《信息技术与物理学科整合的教学模式》研究的实践与认识
由于教育技术的迅速发展，探究性学习的开展，使课堂教学中教学内容呈现方式、教师教学方式、学生学习方式和师生互动方式都在发生深刻的变革。为探求信息技术作为一种重要的现代教育手段在物理课堂教学中产生的影响，我们选择“信息技术环境下中学物理教学模式”作为研究课题进行研究，经过三年的研究，取得了一些成果。
开展课堂教学整合实践
新课程标准要求从根本上改变传统的教学方式，即教师的教学方式、学生的学习方式、教学内容的呈现方式和课堂活动方式要发生根本性的变化，确立学生的中心地位，教师则由中心地位变为指导者、组织者、参与者，教学的目的不仅是知识的传授，更重视能力的培养，课堂活动方式不再是简单的传授—接受式，而是要大力提倡开展探究学习。
在新的教学方式下，如何发挥技术的作用？信息技术如何与学科教学进行整合呢？下面通过案例分析来阐述：
案例1：自由落体运动。
本案例由金迎时与尹志远老师共同设计，尹志远老师实施。 设计突出两个理论：
1）体现学生主体参与；2）体现教育信息技术支持下的主动探索型学习。 教学环境为电教室，可外接Internet。课前教师已做了大量的有关落体运动的资料存储在服务器上。
教学方式为小组合作式学习。 教学过程分为三个阶段：
1．任务选择。在这个阶段，教师根据上一节课的学习情况提出本节课的研究任务：根据所学知识研究一种特殊的直线运动：自由落体运动。要进行哪些方面的研究呢？教师根据资料向学生表明：对于这样一种运动，前人曾做过大量的研究，有的得出了正确的结果，有的得出了错误的结果。那么前人在他们的条件下是如何认识这种运动的呢？他们研究的方法主要是什么？哪种方法得出了正
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确的结果？根据资料了解前人对自由落体运动的研究这是本节课研究的第一个方面。
今天，我们有了先进的技术手段，可以进行怎样的研究呢？一方面，可以开展实验研究，从实验数据中探索自由落体运动的规律。另一方面，可以进行计算机模拟实验，利用仿真实验室开展模拟实验，通过模拟实验研究自由落体运动的规律。
教师明确任务后，学生自由分组，然后选题。共分成三个学习小组，每一个小组选择一项自己的研究任务。
2．分组学习。学生领到自己的研究任务后，分别开始了自己的学习。 第一小组：资料组，到计算机上通过Internet网进行查寻，可以上教师事先准备的网站，也可以查阅其它相关网站。也可以利用教材中闪光照片研究自由落体的运动规律。
第二小组：实验组，利用打点计时器进行自由落体实验，把纸带上记录的数据输入电子表格进行处理。比较羽毛与硬币的下落快慢，作好记录。做牛顿管实验，作好记录。
第三组：模拟组，利用仿真实验室进行模拟实验，按照伽利略的设想，他们设计了不同倾角的斜面，比较小球从不同倾角斜面上滚下时运动情况。
1．交流讨论；小组学习结束，开始交流讨论。
① 、资料组利用投影展示了他们的研究成果：人类对自由落体的认识分
三个阶段
1、亚里士多德的观点：重的物体落得快，轻的物体落得慢。 2、斯第问的怀疑阶段：有时候重的物体下落不一定比轻物体快。 3、伽利略的新观点：在没有空气阻力的情况下，轻重物体下落快慢相同。 4、简述伽利略应用归谬法推翻亚里士多德的思维过程。
②、实验组向同学们展示他们的实验原理、器材，通过数据处理提出自己的结论
③、理论组讲述了伽利略的研究思想，展示他们设计的模拟实验，通过模拟实验展示自由落体运动的规律，强调了从斜面上运动规律到竖直运动规律相似性这种思维的飞跃。
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㈠ 教师小结、点评，明确下一节课的任务。
学生交流完毕后，教师对学生的工作进行了简要的点秤：
资料组的同学，资料搜集比较详细，并且提出了研究规律要透过现象看本质的论点，非常好。
实验组的实验设计原理恰当，数据处理工具的选择体现了技术的先进性，得出的结论可靠。
模拟组的同学采用了先进的技术手段，实现了理想环境下的实验，体现了物理学研究问题的思想，具有创造性。
然后教师与学生一起整理了大家的研究成果：
