【正文】 信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合的文獻(xiàn)綜述 國(guó)外研究現(xiàn)狀20世紀(jì)90年代后期，為迎接信息時(shí)代的挑戰(zhàn)，適應(yīng)信息化社會(huì)，使學(xué)生能夠具備相應(yīng)的信息素養(yǎng)，一些發(fā)達(dá)國(guó)家都不同程度的重視學(xué)生信息素養(yǎng)的培養(yǎng)，注重信息技術(shù)與課程的整合。美國(guó)：從20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始，美國(guó)高層就提出了信息技術(shù)與各學(xué)科整合的思想，并由美國(guó)蘋(píng)果電腦公司的教育專(zhuān)家進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在1996年成立了評(píng)價(jià)和監(jiān)控美國(guó)中小學(xué)信息技術(shù)與學(xué)科課程整合進(jìn)展情況的組織。該組織對(duì)整合進(jìn)展進(jìn)行跟蹤評(píng)價(jià)，并每年發(fā)布一個(gè)報(bào)告，對(duì)本年度整合情況進(jìn)行總結(jié)。1997年是美國(guó)信息技術(shù)與學(xué)科課程整合研究大規(guī)模展開(kāi)的一年，各個(gè)研究項(xiàng)目在學(xué)校的整合實(shí)驗(yàn)全面展開(kāi)，主要工作集中在培訓(xùn)教師掌握IT（信息技術(shù)）的基本技能、幫助教師轉(zhuǎn)變角色、鼓勵(lì)教師在教學(xué)中充分利用IT，并利用IT進(jìn)行探索。1998年美國(guó)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評(píng)測(cè)，以了解IT在教學(xué)中的作用。1999年的教師培訓(xùn)不再停留在對(duì)教師IT基本技能的培訓(xùn)，而是非常重視對(duì)課程整合理論的培訓(xùn)。2000年，美國(guó)教育技術(shù)國(guó)際協(xié)會(huì)即ISTS出版的《國(guó)家教育技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（學(xué)生）》一書(shū)，該書(shū)詳細(xì)列出了從學(xué)前到12年級(jí)的信息技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，核心是將課程與信息技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，同時(shí)還提供了大量參考案例。[i]2005年1月，美國(guó)第三個(gè)國(guó)家教育技術(shù)計(jì)劃問(wèn)世，總結(jié)敘述了國(guó)家教育技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，教育工作者和學(xué)生的變化，以及示范學(xué)校的教學(xué)變革，最后給出了7個(gè)行動(dòng)建議：①加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)；②考慮革新經(jīng)費(fèi)預(yù)算；③改進(jìn)教師培訓(xùn)；④支持?jǐn)?shù)字化學(xué)習(xí)Elearning）和虛擬學(xué)校；⑤鼓勵(lì)普及寬帶聯(lián)網(wǎng)；⑥邁向數(shù)字內(nèi)容；⑦整合數(shù)據(jù)系統(tǒng)，加強(qiáng)信息技術(shù)在教育教學(xué)管理中的應(yīng)用。[ii]英國(guó)：為全面提高學(xué)生的信息和交流技術(shù)能力，在新的國(guó)家課程中，將以前的“信息技術(shù)”（information technology）改為“信息與交流技術(shù)”（information and munication technology，簡(jiǎn)稱(chēng)ICT）。這門(mén)學(xué)科旨在為學(xué)生有能力參與快速變化的世界生活做準(zhǔn)備，學(xué)生可以運(yùn)用ICT工具創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)、探究、分析、交換信息，學(xué)會(huì)如何使用ICT迅速地從社區(qū)、文化中獲得思想和經(jīng)驗(yàn)，還要求在數(shù)學(xué)、科學(xué)、歷史以及其他學(xué)科的教學(xué)過(guò)程中根據(jù)具體內(nèi)容，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生信息和交流技術(shù)的指導(dǎo)。