試論信息技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

【摘要】在教育的不斷改革與創(chuàng)新過(guò)程中，信息技術(shù)得到了更加廣泛的應(yīng)用，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用信息技術(shù)使得教學(xué)質(zhì)量極大的提高，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，因此，必須要重視信息技術(shù)的有效應(yīng)用，將信息技術(shù)與教學(xué)融合在一起，充分發(fā)揮出信息技術(shù)的作用。本文主要針對(duì)目前信息技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用進(jìn)行了分析與討論。

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)；物理實(shí)驗(yàn)；教學(xué)；應(yīng)用

一、信息技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用的必要性

（一）將信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)

隨著信息化社會(huì)的不斷進(jìn)步，信息技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，該技術(shù)可以有效地利用計(jì)算機(jī)的文本、圖像、視頻、動(dòng)畫(huà)、聲音等特征將抽象的物理知識(shí)變得更加具體化，從而強(qiáng)化學(xué)生的理解與記憶。除此之外，信息技術(shù)中的多媒體技術(shù)則可以利用其可視性、交互性以及模擬性來(lái)優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，對(duì)于一些校內(nèi)無(wú)法開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)可以利用多媒體對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行模擬并展現(xiàn)在學(xué)生面前，吸引學(xué)生的注意力，完善學(xué)生的知識(shí)體系。

（二）打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的局限性

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，由于學(xué)校的實(shí)驗(yàn)器材有限，開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)也多數(shù)是由教師單一地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)效果的展示，學(xué)生并未真正地參與到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中來(lái)，在此過(guò)程中，學(xué)生的積極性與主動(dòng)性逐漸降低，教學(xué)質(zhì)量偏低。通過(guò)信息技術(shù)的引入則可以有效地打破傳統(tǒng)教學(xué)模式中的限制，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程更加深入地了解與掌握，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

二、信息技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

（一）在初中階段物理教學(xué)中的應(yīng)用

1.初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要特征

初中階段的學(xué)生對(duì)于物理的學(xué)習(xí)處于開(kāi)始階段，面對(duì)內(nèi)容較為抽象復(fù)雜的物理知識(shí)，學(xué)生在理解及記憶上都存在一定的難度，所以，教師在教學(xué)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示的形式提高學(xué)生的理解，目前初中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)則主要是以教師為實(shí)驗(yàn)操作主體，學(xué)生僅僅是觀察者，在這種模式下并不利于學(xué)生的學(xué)習(xí)，初中生正處于好奇心極強(qiáng)的階段，對(duì)于初中生來(lái)說(shuō)，如果可以親自動(dòng)手來(lái)完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作一定會(huì)增強(qiáng)其學(xué)習(xí)興趣，更加深刻地理解并記憶物理知識(shí)。

2.信息技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用分析

信息技術(shù)在目前的教學(xué)活動(dòng)中已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，然而在應(yīng)用過(guò)程中也逐漸產(chǎn)生一些問(wèn)題，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)生了負(fù)面影響。在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中同樣存在一定的問(wèn)題，為了更好地解決這些問(wèn)題，首先教師必須要充分提高自身的專業(yè)素質(zhì)，在進(jìn)行實(shí)際的教學(xué)中也要采用更加科學(xué)合理的教學(xué)方法。例如，在初中三年級(jí)人教版物理教材中的《分子熱運(yùn)動(dòng)》一課，其中的知識(shí)點(diǎn)主要包括分子的擴(kuò)散現(xiàn)象以及分子間的相互作用力等。對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)，分子運(yùn)動(dòng)內(nèi)容十分抽象，難以充分的理解，因此有效地利用信息技術(shù)則可以幫助學(xué)生更好地理解。對(duì)于分析擴(kuò)散現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以更好地幫助學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行理解，然而課堂教學(xué)時(shí)間較短，大量的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)會(huì)導(dǎo)致課堂內(nèi)容的講解受到限制，通過(guò)多媒體對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行充分的展示，既可以讓學(xué)生看到實(shí)驗(yàn)的實(shí)際過(guò)程，同時(shí)也打破了對(duì)于教學(xué)時(shí)間的限制，完善課堂教學(xué)質(zhì)量。在對(duì)水及硫酸銅溶液的擴(kuò)散現(xiàn)象進(jìn)行講解時(shí)，如果直接進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作，由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程較長(zhǎng)，短時(shí)間內(nèi)無(wú)法看到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，然而利用多媒體及Flash動(dòng)畫(huà)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行演示，在做到了將實(shí)驗(yàn)過(guò)程充分演示的同時(shí)也更好地節(jié)約了課堂時(shí)間，增加了課堂容量。

