初中物理演示實(shí)驗(yàn)中信息技術(shù)應(yīng)用探討

桑志虎　王立蘭

摘 要 初中物理課程教學(xué)十分注重實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)的方式幫助學(xué)生理解物理現(xiàn)象及其背后的原理。對(duì)初中物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用信息技術(shù)進(jìn)行探討與分析，闡述運(yùn)用信息技術(shù)的作用與效果，對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用策略進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞 初中物理；演示實(shí)驗(yàn)；信息技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)資源

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2018）09-0139-02

1 前言

當(dāng)前，信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)廣泛滲透到各行各業(yè)中，并逐漸成為人們生產(chǎn)生活所必不可少的工具與技能，在教育教學(xué)工作中的應(yīng)用也逐漸凸顯其重要作用。初中階段的物理學(xué)科是奠定物理學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的重要科目，除了理論教學(xué)之外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是其必不可少的部分，而其中的演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生建立物理概念，理解物理原理。在演示實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用信息技術(shù)，更能夠有效提升教學(xué)效率與質(zhì)量。

2 信息技術(shù)應(yīng)用于初中物理演示實(shí)驗(yàn)的作用

能夠有效整合資源，便于開展物理演示實(shí)驗(yàn) 將信息技術(shù)應(yīng)用于初中物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，能夠有效整合教學(xué)資源，提高物理實(shí)驗(yàn)效率，有利于演示實(shí)驗(yàn)的展示。當(dāng)然，信息技術(shù)的應(yīng)用決不能僅僅依靠網(wǎng)絡(luò)中隨處可見、質(zhì)量低下的教學(xué)課件這種單一形式，而應(yīng)更多地向資料性資源、工具性資源與系統(tǒng)性資源的整合方向發(fā)展?，F(xiàn)階段，有許多質(zhì)量上佳的物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能夠?qū)虒W(xué)過程與實(shí)驗(yàn)過程加以更好地展示。如NOBOOK虛擬實(shí)驗(yàn)是一種專門為初中及高中教師打造的教學(xué)工具軟件，具有初高中物理通用的實(shí)驗(yàn)制作工具，教師可以利用該軟件DIY并模擬物理實(shí)驗(yàn)，甚至可以依據(jù)教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容的需要，進(jìn)行在線課件開發(fā)，有效實(shí)現(xiàn)資源的整合與共享。

能夠?qū)ξ锢硌菔緦?shí)驗(yàn)加以優(yōu)化 初中物理演示實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用信息技術(shù)，還可以對(duì)演示實(shí)驗(yàn)加以優(yōu)化。在課堂實(shí)物實(shí)驗(yàn)中，由于學(xué)生的認(rèn)知水平與動(dòng)手能力的限制，常常會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)上的誤差，比如電路接反、電流表與電壓表超過量程等，都有可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材的損壞，造成不必要的損失。但在這個(gè)過程中，教師決不能呵斥學(xué)生或停止實(shí)物實(shí)驗(yàn)，這樣會(huì)限制學(xué)生的動(dòng)手操作能力，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。教師可以利用信息技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M，向?qū)W生展示更加規(guī)范化的操作與方法，提高學(xué)生對(duì)于操作過程的理解能力，以避免操作誤差。

能夠?qū)ξ锢硌菔緦?shí)驗(yàn)過程進(jìn)行細(xì)微展示 許多物理實(shí)驗(yàn)的過程都無法通過實(shí)物實(shí)驗(yàn)來明確其變化過程與原理[1]，如動(dòng)能與勢(shì)能實(shí)驗(yàn)，教師通常會(huì)舉出籃球落地與反彈的過程來對(duì)動(dòng)能與勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化進(jìn)行描述。但在實(shí)際的實(shí)物實(shí)驗(yàn)中，僅僅以肉眼是無法明確辨別籃球下墜、與地面碰撞變形、恢復(fù)原形到重新彈起的過程，尤其是籃球形狀的變化過于細(xì)微與迅速，無法用肉眼捕捉到。此時(shí)就可以利用信息技術(shù)進(jìn)行放大與放慢，將籃球的變化過程加以展示，以確保學(xué)生能夠充分了解勢(shì)能與動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)化過程，有效增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。

3 信息技術(shù)在初中物理演示實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

構(gòu)建物理教學(xué)情境 信息技術(shù)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，可以構(gòu)建合理的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境。物理教學(xué)材料中提及的許多物理情境，在日常生活中是難以見到的，僅僅依靠平面化、靜止化的書本及教師的語言描述，學(xué)生會(huì)覺得物理現(xiàn)象過于乏味而艱深，影響學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)質(zhì)量。如在初中物理中，關(guān)于聲音的產(chǎn)生與傳播在教學(xué)材料上無法有效體現(xiàn)，而教師在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容的時(shí)候，往往會(huì)讓學(xué)生邊說話邊用手指摸喉頭部分，以體驗(yàn)發(fā)聲時(shí)喉嚨的振動(dòng)；但這種方法過于簡單與單一，學(xué)生在一段時(shí)間的好奇之后就會(huì)失去興趣。

