信息技術(shù)與高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)融合的實(shí)踐研究

段斌

摘? 要：近年來(lái)，廣大教師越來(lái)越重視信息技術(shù)與高中物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的融合，這就需要教師在教學(xué)中把握當(dāng)前階段教育領(lǐng)域的發(fā)展機(jī)遇，發(fā)揮教育的優(yōu)勢(shì)在物理學(xué)科教學(xué)中滲透信息技術(shù)。但物理教學(xué)中實(shí)驗(yàn)屬于重要的一部分內(nèi)容，自從新課程改革后高中物理教師必須發(fā)揮自身作用充分挖掘物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，以此優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)。所以，當(dāng)前背景下教師促進(jìn)信息技術(shù)與高中物理實(shí)驗(yàn)的融合一定程度上有利于實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)的目標(biāo)，進(jìn)而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。因此，該文重點(diǎn)探討信息技術(shù)與高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)融合的實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)? 高中物理實(shí)驗(yàn)? 教學(xué)融合? 實(shí)踐研究

中圖分類號(hào)：G63? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2021）03（c）-0151-03

Practical Research on the Integration of Information Technology and High School Physics Experiment Teaching

DUAN Bin

（Wenfeng Middle School， Lintao County， Dingxi， Gansu Province， 730500? China）

Abstract： In recent years， the majority of teachers pay more and more attention to the integration of information technology and high school physics experiment teaching， which requires teachers to grasp the development opportunities in the current stage of education， give full play to the advantages of education， and infiltrate information technology into physics teaching. But the experiment is an important part of physics teaching. Since the new curriculum reform， high school physics teachers must play their own role， fully tap the teaching resources of physics experiment， so as to optimize the experimental teaching. Therefore， under the current background， teachers to promote the integration of information technology and high school physics experiment， to a certain extent， is conducive to achieve the goal of teaching and learning， and improve the efficiency of experimental teaching. Therefore， this paper focuses on the integration of information technology and high school physics experiment teaching.

Key Words： Information technology; High school physics experiment; Teaching integration; Practical research

自從新課程改革深化推進(jìn)之后，高中物理學(xué)科教學(xué)中也貫徹落實(shí)了核心素養(yǎng)，且高考改革背景下實(shí)驗(yàn)占據(jù)著越來(lái)越重要的地位，與物理實(shí)驗(yàn)有關(guān)的考核也越來(lái)越多，知識(shí)的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣[1]。但受到教學(xué)條件的影響很難在實(shí)驗(yàn)室中完成物理實(shí)驗(yàn)，這并不利于提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。自從信息技術(shù)快速發(fā)展后網(wǎng)絡(luò)資源越來(lái)越豐富，給教師開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)教育提供更多創(chuàng)新與應(yīng)用的空間。同時(shí)，合理應(yīng)用信息技有利于改變傳統(tǒng)教育存在的弊端，將學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的熱情激發(fā)出來(lái)，以教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)開(kāi)展拓展性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這一定程度上有利于豐富學(xué)生知識(shí)，提高其物理綜合素養(yǎng)。

1? 高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)發(fā)與利用實(shí)驗(yàn)資源的意義

