教学机是指装有程序教材，能够显示问题，分析反应，指出正误，并提示下一步应如何学习的机器。在程序教学中，可使学生学习每一单元时目标明确，注意力集中，同时也能使不同程度的学生充分发挥主观能动性，在掌握知识的同时，训练了逻辑思维能力。因此，斯金纳的程序教学方法，50～60年代在美国曾作为教学手段现代化的重要标志风行一时。　　在程序教学中，教师的主要任务是依据教学内容的逻辑结构和学习心理规律，编制供学生“自学”用的程序教材，引导学生按照一定的逻辑思维顺序进行学习。学生则通过运行教师预先编好的教学程序掌握所学的知识。这种教学活动，教师和学生是在不同的时间和空间进行

3、的。学生的学习过程是一种“渐进的”、“试错的”、直至最后成功的过程。教学过程中的“强化”或“不予强化”的反馈，是由机器按照教师预先安排好的识别程序完成的，因而学习的每一步都可得到及时反馈。由于学生可以根据自己的程度，自行选择学习的层次和进度，所以有利于因材施教，发挥学生的学习积极性和主动性。　　随着计算机技术的迅速发展,70年代以来，程序教学的原理应用到计算机辅助教学(CAI)中，成为设计计算机教学软件的理论基础之一。但是，计算机代替程序教学机具有不寻常的意义。计算机技术发展非常快，多媒体技术、超链结技术、网络技术、虚拟现实技术……相继问世，这些基于计算机的

4、信息技术在人工智能化程度方面越来越高，解决了可以进行非线性教学的问题，使得计算机辅助教育远远超出了任何性能优良的程序教学机器。　　计算机辅助教育的兴起与发展是信息革命在教育领域中的反映，是“信息社会”对教育的新要求。CBE主要研究如何应用基于计算机的信息技术来进行教学，以逐步替代教师的繁琐和重复的脑力劳动，世界各国都在注意开发运用CBE。没有理由怀疑基于计算机的信息技术会向以往的文字、印刷术一样，会给人们的学习方式带来深远的影响。　　国际上CBE的发展，引起国内教育界同仁们普遍的关注。随着我国计算机数量的不断增加，80年代初CBE在我国开始受到重视。一些高等

5、院校和中学积极探索开发CBE，相继研制出微机辅助BAS1C语言教学系统、PASCAL语言教学系统、工程力学解题模拟系统等等。这一系列成果标志着我国的CBE己进入实用试验阶段。一些商家也投入了开发CBE之中，科利华就是其中比较成功的企业之一。国联网校、北京五中网校也办得比较成功，……。北京师范大学的大规模“课程整合实验”正在进行。……。总之，CBE在我国渐渐呈现出喜人的发展势头。　　计算机辅助物理教学是CBE的一个重要分支，相对于其他学科而言，计算机辅助物理教学发展较快，　在短短的几年里，取得了长足的进步，为此，国家教委理科教材编审委员会普通物理组独具慧眼，专

6、门成立了“微机在物理学中应用小组”，负责指导计算机辅助物理教学的研究工作。该小组的领导推动了计算机辅助教学在物理学中的应用。　　目前我国在CBE研究与实践方面虽然起步较晚，但是CBE在我国已经显示出巨大的教育潜力，特别是微型计算机以其灵活多样、功能广泛、价格低廉、自成系统的特点，为实际应用推广铺平了道路。综上所述，无论是从历史的发展、状况来看，还是从未来的前景来看，计算机辅助物理教学在物理教学形式体系中将会不断丰富、充实和发展，将会成为一种富有特色的新型教学形式。开展CBE和CAI的理论与实践，是教育现代化的需要，同时也是历史发展的必然。　　二、改革计算机辅

7、助物理教育的指导思想　　从人类社会的教育史来看，教育方式和教学手段总是随着生产力的发展而发展的。近些年来，我国教育事业飞速发展，其显著标志之一是各级各类学校增添了许多基于计算机信息技术的教学媒体，这些教学媒体不仅改变了原有的传统教学手段，同时还促进了教材观念和形式的变革，促进了教学方法与课堂教学结构变革，从而也促进了教学思想和教育理论的改革。　　回顾计算机辅助教育的发展历史，其不同阶段的理论指导思想是不一样的。最初的程序教学建立在“刺激－反应”的行为主义学习心理上。程序化的教材提供的只是学习教材的程序，一般以线性方式进行，它与人脑智力发展的非线性构成矛盾。因

8、此，程序化的逻辑推理方式不能有效地培养人的创造性。另