（二）在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

1.高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于物理教學(xué)質(zhì)量起到了至關(guān)重要的作用，然而受到一定條件的限制，導(dǎo)致高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀中存在一定的問(wèn)題，并沒(méi)有達(dá)到更好的教學(xué)效果。由于高中階段的學(xué)習(xí)較為緊張，所以教師在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中為了減少實(shí)驗(yàn)占用的課堂時(shí)間，通常會(huì)選擇以教師為主要操作人員進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示的方式進(jìn)行教學(xué)，教師在講臺(tái)上進(jìn)行一定的實(shí)驗(yàn)操作，在此過(guò)程中，座位相對(duì)靠后的學(xué)生可能并沒(méi)有看清實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，并且學(xué)生沒(méi)有親自參與到實(shí)驗(yàn)過(guò)程之中，對(duì)于實(shí)驗(yàn)效果的理解與記憶并不深刻。除此之外，部分教師則直接忽略實(shí)驗(yàn)操作，僅僅是通過(guò)教材上的圖片對(duì)學(xué)生進(jìn)行一定的講解，在這種情況下，學(xué)生更無(wú)法充分地理解，導(dǎo)致高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在許多不足之處。

2.高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用信息技術(shù)的策略

（1）利用多媒體對(duì)實(shí)物投影，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的可視度

隨著教育事業(yè)的不斷發(fā)展，教學(xué)改革的不斷進(jìn)步，充分利用多媒體設(shè)備可以使得物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果更加理想。多媒體設(shè)備的投影功能在進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中是較為常見(jiàn)的一種應(yīng)用，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的投影可以使得班級(jí)各個(gè)位置的學(xué)生都能夠更加清晰地看到實(shí)驗(yàn)的整個(gè)操作過(guò)程，提高實(shí)驗(yàn)的可視度。與此同時(shí)，對(duì)于一些實(shí)驗(yàn)效果較弱的物理實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，投影技術(shù)則可以通過(guò)對(duì)實(shí)物的放大更加清晰地展現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)效果。例如，在對(duì)于波的干涉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程中，由于實(shí)驗(yàn)主要通過(guò)水溶液來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，在此過(guò)程中只有前排學(xué)生可以清晰地看到實(shí)驗(yàn)的效果，通過(guò)對(duì)實(shí)物的投影，實(shí)驗(yàn)器材可以在投影屏上放大倍數(shù)，學(xué)生則可以更加清楚地看到實(shí)驗(yàn)的整體過(guò)程以及產(chǎn)生的效果，從而使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量得以提高，學(xué)生的理解加深。

（2）通過(guò)對(duì)信息技術(shù)中的連拍功能的應(yīng)用增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的直觀性

在高中的物理實(shí)驗(yàn)中，很多實(shí)驗(yàn)都具有變化速度較快的特征，對(duì)于這些實(shí)驗(yàn)的展示過(guò)程中，學(xué)生往往并沒(méi)有真正觀察到實(shí)驗(yàn)變化的過(guò)程及結(jié)果。這時(shí)，則可以有效地利用數(shù)碼相機(jī)等設(shè)備對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行連續(xù)拍攝，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的抓拍可以更加直觀地將實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的變化呈現(xiàn)給學(xué)生。例如，在教師講解到物體自由下落的內(nèi)容時(shí)，在傳統(tǒng)的速度測(cè)量實(shí)驗(yàn)過(guò)程存在一定的問(wèn)題，使得測(cè)量結(jié)果并不精確，然而通過(guò)數(shù)碼相機(jī)的連拍功能則可以將整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所經(jīng)過(guò)的長(zhǎng)度進(jìn)行更加準(zhǔn)確的測(cè)量，操作更加簡(jiǎn)單，并且實(shí)驗(yàn)效果更加直觀。

（3）利用信息技術(shù)中電子白板的放映功能使得實(shí)驗(yàn)更加形象

雖然當(dāng)前學(xué)校對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)的重視程度較高，并且在實(shí)驗(yàn)器材的準(zhǔn)備上也相對(duì)更加完善，然而對(duì)于一些操作復(fù)雜及存在一定安全隱患的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生并不能參與到實(shí)驗(yàn)之中，往往只能依據(jù)教材中提供的圖片對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行想象，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不佳。利用電子白板放映實(shí)驗(yàn)過(guò)程的視頻及圖片則可以讓學(xué)生看到更加形象的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，更加直觀地將相關(guān)的物理知識(shí)呈現(xiàn)出來(lái)，加深學(xué)生的理解，促進(jìn)學(xué)生物理成績(jī)的提高。例如，在高中物理教學(xué)過(guò)程中對(duì)于《簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)》一課進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，由于在實(shí)際操作過(guò)程中的彈簧振子振動(dòng)速度較快，并不能有效地觀測(cè)到實(shí)驗(yàn)過(guò)程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，教師在這種情況下只能讓學(xué)生通過(guò)教材中的圖片對(duì)知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行理解。利用信息技術(shù)中電子白板的仿真功能則可以形象生動(dòng)地將振動(dòng)情況展現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生可以通過(guò)該功能看到更加清晰的實(shí)際效果，并且對(duì)相關(guān)知識(shí)內(nèi)容做到更加科學(xué)合理的分析與理解。

