“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下提高初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性*

朱志國

一、問題的提出

在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，計(jì)算機(jī)、多媒體、互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代教育技術(shù)對傳統(tǒng)課堂教學(xué)產(chǎn)生了巨大的沖擊，為教學(xué)有效性的提高和教學(xué)質(zhì)量的保障帶來了更多的可能。但是受傳統(tǒng)教學(xué)觀念影響，信息技術(shù)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用卻不盡如人意，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式仍然占主流。因此，真正實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度融合，改變傳統(tǒng)的教師教的方式和學(xué)生學(xué)的方式，在提高初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性方面作用顯著。

二、“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下提高初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的具體策略

1.應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 豐富教學(xué)資源 提高初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性

物理教學(xué)離不開現(xiàn)實(shí)的物理情境。但是學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn)、學(xué)校的實(shí)驗(yàn)條件都是有限的，因此充分利用互聯(lián)網(wǎng)，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，創(chuàng)設(shè)物理學(xué)習(xí)情境是最有效的補(bǔ)充方式之一。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中需要有豐富的感性材料和信息做支撐，鼓勵學(xué)生從網(wǎng)上獲取實(shí)驗(yàn)信息和資源。通過建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源庫、開發(fā)實(shí)驗(yàn)專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站、完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)微課庫、建設(shè)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)平臺等，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的自主學(xué)習(xí)環(huán)境，使物理實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)更加直觀生動、豐富多彩，從而有效提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

2.應(yīng)用多媒體技術(shù) 提高初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性

多媒體以文字、圖像、聲音、動畫等多種信息傳輸手段為載體，將原本抽象的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容借助形象直觀且易于接受的方式向?qū)W生呈現(xiàn)出來，能刺激學(xué)生的各種感官，使學(xué)生多方位獲取知識和信息。例如，在學(xué)習(xí)電流時(shí)，恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用動畫，展示出在電壓的作用下，電荷的定向移動形成電流，使學(xué)生從抽象概念到形象感知的過程中實(shí)現(xiàn)對電流的深刻理解。借助視頻展臺，演示“鐵屑顯示磁體周圍磁場分布”的實(shí)驗(yàn)，形象直觀，可見度大，利于學(xué)生對磁場的形狀、方向、強(qiáng)弱、相互作用等概念的整體建構(gòu)。互聯(lián)網(wǎng)背景下，學(xué)生實(shí)驗(yàn)臺上的平板電腦與教師的電子白板同步，借助這一載體實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的互相借鑒、實(shí)驗(yàn)過程的共同探究、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的資源共享。

恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用多媒體技術(shù)，將現(xiàn)代教育技術(shù)和傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)手段有機(jī)地融合起來，相輔相成，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課堂結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)環(huán)境，幫助學(xué)生把握物理實(shí)驗(yàn)重難點(diǎn)，從而提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

3.應(yīng)用虛擬網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù) 提高初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性

虛擬網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)室具有強(qiáng)大的虛擬顯示、虛擬實(shí)驗(yàn)功能，使物理實(shí)驗(yàn)變抽象為具體、化難為易，規(guī)避危險(xiǎn)。通過網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)，可以很容易地實(shí)現(xiàn)一些實(shí)驗(yàn)室無法完成的實(shí)驗(yàn)，利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情；通過網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作可以突破時(shí)間和空間的限制，方便地完成一些難以通過課堂實(shí)驗(yàn)完成的教學(xué)任務(wù)。例如，托里拆利實(shí)驗(yàn)、電路短路等實(shí)驗(yàn)都是非常重要的，但由于實(shí)驗(yàn)中的汞含有毒性和易導(dǎo)致短路的危險(xiǎn)性，課堂環(huán)境下無法直接演示，學(xué)生可以動手操作虛擬網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)，使教學(xué)任務(wù)圓滿完成。再如探究滑動變阻器改變電流的大小時(shí)，學(xué)生對變阻器接入電路電阻線長度變化與電路中電流的變化接受比較困難，教師常常邊演示，邊板畫，由于不能同步進(jìn)行，學(xué)生仍然疑慮重重。而仿真實(shí)驗(yàn)配以模擬動畫情景，學(xué)生移動滑片時(shí)，電流流向、有效電阻線長度同時(shí)隨之變化，清晰直觀、一目了然，不但很快突破了這一教學(xué)難點(diǎn)，而且使學(xué)生對滑動變阻器的工作原理和使用方法有了一個(gè)明確、清晰的認(rèn)識。

