對(duì)信息技術(shù)與高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)深入融合的研究

摘 要：文章從物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的角度出發(fā)，首先，對(duì)融入信息技術(shù)的必要性進(jìn)行了說(shuō)明，其次，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)、信息技術(shù)融合情況進(jìn)行了分析，再次，根據(jù)信息技術(shù)應(yīng)用原則，圍繞如何使二者得到充分融合展開(kāi)了討論，內(nèi)容主要涉及調(diào)整教學(xué)模式、轉(zhuǎn)變教師理念等方面，最后，對(duì)應(yīng)用該模式開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)的成效進(jìn)行了歸納，供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：高中教學(xué);物理實(shí)驗(yàn);信息技術(shù)

眾所周知，物理是高中教學(xué)的重點(diǎn)，對(duì)學(xué)生成長(zhǎng)具有重大意義。作為物理教學(xué)的關(guān)鍵，實(shí)驗(yàn)教學(xué)有助于學(xué)生準(zhǔn)確理解物理現(xiàn)象并掌握相關(guān)物理知識(shí)，將信息技術(shù)融入物理實(shí)驗(yàn)，一方面可使學(xué)生需求得到滿足，確保教學(xué)的實(shí)效性達(dá)到預(yù)期水平，另一方面能夠增強(qiáng)課堂的趣味性及活躍性，由此來(lái)達(dá)到對(duì)學(xué)生興趣進(jìn)行激發(fā)的目的。

一、信息技術(shù)融入物理實(shí)驗(yàn)的必要性

（一）改善教學(xué)結(jié)構(gòu)

隨著信息技術(shù)的加入，以物理實(shí)驗(yàn)為主題的教學(xué)活動(dòng)，其結(jié)構(gòu)可得到全面改善，這對(duì)提升教學(xué)質(zhì)量、培育學(xué)生素養(yǎng)等目標(biāo)的達(dá)成具有重大意義。以往所采取教學(xué)模式存在無(wú)法復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程與最終結(jié)果、實(shí)驗(yàn)速度較快等不足，這也是導(dǎo)致教學(xué)效果不理想的主要原因[1]。另外，傳統(tǒng)模式還存在結(jié)構(gòu)不科學(xué)的問(wèn)題，即僅在課上對(duì)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)，而忽略了課下鞏固及提升的重要性。對(duì)信息技術(shù)加以應(yīng)用，可使實(shí)驗(yàn)過(guò)程得到保留與復(fù)現(xiàn)，便于學(xué)生利用課余時(shí)間進(jìn)行探究，在加深印象的前提下，使自身思維得到充分調(diào)動(dòng)，教學(xué)效果自然可得到保證。

（二）激發(fā)學(xué)生興趣

眾所周知，物理教學(xué)所涉及知識(shí)點(diǎn)往往十分抽象，對(duì)學(xué)生分析能力、邏輯思維具有較高要求，只有具備良好空間思維，同時(shí)能夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與物理公式的學(xué)生，才能在“填鴨式”的教學(xué)模式下取得理想成績(jī)。高中引入物理實(shí)驗(yàn)的目的，主要是利用直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)抽象知識(shí)進(jìn)行展示，降低學(xué)生理解并掌握所學(xué)內(nèi)容的難度，使學(xué)生能力達(dá)到預(yù)期水平。

以往開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)的模式較為單一，即由教師利用相關(guān)工具完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生根據(jù)教師講解，記憶實(shí)驗(yàn)所蘊(yùn)含的物理知識(shí)。該模式無(wú)法使學(xué)生興趣得到激發(fā)，所能取得的教學(xué)成果自然難以得到保證。此外，少數(shù)物理實(shí)驗(yàn)受原料或其他因素制約，無(wú)法在課堂上完成，對(duì)于這部分實(shí)驗(yàn)，學(xué)生往往難以理解其背后的知識(shí)點(diǎn)，只有盡快解決該問(wèn)題，才能避免學(xué)生受到不必要的影響。結(jié)合實(shí)踐所積累經(jīng)驗(yàn)可知，信息技術(shù)的加入可使上述問(wèn)題得到解決，教師可借助信息技術(shù)開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)，在增加課堂趣味性的基礎(chǔ)上，確保學(xué)生能夠?qū)?shí)驗(yàn)步驟、物理現(xiàn)象有更加系統(tǒng)且準(zhǔn)確的了解，無(wú)論是學(xué)習(xí)興趣還是學(xué)習(xí)成果，均可因此而得到有力保證[2]。

