初中物理實驗與信息技術(shù)融合的教學探究

趙志希

【摘要】實驗是物理教學的主要內(nèi)容，是支撐物理學習的“生命線”。只有重視實驗教學，才能抓住物理教學的“大動脈”，提高初中物理教學的效率。但由于物理實驗的復雜性、不確定性使得很多實驗操作起來具有一定的困難，使得物理教學陷入僵局中。此時，教師就可以充分利用信息技術(shù)輔助實驗教學，通過視頻動畫的直觀演示，進一步促進學生物理思維的形成與發(fā)展。本文就如何在初中物理實驗教學中運用信息技術(shù)淺談一點自己的理解。

【關(guān)鍵詞】初中物理? 實驗教學? 信息技術(shù)

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）26-0127-02

信息技術(shù)是科學技術(shù)與新課改結(jié)合的產(chǎn)物，將其運用在初中物理實驗教學中可以起到事半功倍的良好效果。因此，教學時教師要結(jié)合教學內(nèi)容的需要，巧用、活用、善用信息技術(shù)，讓實驗教學富有時代氣息，激發(fā)學生實驗探究的興趣，讓學生獲得對實驗過程清晰完整的認知，加深理解，取得實驗教學的進一步提高。

一、初中物理實驗教學存在的問題

在教學實踐中我發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段初中物理實驗教學存在以下突出的問題，這些問題若得不到及時有效的解決，會影響實驗教學效果。

1.學習缺乏實驗興趣

由于物理概念、公式、定律高度抽象概括，學生理解起來具有一定的難度，實驗是將抽象知識直觀化、形象化的有效途徑， 但傳統(tǒng)的實驗教學以教師演示、學生觀看為主，甚至有些實驗受條件的限制， 教師用純粹的理論說教代替，讓學生死記硬背實驗原理、步驟和方法，這種模式下，學生感受不到實驗的樂趣，從而失去實驗學習的興趣，制約實驗教學的進程。

2.實驗教學模式不合理

很多教師在實驗教學時， 照本宣科， 忽略對實驗思想和方法的講解，只注重灌輸。我們知道，實驗是一門實踐性較強的科目， 需要學生親自動手嘗試，只有這樣，他們才能真正理解實驗原理，發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，加強實驗認知。顯然傳統(tǒng)的教學模式不合時宜，不僅達不到理想的實驗效果，還不利于培養(yǎng)學生的探究能力，使實驗教學大打折扣。

3.實驗教學條件落后

這一點在農(nóng)村學校尤為凸顯，農(nóng)村學校由于經(jīng)濟條件的限制，在實驗室的建立和實驗器材的購買上缺乏資金支持，有些特殊實驗器材和設(shè)備更是短缺，難以滿足學生的學習需要，未能為學生的實驗學習提供強有力的支撐。

針對上述初中物理實驗教學中存在的問題，本文提出了用信息技術(shù)與實驗教學融合的策略，從而更好地彌補實驗教學中的不足， 提升初中物理實驗教學質(zhì)量。

二、初中物理實驗教學應用信息技術(shù)的必要性

實驗對于學生的物理學習至關(guān)重要，可以培養(yǎng)學生的實踐能力，讓學生通過參與形象具體的操作性實驗來更加深入地理解物理概念和定律，從而激發(fā)學生學習物理的積極性和主動性，提升教學效果。從目前的教學情況來看，物理實驗教學的現(xiàn)狀不容樂觀，實驗過程中的一些問題沒有注意。實驗裝備有待提升，學生的動手能力較為薄弱。教學方式機械、單一、古板，仍以教師演示、學生模仿為主。部分實驗由于教學條件的限制，很難演示出來。學生只能靠想象完善實驗過程。信息技術(shù)用在物理實驗教學中，可以有效地彌補這些短板，通過文字、圖像、視頻、聲音將實驗過程呈現(xiàn)出來，從而刺激學生的感官，激發(fā)他們實驗操作的熱情。此外，對于一些難度系數(shù)大、不易操作的實驗，信息技術(shù)可以代替教師完成，從而推動實驗教學的有效進展，提高實驗教學的有效性。

三、信息技術(shù)與實驗融合的有效策略

1.運用信息技術(shù)激發(fā)興趣

傳統(tǒng)的實驗教學教師習慣按照實驗目的、實驗原理設(shè)計實驗內(nèi)容，讓學生按照教材大綱的要求照本宣科的逐一學習，學生在教師滔滔不絕的講解中聽得昏昏欲睡，學習興趣不濃。新課改背景下，教師可以在每次實驗前，用多媒體為學生演示一些趣味小實驗，不僅能很好地調(diào)動學生學習的積極性，還可以順利地導入實驗教學，讓學生帶著好奇、興奮進入實驗探究中，提高實驗效果。