近年來(lái)，英國(guó)學(xué)校用于教學(xué)的計(jì)算機(jī)數(shù)量不斷增加，而且電腦的更新速度也加快了，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備基本到位。交互電子白板在英國(guó)的基礎(chǔ)教育中已經(jīng)開(kāi)始普遍而且有效地應(yīng)用，對(duì)拓展課堂教學(xué)、提高教學(xué)成果收效明顯。英國(guó)政府在認(rèn)識(shí)到智能電子交互白板的課堂應(yīng)用對(duì)基礎(chǔ)教育信息化建設(shè)的強(qiáng)大推動(dòng)作用后，于2004年和2005年加大投資力度用于智能電子交互白板的配備和應(yīng)用，并由政府主導(dǎo)組織大量的專(zhuān)家建設(shè)交互白板教學(xué)資源，免費(fèi)提供給學(xué)校教師使用。[iii]日本：1998年6月公布的新的課程方案將“信息科”作為高中普通科的必修科目，以適應(yīng)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)的普及所帶來(lái)的信息化社會(huì)的變化；日本中小學(xué)信息化的基礎(chǔ)環(huán)境建設(shè)飛速發(fā)展，到2005年，全國(guó)有100%的中小學(xué)擁有計(jì)算機(jī)，%，教學(xué)用的計(jì)算機(jī)數(shù)為每5個(gè)學(xué)生一臺(tái)，部分學(xué)校采用了電子化、數(shù)字化的教材，無(wú)紙化教材的使用是21世紀(jì)日本中小學(xué)進(jìn)行教學(xué)改革的趨勢(shì)。日本的教師培訓(xùn)一般分為職前培訓(xùn)和在職培訓(xùn)。經(jīng)過(guò)再學(xué)習(xí)，能夠熟練使用計(jì)算機(jī)的教師占教師總數(shù)的95%，能夠教授計(jì)算機(jī)的教師占教師總數(shù)的50%還多。[iv]馬來(lái)西亞：為推動(dòng)信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，于1996年8月1日提出了“多媒體超級(jí)走廊”（MSC）其宗旨在于使世界各地的距離拉得更近，使環(huán)球工作者能同時(shí)進(jìn)行訊息溝通，以至形成一個(gè)名副其實(shí)的“地球村”。建立智能學(xué)校（Smart School），利用多媒體來(lái)教學(xué)，來(lái)改變與促進(jìn)原有的教學(xué)方法、學(xué)校組織和學(xué)生業(yè)績(jī)。[v]高技術(shù)含量的智能學(xué)校計(jì)劃將充當(dāng)馬來(lái)西亞教育重大變革推進(jìn)器的作用。1996年底智能學(xué)校被確定為多媒體超級(jí)走廊的應(yīng)用項(xiàng)目，1999年1月在試點(diǎn)學(xué)校正式實(shí)施（同時(shí)進(jìn)行教師培訓(xùn)和多媒體課件開(kāi)發(fā)），2000年底試點(diǎn)學(xué)校安裝使用了管理軟件，2001年則推出了新的課件和管理系統(tǒng)，2010年計(jì)劃將約1萬(wàn)所中小學(xué)建成為智能學(xué)校。[vi]新加坡：1996年1月，制定了“資訊科技2000計(jì)劃”，計(jì)劃用10年的時(shí)間，把新加坡建設(shè)成為“智慧島”（又稱(chēng)“電子智能城”），最終成為亞太資訊中心。為了配合政府的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略，新加坡中小學(xué)開(kāi)始了資訊科技教育改革（即信息技術(shù)教育改革）。[vii]1999年，新加坡教育部開(kāi)始推行“教育電子簿”試驗(yàn)計(jì)劃。電子簿實(shí)際上就是一種針對(duì)中小學(xué)教學(xué)需要而制作的具有能夠完成學(xué)習(xí)、作業(yè)、上網(wǎng)、收發(fā)電子郵件等功能的便攜式電腦其目的在于通過(guò)信息技術(shù)和其他學(xué)科的整合，改革學(xué)校的教育教學(xué)模式，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)空間，提高學(xué)生學(xué)習(xí)樂(lè)趣和學(xué)習(xí)效果。[viii]由以上國(guó)家的信息技術(shù)發(fā)展情況我們可以看出，各個(gè)國(guó)家在信息技術(shù)硬件配備上投入了大量的資金，非常重視硬件的配備、教師信息技術(shù)的培訓(xùn)。隨著改革的深入，各國(guó)的重點(diǎn)逐漸向信息技術(shù)與其他學(xué)科的整合方面推進(jìn)。