自從新課程改革后，作為新理念與新方法的一種，開(kāi)發(fā)課程資源在課程教育中發(fā)揮不可替代的作用。開(kāi)發(fā)課程資源中實(shí)驗(yàn)資源屬于重要的一部分內(nèi)容，教師開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)資源，以此提高實(shí)驗(yàn)教育有效性。這就需要教師在教學(xué)中主動(dòng)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)資源，在物理實(shí)驗(yàn)中合理應(yīng)用實(shí)驗(yàn)資源具有諸多意義，具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：首先，教師在教學(xué)中強(qiáng)化開(kāi)發(fā)與利用實(shí)驗(yàn)資源有利于彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)儀器不足的問(wèn)題，改革傳統(tǒng)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教育程序化問(wèn)題，在開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)資源的過(guò)程中融入信息化、生活化與體驗(yàn)性的因素，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，使其主動(dòng)參與到物理實(shí)驗(yàn)中。其次，教師加大力度開(kāi)發(fā)與利用物理實(shí)驗(yàn)資源開(kāi)拓了學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的空間。教師要想提高物理實(shí)驗(yàn)教育質(zhì)量必須發(fā)揮實(shí)驗(yàn)資源的作用，通過(guò)開(kāi)發(fā)與利用這些資源使學(xué)生可以全面地認(rèn)識(shí)與掌握物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與原理，逐步完善物理知識(shí)結(jié)構(gòu)。最后，開(kāi)發(fā)物理實(shí)驗(yàn)資源，為物理實(shí)驗(yàn)教育增添活力與生機(jī)。部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、物理概念比較抽象，這就需要教師主動(dòng)開(kāi)發(fā)與學(xué)生學(xué)習(xí)需要相符合的資源，切實(shí)提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的積極性[2]。

2? 信息技術(shù)與高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)融合的意義

從高中物理實(shí)驗(yàn)資源包含的資源較多，如教材實(shí)驗(yàn)資源與具有價(jià)值的課外資源，所以教師要主動(dòng)開(kāi)發(fā)物理實(shí)驗(yàn)課程，充分挖掘教材中與物理實(shí)驗(yàn)有關(guān)的資源，此外還要積極開(kāi)發(fā)課外資源，如應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室儀器、實(shí)地考察博物館或科技館、應(yīng)用多媒體設(shè)備等。充分發(fā)揮信息技術(shù)的教育功能，這就需要教師充分開(kāi)發(fā)與利用物理實(shí)驗(yàn)資源，在開(kāi)發(fā)物理實(shí)驗(yàn)資源中融合信息技術(shù)，促進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)精準(zhǔn)度逐步提高，具體有兩個(gè)方面的意義。

2.1 發(fā)揮信息技術(shù)作用突破實(shí)驗(yàn)空間、時(shí)間限制，拓寬實(shí)驗(yàn)邊界

教師在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮信息技術(shù)的作用有利于學(xué)生豐富網(wǎng)絡(luò)資源，發(fā)揮先進(jìn)信息技術(shù)的作用，這與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教育相比更具趣味性與新穎性，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的了解更為深刻，加深其對(duì)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的記憶與理解，最終有利于提高物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效率與教學(xué)效率，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。比如：可發(fā)揮信息技術(shù)的作用給學(xué)生直觀模擬聚變、天體運(yùn)行等，有效解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中無(wú)法演示的過(guò)程與現(xiàn)象。

2.2 信息技術(shù)給實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供輔助功能，解決重難點(diǎn)

高中物理中包含了很多實(shí)驗(yàn)，不少實(shí)驗(yàn)都是轉(zhuǎn)瞬即逝的，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中要想分析實(shí)驗(yàn)只可以通過(guò)抽象與枯燥的數(shù)據(jù)，并不能直觀感受。而信息技術(shù)的應(yīng)用有利于發(fā)揮其回放、慢放或者放大功能的作用，學(xué)生可以直觀體會(huì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從抽象變?yōu)榫唧w、靜態(tài)轉(zhuǎn)為動(dòng)態(tài)、危險(xiǎn)轉(zhuǎn)為安全，實(shí)驗(yàn)可視化程度越來(lái)越高，通過(guò)創(chuàng)設(shè)物理情境的方式突出物理本質(zhì)，使學(xué)生可以強(qiáng)化對(duì)物理實(shí)驗(yàn)原理的理解，讓其從感性認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槔硇哉J(rèn)識(shí)，促進(jìn)學(xué)生形成良好的判斷思維能力與觀察能力，使其想象空間得到開(kāi)拓，提高其創(chuàng)作能力、動(dòng)手操作能力與實(shí)驗(yàn)探究能力。