這時(shí)就可以利用信息技術(shù)構(gòu)建物理教學(xué)情境，向?qū)W生更加直觀地展示聲音產(chǎn)生時(shí)物體的振動(dòng)。比如向?qū)W生播放敲鼓時(shí)鼓面振動(dòng)的視頻，或者利用信息技術(shù)向?qū)W生展示聲音產(chǎn)生的演示實(shí)驗(yàn)過程及原理，播放用小錘敲擊音叉時(shí)發(fā)出的聲音，以及敲擊音叉之后將音叉放入水中產(chǎn)生的水花四濺現(xiàn)象，以此幫助學(xué)生理解聲音產(chǎn)生的原理。同時(shí)通過這種方法，也能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)一步增強(qiáng)初中物理教學(xué)效果[2]。

信息技術(shù)的應(yīng)用需要分清主次 運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，需要按照教學(xué)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)方式分清主次，明確是否需要采用信息技術(shù)進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)?，F(xiàn)階段，許多青年教師在初中物理教學(xué)活動(dòng)中存在過度依賴信息技術(shù)的情況，使得課堂教學(xué)變成信息技術(shù)應(yīng)用的展示平臺(tái)，教學(xué)內(nèi)容被淡化，無法凸顯重點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容。

事實(shí)上，初中物理教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù)來進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)將教學(xué)的重點(diǎn)放在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，而非信息技術(shù)這種輔助性教學(xué)工具。如在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)并感知大氣壓強(qiáng)的時(shí)候，教師一定會(huì)提到著名的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)，可以運(yùn)用信息技術(shù)，通過動(dòng)畫視頻的方式展示該實(shí)驗(yàn)的具體過程。在這個(gè)過程中，教師需要對(duì)每一個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)解說，以確保學(xué)生明確該實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)結(jié)論，加強(qiáng)對(duì)于大氣壓強(qiáng)的理解。

同時(shí)，教師也可以利用實(shí)物進(jìn)行大氣壓強(qiáng)的課堂實(shí)驗(yàn)，向?qū)W生展示大氣壓強(qiáng)的存在與威力。如準(zhǔn)備透明淺盤、一個(gè)玻璃杯、一張紙片與一盒火柴，在盤中注入一定量的水，將紙片點(diǎn)燃并迅速扔進(jìn)玻璃杯中，馬上把玻璃杯倒扣在盤子中；隨著火焰熄滅，杯子中的水位會(huì)迅速上升。通過這樣的演示實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的好奇心與興趣。

相比之下，教師的實(shí)物實(shí)驗(yàn)通常都較為簡單，且實(shí)驗(yàn)材料大多隨處可見，學(xué)生也能夠自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其有效性會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過演示實(shí)驗(yàn)。因此，在教學(xué)活動(dòng)中必須分清主次，以實(shí)物實(shí)驗(yàn)為主，以演示實(shí)驗(yàn)為輔。

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與分析 初中物理課堂教學(xué)中，由于學(xué)生的認(rèn)知水平與學(xué)習(xí)能力還存在一定的限制，因此，許多需要計(jì)算的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過學(xué)生計(jì)算，往往耗時(shí)較長；而教師直接將數(shù)據(jù)結(jié)果展示給學(xué)生，又會(huì)影響教學(xué)質(zhì)量與效果，此時(shí)就可以利用信息技術(shù)來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與分析。如在教學(xué)物態(tài)變化的相關(guān)內(nèi)容時(shí)會(huì)接觸到“融化”與“凝固”的相關(guān)概念，并需要進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)以明確物體的物態(tài)變化。比如在進(jìn)行硫代硫酸鈉的融化實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)于硫代硫酸鈉加熱的時(shí)間、溫度與物態(tài)之間的關(guān)系，就需要進(jìn)行詳細(xì)測(cè)量、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算與分析，教師可以借助信息化辦公軟件，利用表格的計(jì)算與圖表功能來進(jìn)行，通過數(shù)據(jù)處理繪制出硫代硫酸鈉的熔化溫度與時(shí)間之間關(guān)系的折線圖。對(duì)計(jì)算過程加以簡化的同時(shí)，也能夠向?qū)W生展示每個(gè)物理量之間的關(guān)系，提高教學(xué)效率，減少時(shí)間的不必要損耗[3]。