信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合的研究方向主要放在如何讓學(xué)生真正地參與學(xué)習(xí)，如何用技術(shù)來(lái)支持學(xué)生的自主學(xué)習(xí)并提供多樣化的學(xué)習(xí)方式，關(guān)注如何讓學(xué)生更多地參與自主學(xué)習(xí)。目前國(guó)外在信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合的實(shí)踐研究方面成果眾多，總結(jié)其主要成果有：超媒體（Hypermedia）[ix]：超媒體是一種基于計(jì)算機(jī)的交流和思考的環(huán)境，它包括超文本和多媒體技術(shù)。超文本一種基于計(jì)算機(jī)的文本觸發(fā)或關(guān)鍵詞的技術(shù)，通過(guò)點(diǎn)擊文本或關(guān)鍵詞計(jì)算機(jī)能提供更多、更深層次的信息；多媒體技術(shù)是一種交互的信息提供技術(shù)，還可以用于模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程，如使用Modellus（一個(gè)計(jì)算機(jī)軟件）模擬牛頓定律的實(shí)驗(yàn)。交互視頻系統(tǒng)（Interactive Video Disk system）：交互視頻系統(tǒng)主要是運(yùn)用計(jì)算機(jī)的交互性和巨大的存儲(chǔ)空間，它能夠?yàn)槲覀兲峁└哔|(zhì)量的視頻圖像，使交互指導(dǎo)成為可能。它主要是運(yùn)用于拋錨式的教學(xué)方式，通過(guò)視頻系統(tǒng)為學(xué)生提供反映真實(shí)的、豐富的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生在這樣一個(gè)環(huán)境中自主學(xué)習(xí)。遠(yuǎn)程通訊（Telemunications）：遠(yuǎn)程通訊這種學(xué)習(xí)方式是讓學(xué)生通過(guò)遠(yuǎn)程通訊來(lái)獲得科學(xué)知識(shí)。比如WaterNet，它用于調(diào)查研究美國(guó)、德國(guó)和澳大利亞的水污染情況，通過(guò)遠(yuǎn)程通訊分享各自測(cè)量的本國(guó)家或地區(qū)的數(shù)據(jù)，希望通過(guò)這種方式來(lái)更好的理解水污染問(wèn)題并能提高學(xué)生關(guān)心社會(huì)問(wèn)題的意識(shí)。與此類(lèi)似的還有MIX（McGrawHill Information Exchange），用于調(diào)查研究種子在不同國(guó)家和地區(qū)的生長(zhǎng)情況；Kid Network，是為了實(shí)現(xiàn)美國(guó)、加拿大、以色列和阿根廷的46年級(jí)學(xué)生間每隔六周的信息交流，話(huà)題可以是酸雨、健康和氣候等。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（virtual reality technology）又稱(chēng)為靈境技術(shù)：是指使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成的虛擬環(huán)境是一種逼真的視、聽(tīng)、觸覺(jué)一體化的計(jì)算機(jī)生成環(huán)境，用戶(hù)可以借助必要的裝置以自然的方式與虛擬環(huán)境的物體進(jìn)行相互作用、相互影響，從而獲得身臨其境的感受和體驗(yàn)。[x]比如VSL（Visual Systems Laboratory，簡(jiǎn)稱(chēng)VSL）虛擬系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，可開(kāi)展復(fù)雜實(shí)驗(yàn)環(huán)境的實(shí)時(shí)物理仿真實(shí)驗(yàn)、低價(jià)圖形仿真技術(shù)等；VETL（Virtual Environment Technology Laboratory）實(shí)驗(yàn)室，由Houston大學(xué)和NASA/Johnson航天中心聯(lián)合建立，開(kāi)發(fā)了一組功能強(qiáng)大的軟件工具，普通人員即可利用這些工具來(lái)創(chuàng)建多感知的、連接到特定硬件上的三維環(huán)境，如哈勃望遠(yuǎn)鏡維修訓(xùn)練系統(tǒng)。[xi]傳感器技術(shù)（Sensor） [xii]：傳感器技術(shù)是一種實(shí)時(shí)測(cè)量技術(shù)，主要是通過(guò)傳感器將一些模擬信號(hào)（溫度、壓強(qiáng)等）轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，再通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示和處理這些獲得的數(shù)據(jù)，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。