以“單擺”為例探討高中物理信息化教學(xué)整合

黨叔年

摘 要：“單擺”是高中物理的重點內(nèi)容，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點。通過運用信息技術(shù)，教師可以創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的教學(xué)情境，從而降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。要做好物理課程與信息化技術(shù)的整合教學(xué)，可以從激發(fā)興趣、突破難點、還原真實、直觀數(shù)據(jù)處理等方面提高高中物理的教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：“單擺”;高中物理;信息化教學(xué);整合

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1008-3561（2020）25-0094-02

高中物理知識內(nèi)容較多，而且還較為復(fù)雜，倘若教師采用傳統(tǒng)灌輸式的教學(xué)方式，就不利于學(xué)生對物理知識的理解和運用。而通過信息技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有效整合，教師就可以實現(xiàn)教學(xué)手段的創(chuàng)新，確保激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識，有效提高學(xué)生的探究能力和邏輯思維能力。本文以“單擺”為例對高中物理信息化教學(xué)整合展開具體的分析與討論。

一、高中物理“單擺”的教學(xué)目標(biāo)

高中物理的抽象性和實踐性較強，多數(shù)理論知識內(nèi)容需要以實驗的形式展開探究，對學(xué)生的邏輯思維能力要求較高。而“單擺”作為高中物理教學(xué)中的重要內(nèi)容，是學(xué)生物理學(xué)習(xí)過程中的重難點。只有制定較為科學(xué)和完善的教學(xué)目標(biāo)，才能確保教學(xué)活動的開展符合學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，從而降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力。以下針對高中物理“單擺”的教學(xué)目標(biāo)展開具體的分析與討論。

“單擺”屬于機械振動中的一種，是簡諧運動的具體運用，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點和難點。因此，在安排“單擺”教學(xué)課程時，首先應(yīng)確保學(xué)生掌握簡諧運動的有關(guān)周期公式，為“單擺”知識內(nèi)容的學(xué)習(xí)奠定扎實的理論基礎(chǔ)。其次，“單擺”教學(xué)要通過開展有關(guān)實驗，讓學(xué)生掌握單擺的周期與擺長的關(guān)系，并了解單擺周期與擺長和重力加速度的關(guān)系，學(xué)會運用重力加速度來計算擺長，確保學(xué)生掌握相關(guān)的知識點。第三，可通過構(gòu)建相應(yīng)的“單擺”模型，讓學(xué)生對“單擺”有一個全方位的認(rèn)識，進(jìn)而再結(jié)合機械振動的有關(guān)知識，讓學(xué)生對“單擺”的周期公式進(jìn)行有效推導(dǎo)。教師可在課堂上給學(xué)生演示生活中所存在的擺動現(xiàn)象，讓學(xué)生對“單擺”有一個初步的認(rèn)識和了解，進(jìn)而通過分析“單擺”的擺球運動和能量轉(zhuǎn)化，讓學(xué)生體會守恒規(guī)律。實驗的演示可以讓學(xué)生了解有關(guān)物理量與“單擺”周期的關(guān)系，從而完成高中物理“單擺”課程的教學(xué)目標(biāo)，確保有效提高學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

二、做好高中物理信息化教學(xué)整合的策略

1.創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣

良好的教學(xué)情境，不僅可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，引導(dǎo)學(xué)生積極參與到課堂教學(xué)過程中。而“單擺”的教學(xué)內(nèi)容較為抽象，單純運用理論知識展開教學(xué)會使整個課堂變得枯燥無味，不利于學(xué)生對相關(guān)知識點的理解和掌握。因此，在開展教學(xué)時，教師可以運用多媒體形式，為學(xué)生演示秋千和鐘擺的擺動過程，這樣就能將抽象的概念以直觀的方式呈現(xiàn)給學(xué)生，從而激發(fā)學(xué)生的探究欲望。

創(chuàng)設(shè)情境還可以通過動手實踐的方式進(jìn)行，如教師在課堂上可向?qū)W生展示一些組成單擺的物件如橡皮筋、鐵球以及塑料球等，讓學(xué)生運用這些材料自制教具，來模擬單擺運動。在組合的過程中，學(xué)生對單擺知識就會有一個更深層次的認(rèn)識和理解。另外在實驗方面，教師要結(jié)合教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)，讓學(xué)生積極進(jìn)行實驗操作，或者通過采用計算機技術(shù)來模擬單擺實驗，這樣學(xué)生既能觀察到實驗現(xiàn)象，又提升了動手操作能力。

2.動靜結(jié)合，突破難點

物理學(xué)科的很多教學(xué)內(nèi)容都需要實驗演示才能促進(jìn)學(xué)生對概念的直觀理解。但是，由于各種條件的限制，很多實驗演示無法展現(xiàn)給學(xué)生。比如，在分析單擺回復(fù)力的來源和單擺擺動過程中各物理量的變化情況時，教師就很難通過實驗演示的方式分析出單擺受力情況。因此，傳統(tǒng)物理實驗還存在著一定的局限性，有時無法給物理教學(xué)提供支持。而信息技術(shù)的運用，可以將抽象的問題具體化，通過動畫演示的方式，讓學(xué)生直觀了解到單擺運動過程中的受力情況，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，有效提高課堂的教學(xué)質(zhì)量。