合理選擇演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容 在初中物理教學(xué)過程中，并不是每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都需要以信息技術(shù)演示實(shí)驗(yàn)的方式加以展示。馬德堡半球?qū)嶒?yàn)、托里拆利實(shí)驗(yàn)等規(guī)模較大、危險(xiǎn)性較高的實(shí)驗(yàn)，利用信息技術(shù)能夠更加直觀地加以展示。許多物理實(shí)驗(yàn)可能存在時(shí)間過長或過短，或者現(xiàn)象過于細(xì)微等情況，利用信息技術(shù)加以調(diào)整，可以幫助學(xué)生了解物理現(xiàn)象發(fā)生的過程。實(shí)物實(shí)驗(yàn)比利用信息技術(shù)加以展示的演示實(shí)驗(yàn)更加真實(shí)和客觀，能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心與學(xué)習(xí)興趣，并且提高學(xué)生的動(dòng)手能力，因此應(yīng)盡可能以實(shí)物實(shí)驗(yàn)的方式加以呈現(xiàn)。如測(cè)定物體的密度、以電流表與電壓表測(cè)電阻等實(shí)驗(yàn)，就可以通過實(shí)物實(shí)驗(yàn)的方式，由學(xué)生分組動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的印象與理解能力，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

在初中物理教學(xué)活動(dòng)中，利用信息技術(shù)進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，不僅需要教師充分掌握相關(guān)信息技術(shù)的應(yīng)用技能與實(shí)驗(yàn)方法，還需要教師對(duì)于教學(xué)內(nèi)容及其重要性有明確的認(rèn)知，能夠合理選擇需要利用信息技術(shù)來進(jìn)行的物理實(shí)驗(yàn)，將演示實(shí)驗(yàn)與實(shí)物實(shí)驗(yàn)有效結(jié)合，真正提升初中物理教學(xué)質(zhì)量。

演示實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用信息技術(shù)需要遵循生本原則 初中物理演示實(shí)驗(yàn)中信息技術(shù)的應(yīng)用也需要尊重學(xué)生的主體性地位，秉持“以學(xué)生為本”的生本原則，尊重學(xué)生的主觀能動(dòng)性，加強(qiáng)與學(xué)生之間的溝通，明確學(xué)生的疑問與訴求，并著重解答學(xué)生的疑惑，而非單純地操作信息技術(shù)向?qū)W生展示演示實(shí)驗(yàn)。教師需要充分發(fā)揮其引導(dǎo)與啟發(fā)作用，注重信息技術(shù)在課堂教學(xué)中的應(yīng)用效果，將信息技術(shù)作為輔助性的教學(xué)工具，使其發(fā)揮畫龍點(diǎn)睛的作用。需要注意的是，教師應(yīng)當(dāng)著重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力與操作能力，提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力與創(chuàng)新性思維能力，在利用信息技術(shù)進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)展示時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生樹立科學(xué)的態(tài)度。

如在最初學(xué)習(xí)電路的相關(guān)知識(shí)時(shí)，學(xué)生普遍是第一次了解電路的相關(guān)知識(shí)，也是第一次接觸到電路的相關(guān)元件。此時(shí)教師可以利用信息技術(shù)，將電路元件進(jìn)行放大并投影，向?qū)W生更加細(xì)致地介紹電路元件的功能及應(yīng)用原理。電路連接的教學(xué)，教師可以引導(dǎo)并啟發(fā)學(xué)生自己動(dòng)手操作電路連接，培養(yǎng)其操作能力，并對(duì)學(xué)生加以鼓勵(lì)，提高其動(dòng)手興趣。同時(shí)，教師利用信息技術(shù)向?qū)W生展示電路一旦連接錯(cuò)誤或操作失誤帶來的短路、斷路等后果，要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程加以警惕，幫助其樹立更加科學(xué)的實(shí)驗(yàn)理念。

信息技術(shù)除了展示演示實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算與分析等工作之外，還可以應(yīng)用于階段性復(fù)習(xí)等工作。對(duì)于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)過程中，由于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及實(shí)驗(yàn)工具與設(shè)備數(shù)量眾多，運(yùn)用傳統(tǒng)的教學(xué)方式顯然是不可行的，而重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)又會(huì)無端耗費(fèi)過多的時(shí)間。此時(shí)利用信息技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M與展示，能夠有效提高實(shí)驗(yàn)效率，提高復(fù)習(xí)質(zhì)量與學(xué)習(xí)效率，讓學(xué)生更好地鞏固初中物理相關(guān)知識(shí)[4]。

4 結(jié)語

在初中物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，利用信息技術(shù)能夠更加直觀地對(duì)實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)原理加以展示。但在實(shí)際的應(yīng)用過程中，教師需要注意分清演示實(shí)驗(yàn)與教學(xué)內(nèi)容及實(shí)物實(shí)驗(yàn)之前的主次關(guān)系，不能一味地依賴信息技術(shù)，可以通過構(gòu)建教學(xué)場景、采集與分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與合理選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等方式來應(yīng)用信息技術(shù)，并注意遵循生本原則，考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與認(rèn)知水平，確保信息技術(shù)應(yīng)用的有效性。

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