大數(shù)據(jù)大信息，新物理新課堂

梁喆

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及計算機(jī)運算能力的日益強(qiáng)大，云計算和數(shù)據(jù)中心的興起，促使大數(shù)據(jù)時代的快速到來。大數(shù)據(jù)信息技術(shù)支持下的物理教學(xué)已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的變化。運用大數(shù)據(jù)信息技術(shù)的各種平臺，既發(fā)揮了大數(shù)據(jù)信息技術(shù)教學(xué)的優(yōu)勢，將現(xiàn)代信息技術(shù)融合于初中物理課堂教學(xué)與實驗過程中，又創(chuàng)新了初中物理實驗教學(xué)的新模式，更好地服務(wù)于學(xué)生的物理學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)信息；初中物理；實驗創(chuàng)新

中圖分類號：G63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9132（2019）03-0129-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2019.03.082

信息技術(shù)與物理學(xué)科教學(xué)深層次融合，為全面實現(xiàn)教育信息化提供了必不可少的技術(shù)基礎(chǔ)。將初中物理教學(xué)與信息技術(shù)完美的融合到一起，促進(jìn)了初中物理課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的根本性改變。特別是實驗教學(xué)作為物理教學(xué)的重要組成部分，在大數(shù)據(jù)信息技術(shù)幫助下已經(jīng)對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探究能力產(chǎn)生積極作用，讓物理教學(xué)變得更加生動有趣。

一、大數(shù)據(jù)信息技術(shù)對物理學(xué)科實驗教學(xué)的導(dǎo)向作用

（一）大數(shù)據(jù)信息技術(shù)更能突出物理實驗教學(xué)的特色

大數(shù)據(jù)大信息技術(shù)的應(yīng)用充分體現(xiàn)了我國物理實驗課堂的特色。大數(shù)據(jù)信息技術(shù)下的物理實驗教學(xué)，更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生的動手實踐能力，符合培養(yǎng)學(xué)生的自我探究能力的要求，在研究“串并聯(lián)電路中電流、電壓規(guī)律”或者是“測量電阻”等電學(xué)實驗中，大量的數(shù)據(jù)可以通過儀器導(dǎo)入設(shè)計的處理軟件中，學(xué)生運用這些軟件，把自己的實驗中的數(shù)據(jù)形成各種柱形圖、折線圖等，運用無線局域網(wǎng)內(nèi)互聯(lián)互享技術(shù)或藍(lán)牙互聯(lián)互享技術(shù)，讓不同的實驗數(shù)據(jù)、實驗過程和實驗結(jié)論及時分享。我們只需通過手機(jī)、平板就可以互聯(lián)互享實驗的實時數(shù)據(jù)，建立更廣泛的交流與互動的形式。

（二）大數(shù)據(jù)大信息技術(shù)有效地創(chuàng)新了初中物理實驗?zāi)Ｊ?/p>

初中物理實驗中很多物理量是定量的，利用大數(shù)據(jù)大信息技術(shù)將物理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為定量的標(biāo)準(zhǔn)，也更利于學(xué)生對不同實驗結(jié)果進(jìn)行比較，如物理實驗中的聲學(xué)、力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)等實驗結(jié)果。通過編寫更合適的程序、制作能適應(yīng)初中物理實驗的各種APP，已經(jīng)為學(xué)生呈現(xiàn)出更直觀的觀察形式。傳統(tǒng)課堂物理實驗已經(jīng)限制了學(xué)生科學(xué)探索能力的形成，因此我們要結(jié)合常見的仿真物理實驗室、MATLAB仿真軟件、傳感器等技術(shù)，在培養(yǎng)學(xué)生基本動手能力的同時，更加突出教學(xué)過程中學(xué)生的主體地位，極大地改變傳統(tǒng)物理實驗課堂形式，創(chuàng)設(shè)新型的物理實驗課堂和教學(xué)環(huán)境。

二、大數(shù)據(jù)大信息技術(shù)在物理實驗教學(xué)中應(yīng)用

（一）運用“虛擬實驗系統(tǒng)”來模擬實驗，解決“燃眉之急”

