新時代物理教學(xué)的困境及其解決策略

楊東泉

（甘肅省定西市臨洮縣文峰中學(xué)，甘肅定西 730500）

引 言

在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，大數(shù)據(jù)、云計算、3D 動畫、微電影、微課、錄像課等新技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入課堂，這些新技術(shù)正深刻地改變著傳統(tǒng)的教學(xué)模式，對教育產(chǎn)生了前所未有的影響。信息技術(shù)的應(yīng)用使師生的資源得到共享，教育變得更加均衡，教學(xué)內(nèi)容變得豐富，教學(xué)手段變得多樣，效果變得更加明顯，教育信息化帶動了教育現(xiàn)代化。新技術(shù)在帶來方便的同時，也把部分教師帶進(jìn)一些困境，從物理教學(xué)方面來說，信息化技術(shù)把物理規(guī)律變得虛擬化，完全用電子化的東西代替現(xiàn)實的物理教學(xué)，使學(xué)生遠(yuǎn)離實驗，削弱了學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中的動手能力，從而削弱了學(xué)生對物理規(guī)律的探索能力和感悟能力，這不利于學(xué)生以后的學(xué)習(xí)和發(fā)展。如何把現(xiàn)代信息技術(shù)與物理課堂教學(xué)深度融合，取得最好的教學(xué)效果，是教師需要考慮的問題。

一、信息化條件下物理教學(xué)的困境

隨著教育信息化的深入應(yīng)用，一些物理教師很自然地陷入了信息化教學(xué)的困境，主要表現(xiàn)在以下三方面。第一，以3D 動畫等視頻資料代替實際的演示實驗。由于優(yōu)質(zhì)電子資源的共享，生動的3D 動畫或錄像很受教師的青睞，在課堂教學(xué)中，教師播放這些動畫或錄像來渲染課堂的氣氛，將一些可以用實驗器材演示的物理實驗，替換為動畫播放的形式來為學(xué)生展示。這些教師誤認(rèn)為這樣學(xué)生就可以把物理原理看懂，并掌握物理知識[1]。第二，以虛擬實驗代替物理實驗的信息技術(shù)的出現(xiàn)，特別是人工智能的應(yīng)用，讓所有的物理實驗現(xiàn)象或原理都實現(xiàn)了可視化。在實驗的設(shè)計上，教師完全可以模擬真實的場景，甚至用不同的數(shù)據(jù)做出不同的實驗效果，還可以通過計算機操作完成不同的實驗。但虛擬實驗不能完全替代真實實驗，實驗是一個動手操作的過程，需要學(xué)生結(jié)合所學(xué)的理論知識，在動手操作中做到融會貫通。但一些教師往往因為虛擬實驗簡單就完全忽視了真實實驗。第三，用電子作業(yè)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的紙質(zhì)作業(yè)。云課堂平臺已經(jīng)實現(xiàn)智能化，并在課堂教學(xué)中廣泛應(yīng)用。教師在教學(xué)中，一味地追求教學(xué)手段新穎、操作簡便，從學(xué)生預(yù)習(xí)到課后復(fù)習(xí)，全部都使用電子化手段，導(dǎo)致信息化教學(xué)流于形式，使學(xué)生在物理學(xué)習(xí)上脫離現(xiàn)實，弱化書寫功能，從而導(dǎo)致學(xué)生難以適應(yīng)學(xué)習(xí)環(huán)境的變化，不利于學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展。

二、以信息化手段提高物理課堂效率的優(yōu)化方略

（一）以3D 動畫激發(fā)學(xué)生的興趣，用自主動手實驗鞏固效果

模擬現(xiàn)實的3D 動畫，切實給我們的物理教學(xué)帶來很多便利[2]。3D 動畫的出現(xiàn)實現(xiàn)了微觀的物理現(xiàn)象可視化，把物理原理放大化處理，把原來枯燥和抽象的物理現(xiàn)象和原理變得生動和有趣，提高了物理教學(xué)的效果。為了避免物理教學(xué)的困境。我們要利用這些動畫的優(yōu)勢來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生思考，啟發(fā)學(xué)生思維，做到理論與實驗相結(jié)合，虛擬與現(xiàn)實相結(jié)合，增進(jìn)學(xué)生對知識的理解和掌握，提高課堂效率。例如，在教學(xué)初中的“簡單電路”這一內(nèi)容時，教師先用3D 動畫播放電路的組成和連接、電流的形成和流向及現(xiàn)象等原理，通過直觀和生動的動畫，把看不見、摸不著的物理原理完整地展現(xiàn)出來，使學(xué)生從感觀上學(xué)習(xí)電路的知識。然后，把電池、開關(guān)、帶燈泡的燈座、導(dǎo)線等實驗器材擺放在講臺上，引導(dǎo)學(xué)生運用觀看動畫學(xué)到的電路知識，思考簡單的電路如何連接，會有怎樣的實驗效果等問題。接下來讓一名學(xué)生上講臺連接電路，其他學(xué)生則觀察這名學(xué)生連接電路，邊觀察邊判斷電路有沒有連接正確，當(dāng)電路連接確認(rèn)無誤后，讓學(xué)生通電，觀看實驗現(xiàn)象。教師通過這樣的一個過程，把課堂還給學(xué)生，讓學(xué)生都能參與到課堂中，自主解決現(xiàn)實的問題，這既培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識，又鍛煉了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。

