基于信息技術(shù)環(huán)境下的初中物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)模式研究

詹仰旺

(福建省福州市閩清縣塔莊初級(jí)中學(xué) 福建 閩清 350800)

物理教學(xué)是離不開實(shí)驗(yàn)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教師傳授知識(shí)的重要教學(xué)方式。在初中物理概念和相關(guān)規(guī)律的教學(xué)過(guò)程中，充分利用時(shí)下的信息技術(shù)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)探究的教學(xué)模式進(jìn)行優(yōu)化，使學(xué)生能夠更為深入的理解和學(xué)習(xí)相關(guān)應(yīng)用概念和規(guī)律，并有效掌握。實(shí)現(xiàn)相關(guān)知識(shí)的外延，掌握其核心內(nèi)涵，構(gòu)建自身的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。因此，教師在初中物理教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)該有效應(yīng)用信息技術(shù)合理構(gòu)建實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)模式。

1.新課標(biāo)下的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)

新課程標(biāo)準(zhǔn)下的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)“要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力”。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，將以往傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向?yàn)橹鲃?dòng)合作探究式實(shí)驗(yàn)，這樣的轉(zhuǎn)變強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生的觀察能力、自主思考能力進(jìn)行充分培養(yǎng)。正處于知識(shí)過(guò)度和傳承期的初中生，具有強(qiáng)烈的好奇心，但缺乏對(duì)事物的細(xì)心觀察和思考能力。因此他們?cè)趯W(xué)習(xí)相關(guān)物理知識(shí)時(shí)往往只依靠日常生活中的經(jīng)驗(yàn)積累來(lái)進(jìn)行判斷，這也使得學(xué)生在認(rèn)知方面存在著一定的片面性。

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，信息技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用日益廣泛。在初中物理教學(xué)活動(dòng)開展過(guò)程中，相關(guān)物理教師需要對(duì)信息技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，從而使教學(xué)手段得到創(chuàng)新，豐富教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性得到有效激發(fā)。教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)信息技術(shù)創(chuàng)新物理教學(xué)手段，運(yùn)用豐富、新穎的教學(xué)方式，可以顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課堂上，教師可以利用多媒體課件、Flash動(dòng)畫，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而結(jié)合信息技術(shù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的物理實(shí)驗(yàn)可以將物理知識(shí)點(diǎn)放大，更具體化。學(xué)生能夠更好的去理解和掌握相關(guān)實(shí)驗(yàn)知識(shí)，并使自身的觀察和思維等能力得到有效提高，確保相關(guān)學(xué)習(xí)活動(dòng)的順利開展，培養(yǎng)自身對(duì)科學(xué)知識(shí)的研究能力。有效培養(yǎng)觀察能力和思維能力，提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)水平，成為具有科學(xué)探究能力的主動(dòng)學(xué)習(xí)者。

2.我?，F(xiàn)有初中物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)模式存在的弊端

目前，就我校初中物理實(shí)驗(yàn)探究的教學(xué)模式的發(fā)展來(lái)說(shuō)還存在著一些不足，可從以下四個(gè)方面來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

2.1 在實(shí)驗(yàn)探究中學(xué)生的主體地位不夠明確。在開展實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)工作時(shí)，部分教師存在經(jīng)驗(yàn)論的現(xiàn)象，主要結(jié)合以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)，但未與課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有效結(jié)合，在此過(guò)程當(dāng)中，一些教師往往根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)開展教學(xué)活動(dòng)，沒(méi)有結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)，也未合理規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容和設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，只是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)理念和方式進(jìn)行了應(yīng)用，進(jìn)而導(dǎo)致其采取的教學(xué)方法與學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律不符，這導(dǎo)致其在實(shí)際教學(xué)中沒(méi)有充分結(jié)合學(xué)生自身的身心發(fā)展規(guī)律，沒(méi)有明確學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位。