目前，從物理實驗教學(xué)的真實情況來看，其課堂教學(xué)中還存在一些問題，如用于實驗教學(xué)的測量材料有毒，不利于課堂實驗安全實施；實驗數(shù)據(jù)量大且復(fù)雜，人工處理起來費時、費力甚至無法處理等。要解決這些問題，我們可以利用虛擬實驗系統(tǒng)來模擬各種物理實驗，解決實驗無法進(jìn)行之“急”。可以說，利用大數(shù)據(jù)大信息技術(shù)制作的虛擬實驗系統(tǒng)進(jìn)行課程設(shè)計，是利用現(xiàn)代信息技術(shù)開展教學(xué)的具體表現(xiàn)，與傳統(tǒng)信息化教學(xué)相比，展示型課件和視頻的作用主要是展示一個物理現(xiàn)象，而虛擬實驗軟件的作用則是更好地幫助學(xué)生進(jìn)行理解。例如，利用虛擬實驗系統(tǒng)模擬物體的勻速運動，效果完全不同。虛擬實驗中構(gòu)造真實物理問題，通過改變虛擬軟件系統(tǒng)中設(shè)立的某些變量參數(shù)數(shù)值，進(jìn)而可以控制物體運動的速度與壓力。虛擬實驗的畫面形象生動和逼真模擬的場景，讓學(xué)生更近距離地體會滑動摩擦力實驗的過程。用虛擬實驗?zāi)M真實實驗，結(jié)合對現(xiàn)有實驗器材的分組實驗，學(xué)生可以對物理實驗的各種因素有了更全面了解，增強(qiáng)了學(xué)生探究物理世界的能力。

（二）結(jié)合大數(shù)據(jù)信息技術(shù)的創(chuàng)新力，把定性的物理情境轉(zhuǎn)變?yōu)槎康摹按髷?shù)據(jù)大信息”

用大數(shù)據(jù)信息技術(shù)的數(shù)據(jù)比較功能，把定性的理論分析轉(zhuǎn)變?yōu)槎康臄?shù)據(jù)結(jié)論，為物理實驗提供理論鋪墊，實驗數(shù)據(jù)反過來又證明了這種物理規(guī)律，這樣的教學(xué)效果自然更加明顯。同時，許多物理實驗的“大膽嘗試”完全可以讓學(xué)生自主完成設(shè)計過程，“DIY”的過程能激發(fā)學(xué)生在“課前—課中—課后”自主探究的興趣，突出現(xiàn)代物理實驗課堂教學(xué)中學(xué)生的地位，形成更適合學(xué)生的新型物理實驗課堂。例如，在研究異型容器對桌面壓強(qiáng)時，通過教師的講解演示以及學(xué)生進(jìn)行分組實驗，學(xué)生能夠?qū)ζ矫鎵簭?qiáng)有一定的認(rèn)識，但更換實驗容器后，他們對液體壓強(qiáng)的不同形狀容器中的壓力很難理解。針對這一現(xiàn)實情況，創(chuàng)新一個壓力檢測儀器，提出利用壓力傳感器來直接體現(xiàn)壓力的大小。

（三）利用大數(shù)據(jù)信息技術(shù)“整合”傳統(tǒng)物理實驗，完成繪圖與數(shù)據(jù)計算處理工作

創(chuàng)新大數(shù)據(jù)信息技術(shù)來滿足開發(fā)初中物理新實驗的需要，運用信息化網(wǎng)絡(luò)平臺數(shù)據(jù)來改造“原有”實驗，精細(xì)化每一個物理實驗的作用與體現(xiàn)形式。換句話講，結(jié)合物理課堂教學(xué)中對大數(shù)據(jù)信息的“整合”，對實驗數(shù)據(jù)綜合分析，針對圖像的繪制來選擇適合的數(shù)據(jù)形式，并對物理實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行簡化處理，從而更好地運用各種軟件輔助物理實驗教學(xué)的創(chuàng)新，體現(xiàn)大數(shù)據(jù)信息技術(shù)與物理學(xué)科教學(xué)的深層次融合，為探究物理創(chuàng)新實驗提供真實的感官體驗，改變了傳統(tǒng)課堂的組織結(jié)構(gòu)及其教學(xué)形態(tài)。

三、結(jié)語

綜上所述，當(dāng)大數(shù)據(jù)大信息的新環(huán)境、新技術(shù)不斷出現(xiàn)時，物理教師應(yīng)該學(xué)會主動改變自己，深入研究物理創(chuàng)新實驗新方向，聯(lián)系自己平時的物理實驗教學(xué)，改變傳統(tǒng)的模式與思路，創(chuàng)設(shè)“新物理新課堂”，更好地服務(wù)學(xué)生與回報社會。

參考文獻(xiàn)：

[1] 翟小銘，項華，穆明.基于S-Web Quest的主題探究模式教學(xué)實踐研究：例談信息技術(shù)與物理學(xué)科教學(xué)深度融合[J].中國電化教育，2015（5）.

[2] 李涅.挖掘技術(shù)應(yīng)用背后的創(chuàng)新價值：信息技術(shù)融合于中學(xué)物理實驗教學(xué)的實踐與思考[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2017（z1）.