目前運(yùn)用較廣泛的有PASCO系統(tǒng)，它是一套功能強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，涵蓋力學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、電磁學(xué)、原子能原子核及一些專(zhuān)用設(shè)備和軟件。其他還有如PowerEnergyCostMeter，這是一個(gè)專(zhuān)門(mén)用于測(cè)量電流、電壓和電能的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，利用他可以定量研究電功、電壓、電流三者之間的關(guān)系。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)也非常重視教育信息化工作，相繼推出了一系列旨在深入推進(jìn)教育信息化，深化教育改革的政策和措施。2000年教育部先后印發(fā)了《關(guān)于在中小學(xué)普及信息技術(shù)教育的通知》、《關(guān)于在中小學(xué)實(shí)施“校校通”工程的通知》和《中小學(xué)信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要（試行）》三個(gè)重要文件，2001年6月頒布《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》，這些文件大大推動(dòng)了教育信息化的進(jìn)程。到2001年底，（%）。（%）。小學(xué)有4. 4190萬(wàn)所學(xué)校（%）開(kāi)設(shè)了信息技術(shù)必修課2003年3月，《普通高中技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》正式頒布標(biāo)志著信息技術(shù)走入了國(guó)家課程體系。2005年，教育信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)一步完善。逾90%的高校、約6%的中小學(xué)（38000多所）、約35%的中職學(xué)校（近6000所）基本建成校園網(wǎng)。全國(guó)農(nóng)村地區(qū)的6萬(wàn)多個(gè)小學(xué)教學(xué)點(diǎn)裝備了光盤(pán)播放系統(tǒng)、16萬(wàn)多所小學(xué)裝備了衛(wèi)星教學(xué)收視系統(tǒng)、3萬(wàn)多所初中裝備了多媒體計(jì)算機(jī)教室。農(nóng)村中小學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育工程建設(shè)取得階段性成果。截至2005年底，工程配備教學(xué)光盤(pán)設(shè)備291631套，衛(wèi)星教學(xué)收視系統(tǒng)167113套，計(jì)算機(jī)教室和多媒體設(shè)備25389套。覆蓋農(nóng)村小學(xué)教學(xué)點(diǎn)67258個(gè)，農(nóng)村小學(xué)168793所，農(nóng)村初中30239所，包括貴州、新疆、新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)、西藏、青海和吉林延邊、湖南湘西、湖北恩施地區(qū)，以及中西部其他省區(qū)的部分地區(qū)。2005年4月，正式啟動(dòng)實(shí)施全國(guó)中小學(xué)教師教育技術(shù)能力建設(shè)計(jì)劃。此舉將以《中小學(xué)教師教育技術(shù)能力標(biāo)準(zhǔn)（試行）》為依據(jù)以全面提高教師教育技術(shù)應(yīng)用能力。促進(jìn)技術(shù)在教學(xué)中的有效運(yùn)用為目的。建立教師教育技術(shù)培訓(xùn)和考試認(rèn)證體系。組織開(kāi)展以信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)有效整合為主要內(nèi)容的教育技術(shù)培訓(xùn)，全面提高廣大教師實(shí)施素質(zhì)教育的能力水平。建立了由教育專(zhuān)家、信息技術(shù)專(zhuān)家、工程技術(shù)人員、一線(xiàn)教師組成的培訓(xùn)隊(duì)伍，采取了集中培訓(xùn)與送培下鄉(xiāng)相結(jié)合，培訓(xùn)骨干教師與全員培訓(xùn)相結(jié)合的方式，把培訓(xùn)送到縣、鄉(xiāng)、項(xiàng)目學(xué)校，先后培訓(xùn)了近5000多名一線(xiàn)教師。[xiii]在理論探索方面，