2.2 師生之間缺乏溝通。教師在初中物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)過(guò)程當(dāng)中往往只注重知識(shí)的講解和傳授，并沒(méi)有和學(xué)生之間進(jìn)行有效互動(dòng)，未能重視學(xué)生對(duì)于這些知識(shí)的反應(yīng)以及信息傳遞的有效性。缺乏互動(dòng)的教學(xué)降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生了厭煩情緒，降低了物理教學(xué)質(zhì)量，也與初中物理的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)要求不符。無(wú)法有效提高物理教學(xué)的質(zhì)量，也不符合初中物理的課程標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 一些教師在實(shí)際物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中沒(méi)有合理優(yōu)化相關(guān)物理教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生對(duì)一些抽象的物理知識(shí)在理解時(shí)出現(xiàn)了偏差，理解片面的錯(cuò)誤認(rèn)知，時(shí)間和精力投入沒(méi)有帶來(lái)知識(shí)水平的提高，增加了學(xué)生的挫敗感。

2.4 教師在組織學(xué)生開展相關(guān)物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，沒(méi)有結(jié)合生活實(shí)例來(lái)為學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，因此學(xué)生多數(shù)情況下只能機(jī)械性的按照書上案例來(lái)開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，無(wú)法將相關(guān)物理知識(shí)在日常生活當(dāng)中進(jìn)行有效應(yīng)用[1]。

3.初中物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中應(yīng)用信息技術(shù)的重要意義

在教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，教師通過(guò)應(yīng)用信息技術(shù)為學(xué)生呈現(xiàn)物理知識(shí)，從而創(chuàng)新教學(xué)方式，使教學(xué)過(guò)程得到有效優(yōu)化，全面提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。而信息技術(shù)在具體使用過(guò)程當(dāng)中，主要包括幻燈片、音頻、視頻、傳感器等。通過(guò)對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效拓展教師自身的教學(xué)手段，對(duì)學(xué)生的想象力與創(chuàng)造力進(jìn)行有效培養(yǎng)，同時(shí)還能夠幫助學(xué)生獲得良好的物理情感，可以使教師的教學(xué)手段得到擴(kuò)寬，并充分激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，對(duì)學(xué)生的物理情感進(jìn)行培養(yǎng)，開發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的思維[2]。

例如，教師在對(duì)測(cè)量小燈電功率的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行講解時(shí)，可以對(duì)多媒體教學(xué)手段進(jìn)行利用，播放電燈的制作視頻，從而引起學(xué)生的好奇心，集中學(xué)生的注意力，為后續(xù)開展相關(guān)教學(xué)工作打好基礎(chǔ)，學(xué)生能夠以更積極的狀態(tài)去掌握接下來(lái)教授的相關(guān)物理知識(shí)。

4.信息技術(shù)環(huán)境下初中物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)模式的研究

我國(guó)新課程體制改革的有效落實(shí)，使得初中階段物理教學(xué)隨著我國(guó)不斷深入的新課程體制改革，初中物理教學(xué)也有了更高的目標(biāo)。在物理教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是十分重要的一項(xiàng)內(nèi)容，通過(guò)有效運(yùn)用信息技術(shù)，可以使初中物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)向科學(xué)化和專業(yè)化的方向轉(zhuǎn)變。教師在物理教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的開展，可以使學(xué)生的主觀能動(dòng)性得到有效發(fā)揮，并培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效提升學(xué)生的自主探究和動(dòng)手操作能力。

4.1 初步分析。師生之間的有效交流往往關(guān)系著教學(xué)情境的創(chuàng)建，一旦學(xué)生在實(shí)際學(xué)習(xí)出現(xiàn)斷層現(xiàn)象，將會(huì)對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握水平產(chǎn)生嚴(yán)重影響。師生之間的交流活動(dòng)和教學(xué)情境有著密切聯(lián)系，而學(xué)生一旦在具體學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)斷層反應(yīng)，將嚴(yán)重影響學(xué)生對(duì)知識(shí)的吸收和消化。所以物理教師需要合理采取對(duì)策，深入分析物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)模式，進(jìn)一步提高教學(xué)水平。通過(guò)對(duì)信息技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，一方面可以改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，使其實(shí)現(xiàn)新舊知識(shí)的有效轉(zhuǎn)換，另一方面還能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行培養(yǎng)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到充分調(diào)動(dòng)，從而強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，全面提升學(xué)生的學(xué)習(xí)水平。