例如，教師可利用“幾何畫板”軟件來制作單擺擺動過程中的運動規(guī)律課件。在動畫演示時，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生體驗整個振動過程中位移與回復(fù)力、速度以及加速度之間的關(guān)系，并鼓勵學(xué)生對單擺過程中的各個物理量變化進(jìn)行仔細(xì)觀察和記錄，從而幫助學(xué)生更好地認(rèn)識單擺運動。同時，教師還要為學(xué)生逐步分解單擺運動的每個步驟，確保讓學(xué)生對單擺運動有一個全面的認(rèn)識。

3.虛實結(jié)合，還原真實

信息技術(shù)在不斷更新與發(fā)展，其在高中物理課堂上的應(yīng)用優(yōu)勢也變得越來越明顯。在物理實驗中運用信息技術(shù)，可以做到虛實結(jié)合，還原真實。對于高中物理實驗的開展而言，部分實驗結(jié)果誤差較大，不能完全真實地反映出實驗的本質(zhì)。而有些物理實驗反應(yīng)速度較快，學(xué)生還未來得及觀察，實驗就已結(jié)束，這樣就給物理學(xué)習(xí)帶來一定的難度。而教師通過信息技術(shù)，就可以有效還原實驗的整個過程，并且還能控制實驗發(fā)生的速度，便于學(xué)生更好地觀察整個實驗現(xiàn)象。

例如，在教學(xué)“單擺的周期與哪些因素有關(guān)”時，教師應(yīng)首先讓學(xué)生根據(jù)生活中的經(jīng)驗或者自己想象一下，單擺運動周期可能與哪些因素有關(guān)，進(jìn)而將學(xué)生分為不同的小組，讓學(xué)生討論影響單擺運動的幾種因素。然后，教師可通過演示單擺實驗，讓學(xué)生觀察不同因素對單擺運動周期的影響。同時，對于一些無法直觀呈現(xiàn)的現(xiàn)象，教師可以借助動畫課件模擬有關(guān)實驗，創(chuàng)設(shè)一個真實有趣的實驗環(huán)境，實現(xiàn)對單擺振動狀況的真實還原，幫助學(xué)生從多個角度深入理解單擺模型，從而讓傳統(tǒng)實物實驗與信息技術(shù)完美結(jié)合。

4.數(shù)據(jù)處理，有效直觀

物理實驗中往往會涉及較多復(fù)雜的數(shù)據(jù)，像小數(shù)、無理數(shù)的計算等，這些對學(xué)生的數(shù)學(xué)計算能力和數(shù)據(jù)分析能力提出更高的要求。而運用信息技術(shù)能夠充分借助計算機強大的計算能力，減少計算誤差，保證最終的實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。因為多數(shù)實驗數(shù)據(jù)較為復(fù)雜，如果學(xué)生采用人工計算方式，就會費時費力并且影響結(jié)果的精準(zhǔn)性。而運用信息技術(shù)就能實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)計算，總結(jié)出數(shù)據(jù)之間的規(guī)律，進(jìn)而為實驗結(jié)果的科學(xué)性提供可靠的理論依據(jù)。

例如，在教學(xué)“擺長與周期的關(guān)系”時，由于二者之間不是簡單的正比例關(guān)系，此時教師就可采用圖像的方式來處理這類問題。而為了有效節(jié)約課堂時間，提高教學(xué)效率，教師可運用Excel表格，將實驗所測得的數(shù)據(jù)快速、準(zhǔn)確地繪制成周期擺長圖像，并讓學(xué)生對圖像進(jìn)行觀察，這樣學(xué)生就能直觀認(rèn)識到擺長與周期的關(guān)系。因此，信息技術(shù)的運用可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析與處理，有利于學(xué)生找出數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。

5.合理評價，增強互動

信息技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以幫助學(xué)生了解實驗現(xiàn)象，還能幫助教師構(gòu)建完善的評價體系，實現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的全方位了解。當(dāng)學(xué)生做完相應(yīng)的單擺實驗后，教師應(yīng)對每個學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況予以評價，并將評價結(jié)果錄入計算機，最后通過電子檔案對學(xué)生的綜合素質(zhì)予以考核。對于表現(xiàn)較好的學(xué)生應(yīng)提出表揚，而對于表現(xiàn)稍差的學(xué)生應(yīng)予以及時鼓勵和鞭策，確保學(xué)生對學(xué)習(xí)充滿信心。

三、結(jié)論

不斷做好高中物理信息化教學(xué)整合工作，對于提高物理課堂的教學(xué)質(zhì)量、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、有效活躍課堂學(xué)習(xí)氛圍、降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度都具有至關(guān)重要的作用。因此，教師要明確高中物理“單擺”的教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)而從創(chuàng)設(shè)情境、激發(fā)興趣，動靜結(jié)合、突破難點，虛實結(jié)合、還原真實，數(shù)據(jù)處理、有效直觀等四個方面充分發(fā)揮出信息技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，將復(fù)雜的物理知識以更加形象化的方式呈現(xiàn)出來，全面提高學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

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