教学是以教师为中心，将教学内容传授给学生，方式为传授—接受式。教学中运用的工具为书本、黑板、挂图、模型等传统的教具。在这种教学方式中，学习的主要任务是知识的传承，学生处于被的接受地位，忽视了学生能力的发展、主动性与创造性的培养。在计算机辅助教学中，利用先进的计算机技术，教师利用课件进行辅助教学。生动的动画、美妙的声音、优美的图片，创造出一个新颖的教学环境，极大地激出了学生的兴趣，调动了学生学习的积极性，取得了比较好的教学效果。但是不难看出，计算机辅助教学只是传统教学手段上的改良，学习方式并没有根本的改变，仍然是传授—接受式。学生的任务仍然是接受知识，特别是评价手段，与传统教学几乎没有区别。
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？我们进行了理论与实践两方面的探索。下面通过案例分析来阐述：
案例1：自由落体运动。
本案例由肖伟华与任秀丽老师共同设计，任秀丽老师实施。录象获北京市一等奖。
设计突出两个理论：
1）体现学生主体参与；2）体现高技术支持主动探索型学习。
教学环境为多媒体教室，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
11
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。
3．交流讨论；小组学习结束，开始交流讨论。
①、资料组利用Powerpoint演示文稿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
12
性这种思维的飞跃。
4．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?12gt 2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。
13
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：
按同一模式，课题组完成了《弹力与形变关系的研究》、《电阻的测量》、《电源电动势与内电阻的测量》等教学案例。其中《电源电动势与内电阻的测量》在2003年石景山区教学设计大赛中获双优一等奖；《电阻的测量》获二等奖。
案例2：牛顿第二定律： 本案例由肖伟华设计、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。
教学环境为物理综合实验室、教室、计算机室。 教学过程分三个阶段：
1．提出研究课题，设计研究方案；
力与运动的关系是力学的核心问题，对这个问题的认识，历史上经历了漫
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 14
长的时间，说明这是一个复杂而深奥的问题。物理学发展到今天，也不能说人们已经完全认清了这个问题，对力与运动的认识还将继续下去。因此我们研究这个问题是非常有价值的。提出本节课要研究的的问题：力与运动的关系。
如何开展我们的研究呢？前人的研究对我们具有重大的借鉴意义，我们可以从前人的研究中受到启发，因此先请同学们把你们的目光回到三百多年前，看一看前人是如何开展研究的。
引导学生进行网上资料查寻，收集、整理前人对力与运动关系的研究历程及研究成果，提出自己的研究方案。
通过查阅资料，看书，同学们被伽利略的理想实验的逻辑力量所倾倒，赞叹他敢于挑战权威的勇气；也被牛顿集大成的智慧所折服，更感受了他作为巨人的谦虚和美德。但同学们也发现了问题，他们发现：他们所查找的资料中，对力与运动关系的定量研究比较薄弱，书上只进行了定性、半定量研究，没有给出确切的数据，其它资料中也查不到牛顿对这个问题的定量研究。于是提出了利用综合实验室的气垫导轨完成实验，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。
学生设计的实验装置简图如下：
为了满足实验条件，学生对导轨进行了反复的调试，直到调整为水平状态；同时用1角的硬币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硬币的质量远远小于滑块的质量这个条件，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：
15