例如，教師在進(jìn)行“連接串聯(lián)電路和并聯(lián)電路”這一課的教學(xué)時(shí)，可以運(yùn)用思維導(dǎo)圖的方式來(lái)講解相關(guān)知識(shí)，簡(jiǎn)明扼要地引導(dǎo)學(xué)生思考，理清思路，形成知識(shí)體系建構(gòu)不僅能夠使學(xué)生的注意力得到充分吸引，還能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)積極性。

教師還可以在課堂教學(xué)中播放相關(guān)視頻動(dòng)畫，例如在教授關(guān)于并聯(lián)電路的電流公式：I=I1+I2，通過(guò)兩溪匯成大河的畫面，使學(xué)生能夠正確理解為匯合理念而不是分流的理念，從而對(duì)并聯(lián)電路的電流知識(shí)產(chǎn)生正確認(rèn)識(shí)。同時(shí)也豐富了學(xué)生的信息技術(shù)手段，以此來(lái)收集知識(shí)信息，拓寬知識(shí)面。

4.2 深入探討。學(xué)生首先需要能夠提出相關(guān)問(wèn)題，并收集具體研究?jī)?nèi)容，對(duì)問(wèn)題的解決手段進(jìn)行掌握。而且在學(xué)生的主觀狀態(tài)當(dāng)中，需要能夠?qū)崿F(xiàn)事實(shí)交接，從而對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行合理驗(yàn)證。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生可以通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作來(lái)驗(yàn)證自己的猜想。在這一過(guò)程中，學(xué)生需要提升的是自身的創(chuàng)新意識(shí)，從而拓展實(shí)驗(yàn)思路，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和開展方式，使實(shí)驗(yàn)器材和資源等得到有效整合。對(duì)使用方式和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新，全方位的整合相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材。具體來(lái)說(shuō)，學(xué)生通過(guò)進(jìn)行相應(yīng)的探討和實(shí)際演練，不僅可以更改既有的實(shí)驗(yàn)方案，而且還能夠?qū)θ碌膶W(xué)習(xí)情景進(jìn)行創(chuàng)建，以此來(lái)確保能夠準(zhǔn)確的判斷相關(guān)表象認(rèn)知，使學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的認(rèn)知水平得到有效提高。而在實(shí)際教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，這就充分體現(xiàn)出信息技術(shù)的重要優(yōu)勢(shì)，具體包括以下幾個(gè)方面[3]。

Thus,hyperglycemia induces oxidative stress,which contributes to the accumulation of toxic products,which in turn leads to atherogenic modification of m-LDL,endothelial dysfunction and atherosclerosis progression in patients with diabetes.

首先，學(xué)生運(yùn)用信息技術(shù)可以提前檢索、整理相關(guān)具體資料，再采用網(wǎng)絡(luò)手段進(jìn)行搜索和驗(yàn)證，可以使實(shí)驗(yàn)資料的準(zhǔn)確性和完整性得到提高。例如可以運(yùn)用相關(guān)網(wǎng)絡(luò)途徑，對(duì)實(shí)驗(yàn)的基本原理和物理公式等進(jìn)行獲取。而學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中遇到自己無(wú)法解決的問(wèn)題時(shí)，也可利用信息技術(shù)來(lái)探索問(wèn)題的解決途徑。

其次，通過(guò)運(yùn)用信息技術(shù)，可以微觀展示物理實(shí)驗(yàn)。在物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中，由于實(shí)驗(yàn)器材、場(chǎng)地等原因，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法深入探索和分析相關(guān)問(wèn)題。而虛擬實(shí)驗(yàn)的開展，則可以使物理實(shí)驗(yàn)中的弊端得到彌補(bǔ)，微觀處理相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使學(xué)生更好實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)探究[4]。