二、物理實(shí)驗(yàn)及信息技術(shù)的融合情況

（一）融合程度有待深化

通過(guò)調(diào)研可知，現(xiàn)階段，在將信息技術(shù)融入物理實(shí)驗(yàn)方面，亟待解決的問(wèn)題如下：其一，教師沒(méi)有做到細(xì)致且深入地研究信息技術(shù)，對(duì)相關(guān)技術(shù)所具有的特點(diǎn)了解較為片面[3]。其二，教師沒(méi)有做到以教學(xué)內(nèi)容為依據(jù)，結(jié)合學(xué)生需求選用信息技術(shù)，致使教學(xué)需求和技術(shù)應(yīng)用相割裂，信息技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)無(wú)法得到應(yīng)有發(fā)揮，物理實(shí)驗(yàn)自然難以得到高效開(kāi)展。

（二）實(shí)驗(yàn)條件相對(duì)較差

研究表明，制約信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)發(fā)揮的原因，還包括物理課堂缺少對(duì)信息技術(shù)加以應(yīng)用的條件。目前，多數(shù)高中均已配備了完善的多媒體設(shè)備用來(lái)輔助教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展，但仍有極少數(shù)學(xué)校存在硬件不完備的情況，教師僅憑借現(xiàn)有硬件設(shè)施，無(wú)法做到對(duì)信息技術(shù)進(jìn)行靈活應(yīng)用，教學(xué)效果必然會(huì)受到影響。另外，少數(shù)教師僅掌握了應(yīng)用信息技術(shù)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的方法，而不具備對(duì)技術(shù)應(yīng)用模式進(jìn)行創(chuàng)新的能力，久而久之，學(xué)生對(duì)物理的熱情被打消，無(wú)論是物理實(shí)驗(yàn)還是其他教學(xué)活動(dòng)，其效果均難以達(dá)到理想水平。

（三）教師理念尚未更新

受傳統(tǒng)理念影響，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)時(shí)，仍有一部分教師沒(méi)有意識(shí)到對(duì)信息技術(shù)加以應(yīng)用的意義，未能做到主動(dòng)利用信息技術(shù)開(kāi)展相關(guān)教學(xué)活動(dòng)，而是選擇沿用以往教學(xué)模式，由此而造成的問(wèn)題，便是教學(xué)效率難以得到提升，教學(xué)成果也無(wú)法達(dá)到預(yù)期。另外，還有少數(shù)教師受自身能力制約，既無(wú)法做到對(duì)信息技術(shù)進(jìn)行科學(xué)應(yīng)用，又無(wú)法使信息技術(shù)、實(shí)驗(yàn)得到充分融合，若不盡快解決該問(wèn)題，不僅會(huì)影響物理實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，還會(huì)使學(xué)生積極性被打消，導(dǎo)致學(xué)生物理水平止步不前。

三、物理實(shí)驗(yàn)及信息技術(shù)的融合原則

（一）目標(biāo)性

在物理課堂上，教師應(yīng)從三維課程目標(biāo)的角度出發(fā)，在模擬以及演示物理實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié)，利用信息技術(shù)引領(lǐng)學(xué)生思維，例如：先通過(guò)大屏幕給出與問(wèn)題相關(guān)的提示，再鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的觀察，對(duì)實(shí)驗(yàn)規(guī)律進(jìn)行提煉，隨后，便可呈現(xiàn)出問(wèn)題的答案。這樣做有助于學(xué)生自學(xué)意識(shí)的培養(yǎng)。在實(shí)際教學(xué)環(huán)節(jié)，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生反饋對(duì)視頻播放速度進(jìn)行調(diào)整，保證各層次學(xué)生均能夠?qū)?shí)驗(yàn)有系統(tǒng)且準(zhǔn)確的了解，對(duì)重難點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行講解時(shí)，教師應(yīng)綜合運(yùn)用課件及板書(shū)，其中，板書(shū)的作用主要是記錄教學(xué)靈感，通過(guò)反復(fù)強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)的方式，加深學(xué)生印象[4]。