（二）以虛擬實驗滿足學(xué)生的好奇心，用實驗檢驗真理

物理是建立在實驗基礎(chǔ)上的學(xué)科，實驗是學(xué)好物理的基礎(chǔ)?？紤]到安全和成本，學(xué)校的實驗室難以滿足學(xué)生對實驗的各種好奇心。虛擬實驗有高度的仿真性和安全性，實驗的效果也接近于真實，可以幫助學(xué)生進(jìn)行各種實驗的探究，特別是危險性的實驗探究，以滿足學(xué)生對實驗的好奇心。虛擬實驗的優(yōu)點有很多，如節(jié)約耗材，減少實驗器材的損耗，還能讓學(xué)生進(jìn)行多次實驗，探究自己想探究的問題，豐富學(xué)生對不同情景產(chǎn)生不同結(jié)果的認(rèn)知，滿足學(xué)生各種新奇的想法等。例如，在教授“強電的短路”這一物理現(xiàn)象時，我們不能把電路直接短路，這樣會起火，引發(fā)火災(zāi)。學(xué)生就非常好奇，如果短路會造成什么后果呢？于是有學(xué)生要求教師做一下這個實驗，但這個實驗是不能在普通的教室做的。如果用虛擬實驗，學(xué)生就可以隨心所欲地動手探究電路（包括短路）實驗的各種現(xiàn)象，增長自己的知識。做完虛擬實驗后，學(xué)生就可以找出合理、安全的實驗參數(shù)，然后用真實的實驗儀器進(jìn)行實驗，通過做實驗、測量數(shù)據(jù)，再次驗證虛擬實驗的結(jié)論是否準(zhǔn)確。這樣虛實結(jié)合，既可以滿足學(xué)生的好奇心，又能確保實驗的效果和安全，還加深了學(xué)生對知識的記憶。

（三）將電子作業(yè)作為互補，用人工智能提高效率

提高學(xué)習(xí)效率，一直是教育追求的目標(biāo)。人工智能的應(yīng)用可以幫助教師進(jìn)行數(shù)據(jù)的快速處理，減輕教師的工作量，提高效率。云課堂有豐富的優(yōu)質(zhì)資源、快速的計算能力、強大的大數(shù)據(jù)處理分析能力，加上微課和錄像課的應(yīng)用，能使學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)和檢測的目標(biāo)得以實現(xiàn)。人工智能的應(yīng)用，使學(xué)生的學(xué)情、知識點的掌握情況等做到了個體化呈現(xiàn)，這給教師制訂相應(yīng)的教學(xué)方案提供了數(shù)據(jù)支撐，同時，大大減少了教師批改作業(yè)、統(tǒng)計學(xué)情等方面的工作量。云課堂平臺有很多優(yōu)勢，所以我們要好好利用云課堂平臺為我們課堂服務(wù)，把云課堂的人工智能和學(xué)生平板結(jié)合起來，讓學(xué)生積極參與到課堂中，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。在課堂教學(xué)中，云課堂還可以實現(xiàn)對學(xué)生課堂練習(xí)的及時反饋，幫助教師有針對性地進(jìn)行評講和復(fù)習(xí)，減少無用功，使其科學(xué)地掌握好課堂的時間，提高課堂效率。例如，在傳統(tǒng)的課堂練習(xí)中，教師一般只能挑選幾名學(xué)生到講臺為大家做示范，題目也最多只能做一到兩個，課堂上教師只能抽樣調(diào)查，而用云課堂平臺加平板進(jìn)行課堂練習(xí)，題量就會大大增加，而且是對全班學(xué)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，反饋更全面、更精確，這樣教師就能更有針對性地解決課堂上出現(xiàn)的問題。電子作業(yè)的出現(xiàn)，使學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性提高。云課堂能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生一提交作業(yè)，就即時反饋結(jié)果，同時學(xué)生也能根據(jù)反饋結(jié)果，自主解決學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題，而且教師也減輕了批改作業(yè)的負(fù)擔(dān)。為了使電子作業(yè)的作用最大化，物理作業(yè)的選擇題一般使用電子作業(yè)，其他的題型為紙質(zhì)作業(yè)。這樣既能加大課堂的知識容量，又能鍛煉學(xué)生的書寫能力，還可以減輕教師的負(fù)擔(dān)，大大提高了物理課堂的效果。

結(jié) 語

在信息化時代，優(yōu)質(zhì)的資源和先進(jìn)的技術(shù)手段，為我們的物理教學(xué)提供了諸多便利。我們堅信，只要我們科學(xué)地利用好這些優(yōu)質(zhì)的資源和先進(jìn)的技術(shù)手段，不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實現(xiàn)信息技術(shù)與物理實驗的有機整合，我們的課堂教學(xué)效果肯定會大大提高。