3? 信息技術(shù)與高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)融合的實(shí)踐

3.1 發(fā)揮多媒體課件的作用創(chuàng)設(shè)情境，培養(yǎng)學(xué)生思維能力

所有知識(shí)都是從生活中總結(jié)得出，且疑問(wèn)都從生活中發(fā)現(xiàn)的，解決知識(shí)的同時(shí)也獲得了知識(shí)，物理知識(shí)同樣來(lái)源于生活[3]。教師在物理課堂上要結(jié)合物理現(xiàn)象探索物理規(guī)律，但其中也有很多物理現(xiàn)象無(wú)法通過(guò)語(yǔ)言直接給學(xué)生解答，這時(shí)教師可以發(fā)揮多媒體技術(shù)的作用給學(xué)生展現(xiàn)物理現(xiàn)象，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中可以直接觀察物理現(xiàn)象，強(qiáng)化其對(duì)物理實(shí)驗(yàn)原理的理解，有利于學(xué)生掌握物理知識(shí)。比如：核爆炸問(wèn)題與物理知識(shí)的練習(xí)相當(dāng)密切，且教材中有很多與核電站有關(guān)的插圖，教師可以通過(guò)影像資源給學(xué)生加似展現(xiàn)，學(xué)生也更加了解核電設(shè)施，這個(gè)過(guò)程中學(xué)生了解了與核電站有關(guān)的知識(shí)，開(kāi)拓學(xué)生知識(shí)面的同時(shí)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。這時(shí)教師可以利用課后時(shí)間引導(dǎo)學(xué)生搜集自己感興趣的材料，比如：目前世界上有哪幾個(gè)國(guó)家擁有核電站？建立核電站有何優(yōu)點(diǎn)？核電站發(fā)電原理是什么？等等。通過(guò)問(wèn)題情境引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，以此培養(yǎng)學(xué)生思維能力。

3.2 發(fā)揮信息技術(shù)作用，激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)積極性

對(duì)學(xué)生而言，其學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)時(shí)興趣是其主要驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)這也是激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)流程、物理實(shí)驗(yàn)以及自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的重要方法。所以，教師在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中必須以物理實(shí)驗(yàn)教育目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及學(xué)生掌握的知識(shí)點(diǎn)為基礎(chǔ)，深度融合信息技術(shù)，激發(fā)學(xué)生探究與學(xué)習(xí)主動(dòng)性，以此提高課堂教學(xué)效率，這一定程度上為發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。再比如：教師可以發(fā)揮幻燈片、教學(xué)視頻的作用，展示和講授無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室完成的實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生提供真實(shí)的實(shí)驗(yàn)視頻，增強(qiáng)課堂的趣味性、直觀性與真實(shí)感。再比如：以“光電效應(yīng)”這部分演示實(shí)驗(yàn)為例，由于電子具有很強(qiáng)的不可視性，因此學(xué)生在具體的學(xué)習(xí)中并不能觀察到光電效應(yīng)產(chǎn)生的過(guò)程，學(xué)生也就很難建立直觀、清晰的發(fā)射情景。而這時(shí)教師發(fā)揮信息技術(shù)的作用給學(xué)生制作相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課件，學(xué)生可以通過(guò)動(dòng)畫(huà)模擬生動(dòng)形象地體會(huì)電子發(fā)射的過(guò)程，也可以在最短的時(shí)間內(nèi)構(gòu)建光照時(shí)間、電子發(fā)射等圖景，這對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性以及學(xué)生自主構(gòu)建知識(shí)具有深遠(yuǎn)的意義。

3.3 結(jié)合信息數(shù)字化技術(shù)，建立完善的物理實(shí)驗(yàn)資源庫(kù)