（二）效益性

將信息技術(shù)融入物理實(shí)驗(yàn)，其初衷是為學(xué)生打造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，使其獲得符合心理預(yù)期的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。對(duì)教學(xué)課件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，教師需要綜合考慮教學(xué)目標(biāo)以及主要內(nèi)容等因素，酌情選取適宜的工具，保證信息技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)可得到應(yīng)有的發(fā)揮。另外，教師還應(yīng)確保所制作課件能夠充分發(fā)揮出應(yīng)有功效，盡快將所制作課件上傳至網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，由學(xué)生自行下載并進(jìn)行觀看，通過(guò)提前預(yù)習(xí)的方式，了解實(shí)驗(yàn)原理與需要完成的任務(wù)，整理預(yù)習(xí)期間自己所遇到問(wèn)題，在課上由教師進(jìn)行解答。教學(xué)重難點(diǎn)內(nèi)容，學(xué)生可利用課余時(shí)間對(duì)課件進(jìn)行觀看，通過(guò)查缺補(bǔ)漏的方式，達(dá)到夯實(shí)自身基礎(chǔ)的目的。

（三）輔助性

對(duì)信息技術(shù)加以應(yīng)用的初衷，主要是輔助物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)展，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)所具有的趣味性進(jìn)行強(qiáng)化，通過(guò)將抽象知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化成具象物理現(xiàn)象的方式，降低學(xué)生理解并掌握物理知識(shí)的難度。這里要明確一點(diǎn)，物理實(shí)驗(yàn)的固有屬性為實(shí)踐性，要求學(xué)生通過(guò)動(dòng)手操作的方式，對(duì)實(shí)驗(yàn)所蘊(yùn)含的物理知識(shí)加以了解，由此來(lái)達(dá)到對(duì)科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行培育的目的。由此可見(jiàn)，信息技術(shù)并不能夠完全替代師生間的交流，僅憑借信息技術(shù)，既無(wú)法使師生思維得到碰撞，又無(wú)法取代教師人格及肢體語(yǔ)言給學(xué)生所帶來(lái)的影響。綜上，即使信息技術(shù)擁有常規(guī)教學(xué)所不具備的優(yōu)勢(shì)，仍不應(yīng)對(duì)其過(guò)于依賴，舍棄實(shí)證有效的傳統(tǒng)模式，而是應(yīng)當(dāng)將信息技術(shù)視為輔助手段，將其應(yīng)用在物理實(shí)驗(yàn)中。

（四）適用性

對(duì)于無(wú)法操作或缺少操作條件的實(shí)驗(yàn)，教師可選擇利用現(xiàn)有軟件進(jìn)行模擬，例如：利用多媒體課件，對(duì)磁場(chǎng)、電場(chǎng)等抽象概念進(jìn)行講解，通過(guò)模擬磁場(chǎng)、電場(chǎng)變化的方式，確保學(xué)生能夠準(zhǔn)確掌握相關(guān)知識(shí)。但要注意一點(diǎn)，并非全部實(shí)驗(yàn)均適用于軟件模擬，若物理課堂具備對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作的條件，教師應(yīng)組織學(xué)生開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)。對(duì)課件進(jìn)行制作時(shí)，教師需要對(duì)學(xué)生能力及認(rèn)知水平加以考慮，根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)設(shè)計(jì)難度適宜的問(wèn)題，確保每位學(xué)生都能夠享受到成功解決問(wèn)題所帶來(lái)的喜悅，從而主動(dòng)對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行探索。

四、物理實(shí)驗(yàn)和信息技術(shù)的融合策略

（一）盡快調(diào)整教學(xué)模式

將信息技術(shù)融入物理實(shí)驗(yàn)，需要教師對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)信息技術(shù)特點(diǎn)、物理實(shí)驗(yàn)所提出的需求，確定切實(shí)可行的教學(xué)模式，以此來(lái)保證實(shí)驗(yàn)效果能夠最大限度接近預(yù)期。以牛頓第一定律為例，在對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師便可采取信息技術(shù)+物體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的模式，要求學(xué)生觀察運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過(guò)小組討論或其他方式，對(duì)實(shí)驗(yàn)所遵循運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行提煉，隨后，再以小組為單位，對(duì)某個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行研究，在保證學(xué)生思維得到激發(fā)的前提下，對(duì)其理解以及分析問(wèn)題的能力進(jìn)行提升，為物理實(shí)驗(yàn)所具有實(shí)效性提供保證[5]。

