初中物理實驗教學與信息技術融合初探

【摘要】隨著信息技術的飛速發(fā)展和計算機的廣泛使用，計算機教室、多媒體教室、班班通等都進入了校園，為信息技術輔助教學奠定了基礎。虛擬現(xiàn)實技術（VR）和增強現(xiàn)實（AR）技術的發(fā)展和完善不斷發(fā)展。智能教學系統(tǒng)（ ITS ）、智能決策支持系統(tǒng)、智能計算機輔助教學（ CAI ）系統(tǒng)、智慧校園等軟件的開發(fā)為信息技術輔助教學鋪平了道路。提高物理教師運用信息技術進行實驗教學的能力是時代賦予我們的使命，也是創(chuàng)新教育和社會發(fā)展的需要。?

【關鍵詞】信息技術 ?物理學科核心素養(yǎng) ?教育觀念 ?實驗教學

【中圖分類號】G633.7;G434 ?【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）30-0165-02

以云計算和人工智能為標志的第四次工業(yè)革命已經(jīng)影響到了許多領域，整個社會正變得越來越自動化、數(shù)字化、智能化。以人工智能、Internet +、云計算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)為代表的信息技術在教育領域得到越來越廣泛的應用，教育開始智能化、自動化和數(shù)字化。MOOC、混合式學習和翻轉課堂都得到了越來越多的認可。信息技術在教育中的應用可以提高教育效率，降低教育投資成本，取得良好的教學效果。如何定位信息技術在初中物理實驗教學中的地位，充分發(fā)揮信息技術在初中物理實驗教學中的作用，是物理教師必須面對的一個不可回避的課題。

一、信息技術對物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)的影響

李俊先生在《談科學素質》一文中指出：“科學素養(yǎng)包括科學知識、科學能力和科學態(tài)度、情感和價值觀。”科學素養(yǎng)的最核心部分，就是一個人對待科學情感態(tài)度和價值觀，科學素養(yǎng)的培養(yǎng)不僅使學生獲得知識和技能，更重要的是使其獲得科學思想、科學精神和科學方法的熏陶和培養(yǎng)。物理學科的核心素養(yǎng)是學生在接受物理教育過程中逐步形成的適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力，是學生通過物理學習內化的帶有物理學科特性的品質，是學生物理核心素養(yǎng)的關鍵成分，就具體內容而言，它主要包括物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態(tài)度與責任四個方面。教師在實驗教學中要始終以學生能力發(fā)展為中心，面向全體學生，突出科學探究過程，讓學生體驗知識的發(fā)生、發(fā)展過程，重視學習過程、物理方法的學習和學生思維水平的提高，立足于學生的全面發(fā)展及全體學生的發(fā)展，提高全體學生的科學素質，培養(yǎng)科學精神。

二、信息技術對初中物理實驗教學的影響

1.在課堂演示實驗中的應用

使用強大的計算機動畫功能可以解決許多常規(guī)手段難以表達或能見度低的實驗，如聲學、分子運動理論、凸透鏡成像（成像原理、演示對象離鏡頭遠近、圖像的動態(tài)變化等）。也可以通過計算機放大微觀世界，利用慢鏡頭模擬外部一些實驗，如環(huán)境變化，來論證分子動理論，物體與物體之間的相互作用（如碰撞過程，物體的小變形），氣體狀態(tài)的變化等。這些2D圖片或3D模型清晰、直觀。隨著虛擬現(xiàn)實理論的發(fā)展，更深層次的虛擬現(xiàn)實技術（ VR ）也得到了進一步地完善和應用。在教育中的AR技術， 虛擬現(xiàn)實應用于教育是教育技術發(fā)展的一個飛躍。它營造了“自主學習”的環(huán)境，由傳統(tǒng)的“以教促學”的學習方式代之為學習者通過自身與信息環(huán)境的相互作用來得到知識、技能的新型學習方式。它主要具體應用在以下幾個方面：科技研究中可以節(jié)省成本通常我們由于設備、場地、經(jīng)費等硬件的限制。許多實驗都無法進行。而利用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，學生足不出戶便可以做各種實驗，獲得與真實實驗一樣的體會。在保證教學效果的前提下，極大的節(jié)省了成本，它在培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力和培養(yǎng)物理學科的核心素養(yǎng)方面起著舉足輕重的作用。

2.在課堂驗證實驗中的應用

驗證實驗不僅可以直觀地驗證各種規(guī)律，避免紙質討論，而且還可以使學生進一步加深所學知識，通過實驗手段培養(yǎng)學生探索自然規(guī)律的習慣，提高學生的學習能力。例如初中焦耳定律中控制電壓不變時電流產生的熱量與電阻的關系的實驗教師需花一定的時間與精力來寫電流、電能這些中間值的推導過程。如果使用計算機進行數(shù)據(jù)處理，不僅可以快速獲得實驗結果，使課堂更加緊湊，還能直觀的以各種圖形定量、形象地反映實驗結論，更有利于學生思維的啟迪。通過使用具有交互功能的三維課件，使學生在實際操作中獲得更深層次的體驗。在獲得更豐富感性認識的基礎上，更有利于深化理性認識，使基本概念和規(guī)律內化，同時有利于提高學生的學習能力，培養(yǎng)良好習慣，保持學習興趣。

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作者簡介：

吳元軍（1970-），男，漢族，湖北荊門人，本科，一級教師，研究方向：教育教學。