例如，教學部編版八年級物理《聲現(xiàn)象》這一單元時，教師就可以用信息技術(shù)為學生出示“跳動的小人”這一趣味小實驗，畫面上在硬紙片做成的小喇叭舞臺上，放著一個小人，隨著音樂的響起，小人在舞臺上翩翩起舞。這一趣味化的小實驗激起學生濃厚的探究興趣，他們急于了解這一實驗原理，此時教師就可以組織學生展開關(guān)于聲現(xiàn)象的實驗探究。

這些趣味小實驗不僅可以開啟一場精彩的物理學習之旅，還可以讓學生享受到實驗學習的樂趣，增強實驗學習的信心。并且趣味小實驗中蘊含著豐富的物理知識，學生可以在興趣的驅(qū)動下，展開對這些實驗內(nèi)容的探究，引發(fā)學生的強烈關(guān)注。因此，教師要在充分認識小實驗重要性的基礎(chǔ)上，結(jié)合信息技術(shù)，將學生帶入一個神奇、 魔幻的氛圍，從而激發(fā)學生濃厚的實驗興趣，為開展實驗教學奠定堅實的基礎(chǔ)。

2.運用信息技術(shù)突破教學重難點

物理實驗中有一些變數(shù)較大、不易操作的實驗，學生由于知識經(jīng)驗的限制和動手操作能力的欠缺，對這些實驗的把控還不是很準確，很容易導致實驗的失敗，學生看不到正確的實驗現(xiàn)象，從而很難發(fā)現(xiàn)實驗規(guī)律，影響學生對知識的理解。若教師能夠?qū)⑿畔⒓夹g(shù)引入實驗中，就能將學生從這一實驗困境中解放出來，突破教學重難點，優(yōu)化實驗教學。

例如，教學部編版八年級物理《熔化和凝固》一課時，教材中的實驗材料是海波，通過觀察海波熔化的變化，探究出“固體融化時的溫度變化”，但在實際的操作中我們發(fā)現(xiàn)實驗的成功率不高，很容易失敗，主要因為干擾的因素較多，對實驗操作的要求較高。很多教師在實際操作中常常用別的材料代替（硫代硫酸鈉），要么進行實驗改進，甚至有的干脆不做了，直接用教師的說教代替實驗過程。不利于學生對晶體熔化過程的理解，影響他們對固體溫度變化規(guī)律的理解，使得教學重難點沒有得到有效的突破。此時，教師就可以充分利用多媒體的優(yōu)勢，教師可以親自操作這一實驗過程，利用攝像機錄成視頻，做成視頻課件。上課時演示給學生，這樣既能讓學生從直觀上看到海波在熔化前、熔化中、熔化后溫度的變化情況，突破教學重難點，又能彌補學生不易操作的短板。根據(jù)視頻中演示的實驗過程，在教師的指導下，學生通過畫圖像得出晶體在熔化的過程中溫度隨時間變化的規(guī)律，確保課堂教學的順利進行，使教學目標得以高效落實。

物理是一門內(nèi)容豐富、涉及范圍較廣的學科，有些實驗原料易燃易爆，學生動手操作會有一定的困難，此時信息技術(shù)就發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，它可以將這些不易操作的過程清晰明了地呈現(xiàn)在學生面前，一方面幫助學生獲得對實驗的直觀理解，突破教學重難點，另一方面優(yōu)化實驗教學效果，拓展教學空間。學生由于認知水平、思維水平有限再加上物理學習的抽象性、復雜性，造成學生的理解困惑，成為學習難點。信息技術(shù)可以憑借直觀形象的優(yōu)勢，為學生動態(tài)地還原實驗過程，幫助他們掌握物理實驗的規(guī)律，推動課堂教學的順利進程。

3.運用信息技術(shù)幫助實驗探究

實驗探究是學生探索物理規(guī)律的重要方式，但這一過程需要教師先為學生提供大量的感性材料，讓學生通過這些表象的感知，猜測實驗原理，進而設(shè)計實驗方案驗證猜想，這是物理實驗的基本思路，而信息技術(shù)就成為呈現(xiàn)感性材料的重要工具，通過信息技術(shù)為學生提供探究的方向。