再次，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生可以采取信息技術(shù)手段對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，從而大大地提高記錄效率。對(duì)比傳統(tǒng)的手寫記錄方式，其準(zhǔn)確性和有效性均得到了明顯提高。舉例來(lái)說(shuō)，學(xué)生可以利用電子表格來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)信息進(jìn)行記錄和共享優(yōu)化數(shù)據(jù)處理(例如：用函數(shù)圖像探究規(guī)律)，方便學(xué)生之間進(jìn)行信息交流。如：

實(shí)驗(yàn)探究：保持電壓不變時(shí)，研究電流隨電阻的變化

實(shí)驗(yàn)器材：電池盒 干電池 開關(guān) 電壓表 電流表 5Ω、 10Ω、15Ω 20Ω 25Ω電阻各一個(gè) 滑動(dòng)變阻器 導(dǎo)線若干

操作程序：

順序操作內(nèi)容1按照如圖所示電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路2實(shí)驗(yàn)中依次接入五個(gè)定值電阻,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,保持電壓表示數(shù)2V不變,分別記下電流表的示數(shù),填入對(duì)應(yīng)的表格3分析數(shù)據(jù),得出結(jié)論

實(shí)驗(yàn)記錄：控制電阻R兩端的電壓：U=2V

實(shí)驗(yàn)次數(shù)電阻R /(Ω)電流I /(A)150.42100.23150.134200.15250.08

圖甲 圖乙

依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了如圖甲所示的I與R或者如圖乙所示的I與1/R的關(guān)系圖像來(lái)歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在電壓一定的情況下，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻成反比。

最后，學(xué)生在具體實(shí)驗(yàn)當(dāng)中容易遇到困難，教師需要鼓勵(lì)學(xué)生，并組織學(xué)生之間進(jìn)行相應(yīng)的交流和討論。教師也同樣要參與其中，從而為學(xué)生營(yíng)造出平等交流的課堂氛圍。學(xué)生可以利用信息技術(shù)以多種形式來(lái)展現(xiàn)出相應(yīng)的學(xué)習(xí)成果，如通過(guò)圖形、表格等更為直觀的展示方式對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行展示匯報(bào);拍攝精彩的視頻展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，成為生動(dòng)活潑的課堂主講人。這一方面可以使學(xué)生的知識(shí)掌握和實(shí)驗(yàn)操作等能力得到提升，而另一方面還能夠提高學(xué)生對(duì)信息技術(shù)的運(yùn)用能力。

與此同時(shí)，教師應(yīng)合理引導(dǎo)學(xué)生，采取對(duì)比和聯(lián)想等方式，使學(xué)生的思路得到拓展，并預(yù)判學(xué)生在具體實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的狀況，合理采取教學(xué)對(duì)策，優(yōu)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，以此來(lái)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

例如，教師對(duì)“聲音的特性”這一課進(jìn)行講解時(shí)，可以將不同類型的聲音通過(guò)多媒體課件進(jìn)行播放，這樣一來(lái)可以有效對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行培養(yǎng)。教師需要合理引導(dǎo)學(xué)生，通過(guò)響度、振幅以及音調(diào)等層面對(duì)聲音進(jìn)行分析，有效轉(zhuǎn)化相關(guān)表象內(nèi)容，使其得到具體化處理。學(xué)生通過(guò)應(yīng)用信息技術(shù)，可對(duì)聲音特性的相關(guān)資料進(jìn)行查詢，并采用電子方式來(lái)記錄各種聲音的音調(diào)、響度高低以及振幅大小，有效發(fā)揮出信息技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)[5]。

綜上所述，在初中物理實(shí)驗(yàn)的探究教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)對(duì)信息技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，從而有效完善物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)模式，充分結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，有效應(yīng)用信息技術(shù)，整合可以運(yùn)用的教學(xué)資源，優(yōu)化教學(xué)模式，創(chuàng)新具體的教學(xué)方法，保證相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)工作的有效開展，使學(xué)生的學(xué)習(xí)水平得到提升，更高效地提高初中物理教學(xué)質(zhì)量。