三、在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

（一）大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要特征

本科的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中主要以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，因此對(duì)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過(guò)程中，必須要做到仔細(xì)認(rèn)真、實(shí)事求是。學(xué)生在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的過(guò)程中，首先要認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)中的每一個(gè)數(shù)據(jù)，之后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，從而結(jié)語(yǔ)出一定的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，加強(qiáng)對(duì)物理理論知識(shí)的理解與掌握，同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生的科研能力與實(shí)踐能力。

（二）在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中信息技術(shù)的主要應(yīng)用

1.互聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的建立

通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以有效地將實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備之間進(jìn)行互聯(lián)，學(xué)生在進(jìn)行預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中則可以通過(guò)遠(yuǎn)程操作對(duì)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了解，從而使得學(xué)生能夠?qū)ξ锢韺?shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)進(jìn)行一定的預(yù)習(xí)，教師在此過(guò)程中也可以更好地對(duì)學(xué)生應(yīng)用實(shí)驗(yàn)設(shè)備的操作進(jìn)行一定的監(jiān)控。與此同時(shí)，可以結(jié)合相應(yīng)的信息技術(shù)對(duì)一些設(shè)備的錯(cuò)誤操作進(jìn)行分析，對(duì)儀器進(jìn)行實(shí)時(shí)保護(hù)，使得設(shè)備故障的發(fā)生率大大地減少，進(jìn)而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備的使用率，促進(jìn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開(kāi)展。

2.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展

在當(dāng)前教學(xué)水平的不斷提高下，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究過(guò)程中的一個(gè)重要的研究方向，目前，在國(guó)內(nèi)的多個(gè)高校之中已經(jīng)取得了良好的研究成果，通過(guò)信息技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于大學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)也應(yīng)該著手于物理理論模型的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的建立，通過(guò)對(duì)理論實(shí)驗(yàn)的虛擬仿真可以更好地避免實(shí)際實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，提高教學(xué)效率與教學(xué)質(zhì)量。

3.基于大數(shù)據(jù)分析的教學(xué)分析平臺(tái)的建立

隨著信息化技術(shù)的不斷進(jìn)步，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)已經(jīng)成為信息技術(shù)的重點(diǎn)。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，利用信息技術(shù)可以建立完善的大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，通過(guò)大數(shù)據(jù)的對(duì)比，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)價(jià)查重、課程教學(xué)效果的分析、學(xué)生實(shí)踐技能的分析與指導(dǎo)、物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備的管理以及教師教學(xué)水平的綜合分析等多個(gè)方面的功能，進(jìn)而充分提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。

四、信息技術(shù)應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的注意事項(xiàng)

物理課程本身具有很高的科學(xué)性與嚴(yán)謹(jǐn)性，對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)的過(guò)程與結(jié)果同樣要求較高，對(duì)于過(guò)程的要求更加嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)于結(jié)果的要求更加真實(shí)與準(zhǔn)確。因此，在信息技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，首先必須要確保其符合物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求。多媒體技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用雖然給教學(xué)效果帶來(lái)了一定的提高，但是在此過(guò)程中，學(xué)生的實(shí)踐能力并沒(méi)有得到充分的鍛煉，必須要加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。

在教學(xué)過(guò)程中，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性是促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量提高的基礎(chǔ)，將信息技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中時(shí)，同樣要了解學(xué)生對(duì)于教學(xué)的態(tài)度，根據(jù)學(xué)生的興趣對(duì)信息技術(shù)進(jìn)行綜合分析，盡可能地提高學(xué)生的積極性。由于學(xué)生之間存在一定的差異性，因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用信息技術(shù)時(shí)必須要針對(duì)不同學(xué)生的接受能力選擇適當(dāng)?shù)闹v解速度，使得每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)都可以得到更加充分的理解與掌握。

五、結(jié)語(yǔ)

隨著信息化科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及教育事業(yè)的不斷發(fā)展，信息技術(shù)在教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用起到了至關(guān)重要的作用。通過(guò)信息技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，有效地提高了學(xué)生的科研實(shí)踐能力，擴(kuò)大了課堂容量，進(jìn)而使得教學(xué)效果以及學(xué)生的學(xué)習(xí)效果得到充分的提高。因此，在未來(lái)的教學(xué)過(guò)程中，教師必須要不斷地學(xué)習(xí)新型的信息技術(shù)并科學(xué)合理地運(yùn)用到教學(xué)之中，為國(guó)家培養(yǎng)出更多的全面性人才，促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：吳文貴（1983.01—），男，福建福州人，學(xué)士，二級(jí)教師。