例如，探究部編版八年級實驗《凸透鏡的成像原理》一課時，這節(jié)課的主要內(nèi)容是讓學生通過實驗操作得出凸透鏡不同情況下的成像規(guī)律。學生對這一實驗內(nèi)容從未接觸過，腦海中關(guān)于凸透鏡成像的知識寥寥無幾，因此，在實驗過程中他們不知道該如何下手，從哪幾方面探究。學生的實驗探究陷入迷茫中。此時，教師就可以充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，待學生對物距、像距等概念有了初步的認識后，教師用多媒體為學生出示照相機、投影儀、放大鏡的成像特點，指導學生觀察比較。在直觀畫面的刺激下，學生發(fā)現(xiàn)照相機成倒立的、縮小的實像，投影儀成倒立放大的實像，而放大鏡是放大、正立的虛像?！巴瑯邮峭雇哥R成像，為什么成像的特點不同？”這一問引起學生的深度思考，經(jīng)過觀察多媒體畫面，他們猜測可能是物距、像距的不同，才造成成像的差異。為此，教師就可以指導學生就可以根據(jù)物距，像距的不同大小關(guān)系探究凸透鏡成像原理，驗證猜想。

4.運用信息技術(shù)處理實驗數(shù)據(jù)

處理數(shù)據(jù)是實驗教學的主要內(nèi)容，對數(shù)據(jù)的整理、分析、歸納直接影響著學生對實驗現(xiàn)象的評判和對物理規(guī)律的掌控，在初中物理實驗教學中，教師常常引導學生列出表格和畫出圖像對實驗數(shù)據(jù)進行有效的處理，由于實驗數(shù)據(jù)瑣碎，學生處理起來有一定的難度，若能借助信息技術(shù)的高科技優(yōu)勢，就能優(yōu)化這一教學過程，它可以在短時間內(nèi)對實驗數(shù)據(jù)做出快速、精準的處理，節(jié)約實驗時間，幫助學生充分利用數(shù)據(jù)進行分析、歸納，提高實驗教學的有效性。

如在《探究凸頭鏡成像規(guī)律》的實驗教學中，在對實驗現(xiàn)象有充分了解的基礎(chǔ)上，教師引導學生利用Microsoft Office Excel對數(shù)據(jù)展開分析處理，屏幕上用坐標圖的方法對數(shù)據(jù)進行優(yōu)化，橫軸表示成像的性質(zhì)，分別是縮小實像、等大實像、放大實像、放大虛像?？v軸表示物距。平面圖上用不同顏色的折線表示每小組的數(shù)據(jù)變化規(guī)律。學生在這一直觀表格的提示下，很容易得出凸透鏡成像的基本規(guī)律，從而讓實驗教學在有限的時間內(nèi)取得最大效益，大大增強了教學效果。初中物理中還有很多類似的實驗，教師若能轉(zhuǎn)變教學理念，改進教學手段，利用信息技術(shù)輔助實驗教學，對實驗數(shù)據(jù)展開有效的歸納整理，會讓實驗教學取得理想的效果，實現(xiàn)實驗教學的現(xiàn)代化、多元化。

5.運用信息技術(shù)增強實驗效果

初中物理實驗中有一部分實驗可見度非常小，教師在操作中很難讓全班每個學生都看清楚，影響實驗效果。比如“光的折射”實驗，教材是將手電筒發(fā)出的光照射到水面上來演示的，但在實際的操作中我們會發(fā)現(xiàn)，學生無法清晰地觀察到光的折射。這時教師就可以利用信息技術(shù)優(yōu)化這一教學過程，教師將這一實現(xiàn)過程用投影儀投放在大屏幕上，這樣全班學生都能看清楚光的折射現(xiàn)象，對于正確理解光的折射特點有著積極的推進作用，大大提升了實驗效果。由此可見，運用信息技術(shù)可以提高實驗的可視度，對實驗教學起到良好的支持和促進作用，大大提升了實驗效果。

總之，將信息技術(shù)運用在初中物理實驗教學中，可以彌補傳統(tǒng)實驗的不足，激發(fā)學生的興趣，幫助學生理解知識，讓實驗教學取得進一步的提高。信息技術(shù)不僅作為教師教的工具， 而且應該是學生通向自主學習的橋梁，是豐富教學環(huán)境的創(chuàng)設(shè)工具。這就需要教師吃透教材，能夠找出實驗與信息技術(shù)的結(jié)合點，用信息技術(shù)照亮實驗課堂，實現(xiàn)兩者的有效融合，從而提高運用效果。

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