此外，學(xué)生在進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，把注意力集中在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的修正和模擬操作練習(xí)上。而在完成真實(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)，重點(diǎn)放在儀器的規(guī)范操作和數(shù)據(jù)采集上。二者結(jié)合，分散實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)、突出實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)，有助于學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的提升。網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)室還能建構(gòu)起高度虛擬的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，給學(xué)生身臨其境的感受，有助于學(xué)生思維的構(gòu)建，激發(fā)學(xué)生揭開物理奧秘的沖動，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性實(shí)現(xiàn)大幅提升。

4.應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺技術(shù)改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式 提高初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性

“互聯(lián)網(wǎng)+”與初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效融合，必將改革傳統(tǒng)的“講解—模仿—結(jié)論”的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。幾年來，積極探索基于“互聯(lián)網(wǎng)+實(shí)驗(yàn)”的在線功能優(yōu)勢，建構(gòu)較為有效的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，通過自主學(xué)習(xí)、主動探究，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，主動獲取物理知識，了解科學(xué)探究的方法，發(fā)展科學(xué)探究的能力。倡導(dǎo)在實(shí)驗(yàn)過程中以學(xué)生親自嘗試為主，教師適時(shí)、適度點(diǎn)撥為輔，凡學(xué)生自己或通過學(xué)生之間相互討論能夠解決的知識、能夠操作的實(shí)驗(yàn)，教師一概不講，不做演示示范；充分體現(xiàn)自主性，教師不束縛學(xué)生的手腳、大腦和思維。

課前，在提出問題和科學(xué)猜想的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生帶著任務(wù)和疑問，依據(jù)目的、要求自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，然后通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)平臺強(qiáng)大的交互功能，進(jìn)行“生—生”“組—生”“生—師”間交互、開放式的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)交流，并利用網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬操作，不斷改進(jìn)完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。探究開始時(shí)，讓學(xué)生依據(jù)自己的設(shè)計(jì)方案，動手組裝器材，嘗試驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)不足，及時(shí)修正實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，為下一步實(shí)驗(yàn)操作鋪平道路。探究過程中，要求學(xué)生熟練操作、細(xì)心觀察、準(zhǔn)確測量，要尊重事實(shí)，不能拼湊數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)格的科學(xué)方法，并通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的資源共享，以便歸納出更加科學(xué)、準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，從而提升學(xué)生的科學(xué)探究能力與科學(xué)素養(yǎng)。

5.應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺的交互技術(shù) 提高初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性

“一堂實(shí)驗(yàn)課的結(jié)束，并不是學(xué)習(xí)的結(jié)束。”充分利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺的交互功能，實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的無限提升。鼓勵學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)平臺，針對實(shí)驗(yàn)探究中的疑惑，進(jìn)行深入交流討論。開展家庭小實(shí)驗(yàn)、小制作、小調(diào)查等，拓展學(xué)習(xí)空間，分享實(shí)驗(yàn)探究的快樂。引導(dǎo)學(xué)生積極思維，進(jìn)一步用好課內(nèi)外學(xué)習(xí)資源，拓展與延伸課堂實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)成果，真正體現(xiàn)“課內(nèi)外溝通，學(xué)科間融合”的科學(xué)學(xué)習(xí)觀。

三、“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下提高初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性應(yīng)注意的問題

網(wǎng)絡(luò)和模擬必定不能替代現(xiàn)實(shí)，應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的初衷就是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的多元化，最大限度地提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。因此，必須強(qiáng)調(diào)“互聯(lián)網(wǎng)+”與實(shí)驗(yàn)教學(xué)融合的科學(xué)性、合理性，不能認(rèn)為應(yīng)用了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，就能取代實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備等傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)器械，更不能以此排斥或完全拋棄傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式和手段。另外，師生的信息技術(shù)素養(yǎng)等也是影響“互聯(lián)網(wǎng)+”與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效融合的重要因素。