就目前的教育領(lǐng)域來(lái)看，建設(shè)數(shù)字化資源有利于促進(jìn)數(shù)字化技術(shù)與教育教學(xué)結(jié)合。教師在教學(xué)中以數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)，嚴(yán)格按照教育要求與學(xué)科要求建設(shè)資源庫(kù)，這一定程度上也有利于豐富現(xiàn)有教育資源。所以，教師在具體的教學(xué)中可以積極建設(shè)數(shù)字化資源庫(kù)，以此達(dá)到預(yù)期的開(kāi)展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目資源的目標(biāo)[4]。與此同時(shí)，為了提高物理實(shí)驗(yàn)資源利用率提高物理教學(xué)質(zhì)量，教師要提高對(duì)“貼近生活”這一要求的重視。即教師選擇貼近生活的內(nèi)容，借助數(shù)字化資源庫(kù)資源共享功能的作用使學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)字化的過(guò)程中增強(qiáng)自身體驗(yàn)，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)其在學(xué)習(xí)中更加積極主動(dòng)。以教學(xué)“變壓器”這部分內(nèi)容為例，教師可發(fā)揮數(shù)字化技術(shù)的作用，構(gòu)建與課程教育要求有關(guān)的數(shù)字化資源，這個(gè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了共享數(shù)字化教育資源的目標(biāo)，之后深度解讀數(shù)字化學(xué)習(xí)資源。以此為基礎(chǔ)，教師要發(fā)揮自身引導(dǎo)者作用，讓學(xué)生自主搜集生活中比較常見(jiàn)的變壓器圖片，在學(xué)習(xí)之前提前了解變壓器的工作原理與構(gòu)造。以生活化數(shù)字化學(xué)習(xí)過(guò)程為基礎(chǔ)，學(xué)生也更容易理解變壓器中匝數(shù)、變壓器原線圈、副線圈中電壓三者的關(guān)系。此外，教師還可引入生活中變壓器的應(yīng)用案例資源，以此為物理實(shí)驗(yàn)資源，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解。比如：一些大型發(fā)電機(jī)交流電壓基本上都是幾萬(wàn)伏，電飯煲與電燈等常用家用電器電壓為220 V左右等。在此之后教師引導(dǎo)學(xué)生思考：“不同用電設(shè)備的電壓為什么不同？這個(gè)過(guò)程中變壓器起到何種作用，是如何發(fā)揮作用的？”通過(guò)這些問(wèn)題拓展學(xué)生想象空間，以此發(fā)揮學(xué)生的作用提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。

3.4 發(fā)揮信息技術(shù)的作用，促進(jìn)其與物理建模的深度融合

就高中物理教學(xué)現(xiàn)狀分析，教師在教學(xué)中遇到復(fù)雜的物理問(wèn)題時(shí)必須發(fā)揮建模的輔助作用，而發(fā)揮信息技術(shù)的作用進(jìn)行物理建模則可以取得理想的教學(xué)效果。以教學(xué)“力的分解”這部分內(nèi)容為例，教師發(fā)揮多媒體的作用，給學(xué)生呈現(xiàn)了一個(gè)小孩子拉著書(shū)包去學(xué)校的照片，之后提出問(wèn)題：“圖片中的小朋友拉書(shū)包時(shí)力的方向是朝著哪個(gè)方向的？”而后馬上有學(xué)生回答：“斜向上的力。”這時(shí)教師接著問(wèn)：“我們能不能分解這個(gè)斜向上的力？”布置了這個(gè)任務(wù)之后要求同學(xué)們通過(guò)建立模型的方式分解這個(gè)力，學(xué)生在思考中自主建立了分解這個(gè)力的物理模型。學(xué)生構(gòu)建了這一模型后教師發(fā)揮信息技術(shù)的作用構(gòu)建與之相關(guān)的模型，發(fā)揮多媒體的作用進(jìn)行展示。這個(gè)過(guò)程中以物理模型為基礎(chǔ)開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)力分解這方面知識(shí)的理解。所以，教師要主動(dòng)發(fā)揮信息技術(shù)的作用進(jìn)行物理建模，通過(guò)這樣的方式提高物理教學(xué)質(zhì)量。

4? 結(jié)語(yǔ)

就以往的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與信息技術(shù)的融合情況可知，在具體的教學(xué)中仍然存在很多問(wèn)題，因此上文中就以上幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行深入分析，提出了信息技術(shù)與高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)融合的方法，為廣大教師提高教學(xué)效率提供借鑒。除了上述提到的幾點(diǎn)之外，還有很多的融合方法有待繼續(xù)研究。

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