1．地面附近所有的物体在真空中下落快慢相同，与物体的质量无关； 2．自由落体运动是一种匀变种直线运动，运动的加速度为g=9.8m/s2；这个
加速度称为重力加速度； 3．自由落体运动的规律如下：
速度与时间的关系：v?gt 位移与时间的关系：s?12gt2
速度与位移的关系：v2?2gs
4．空气阻力可以忽略时地面附近物体的下落运动可以近似看作自由落体运动；
最后，教师留给学生一个操作任务：利用秒表测量实验室三楼到地面的高度。这是一个有一定挑战性的的问题，学生熟悉的是有尺子测长度，秒表是用业测时间的，如何用来测高度呢？这就要求学生用到所学的知识了。
案例分析：
纵观本案例，充分体现了以下几点：
1．学生的主体性。教学过程中，学生始终处于主体地位，从学习任务的选择到分组学习，再到小组交流，完全遵照学生的自主选择，体现了学生的主体性。
2．主动探索。学生在任务的驱动下，通过小组间的合作，充分发挥了学生的主动性，通过自身的努力完成了学习任务。
3．高技术对主动学习的支持。利用互联网，学生可以跟三百年的科学巨匠
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对话，吸收他们的智慧，并发现他们的局限性。这时，互联网提供了信息资源环境；利用计算机，学生可以快速而准确地处理数据，从数据中发现规律，通过数据阐述规律的物理意义。这时，计算机成为学生研究的工具；利用仿真实验室，学生可以进行各种模拟实验，体验现代技术条件下的科学研究的乐趣，学习现代化条件下的科学研究的方法。此时，计算机成为学生探索的工具。
4．教师角色的转换。在本教学案例中，教师不再是知识的传授者，而真正成为了学习的组织者与帮助者，通过教师的组织与指导，学生自己完成了知识的建构，培养了科学探索的精神和能力，培养了对科学的兴趣，掌握了科学研究问题的方法。
我们将本案例的操作模式概括如下：
案例2：牛顿第二定律：
本案例由金迎时、王吉春设计，金迎时实施。
本案例设计思想突出定量研究，突出技术在定量研究中的作用；强调学科研究方法的培养。
教学环境为电教室，并提供物理实验器材。 教学过程分三个阶段：
1．提出研究课题，设计研究方案；
力是物体产生加速度的原因，有力作用在物体上，就有加速度产生，且力越大，产 生的加速度也越大。在相同力的作用下，加速度的大小还与物体的质量有关。因此，本实验要探究的内容是寻找加速度与力、质量三者间的关系。
技术支持 明确研究任务 小组学习 组间交流 教师点评小结并提出新任务 教师指导 如何开展我们的研究呢？引导学生利用打点计时器和小车等器材完成实验，再用计算机进行数据处理，从而探索力、质量、加速度三者定量关系的实验研究方案。
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学生设计的实验装置简图如下：
为了满足实验条件，用小铁珠代替沙桶作为牵引动力。这是一个创新，这样做的目的是为了满足作为牵引力的小铁珠的质量远远小于小车的质量这个条件，尽量多地取得实验数据。
2．开展实验研究，获取实验数据；
确定好研究方案后，同学开始实验。实验共分为两个步骤：
1）、研究加速度与外力的关系。即保持物体的质量一定，改变所施加的外力，测量同一物体在不同外力作用下的加速度，探索加速度与外力的关系；
2）、研究加速度与质量的关系。即保持所施加的外力一定，改革物体的质量，测量同一外力施加在不同质量物体上时物体的加速度，探索加速度与质量的关系。
3．处理实验数据，提炼实验结论；
实验数据用电子表格进行处理。电子表格的使用在学生培训过程中学习过，因此学生很容易完成。学生只需将上面的公式输入计算机，再将获取的数年输入计算机，计算便可以将数据处理出来，再利用电子表格的“图象输出”功能，可以画出图象。
以下是一组同学的实验数据及处理结果。 表一：加速度与外力的关系：
Fa0.0250.05850.0460.10490.0680.16130.0890.2130.1110.260.1320.30910.1540.36030.1660.41020.45a0.4188032.3877551.717092y = 2.4201x - 0.00430.40.30.250.20.150.10.050-0.05-0.0500.050.10.150.35F0.25