另外，教師還應(yīng)對(duì)微課的應(yīng)用引起重視。作為信息技術(shù)的主要應(yīng)用形式，微課強(qiáng)調(diào)通過(guò)視頻對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行展示，制作微課時(shí)教師應(yīng)做到以下兩點(diǎn)：一是保證視頻長(zhǎng)度不超過(guò)10分鐘，同時(shí)對(duì)重難點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行突出強(qiáng)調(diào)，通過(guò)搭配音頻、文字講解的方式，降低學(xué)生理解難度。二是創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，確保學(xué)生能夠帶著問(wèn)題觀看視頻，并給出相應(yīng)的答案。

（二）充分利用信息技術(shù)

1.優(yōu)化教學(xué)過(guò)程

對(duì)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)對(duì)信息技術(shù)加以應(yīng)用，通過(guò)將相關(guān)技術(shù)融入前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的方式，使實(shí)驗(yàn)過(guò)程更加詳細(xì)且清晰，隨著教學(xué)模式得到創(chuàng)新，學(xué)生所表現(xiàn)出的學(xué)習(xí)興趣及最終成果均會(huì)獲得不同程度的提高。

例如：教師可選擇借助信息技術(shù)建立實(shí)驗(yàn)網(wǎng)站，定期向該網(wǎng)站上傳教學(xué)課件、實(shí)驗(yàn)錄像，供學(xué)生自行瀏覽并下載。事實(shí)證明，這樣做既能夠促使學(xué)生主動(dòng)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，又有助于對(duì)學(xué)生能力及學(xué)科素養(yǎng)的培育。另外，教師還可以選擇借助信息技術(shù)，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬，并通過(guò)布置相關(guān)課后作業(yè)的方式，引導(dǎo)學(xué)生利用課余時(shí)間圍繞物理實(shí)驗(yàn)展開(kāi)討論，真正做到以信息技術(shù)所具有的高效性、便捷性、科學(xué)性為依托，對(duì)教學(xué)過(guò)程和整體效果進(jìn)行優(yōu)化，使教學(xué)水平最大限度接近預(yù)期。

2.改善教學(xué)成果

要想使實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)在物理課堂上得到高效開(kāi)展，還要獲取學(xué)校的支持，例如：根據(jù)各班級(jí)情況，配備數(shù)量適宜的計(jì)算機(jī)、幻燈器還有其他多媒體設(shè)備，同時(shí)為學(xué)生提供物理實(shí)驗(yàn)所需工具以及模擬器材，確保學(xué)生能夠在教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示的過(guò)程中，充分利用現(xiàn)有工具及器材對(duì)各實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行還原。這樣做的目的可概括為以下三點(diǎn)：是使學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量得到強(qiáng)化;是對(duì)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)與能力進(jìn)行培養(yǎng);是通過(guò)提升學(xué)生思維的方式，為教學(xué)效果提供保證。除此之外，教師還應(yīng)對(duì)應(yīng)用信息技術(shù)的方法和具體手段進(jìn)行創(chuàng)新，通過(guò)充分融合現(xiàn)有信息技術(shù)的方式，確保物理實(shí)驗(yàn)可得到有序開(kāi)展，為教學(xué)質(zhì)效的提高奠基。

（三）轉(zhuǎn)變教師教學(xué)理念

要想使信息技術(shù)、物理實(shí)驗(yàn)得到充分融合，利用信息技術(shù)對(duì)教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行提升，還需要教師盡快轉(zhuǎn)變自身理念，真正做到在先進(jìn)教學(xué)理念的指導(dǎo)下，對(duì)自身運(yùn)用信息技術(shù)的能力進(jìn)行提高，確保信息技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)可在物理實(shí)驗(yàn)中得到最大限度的發(fā)揮。作為主導(dǎo)物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)展的主體，教師所遵循的教學(xué)理念及所采取的教學(xué)方法，通常會(huì)對(duì)教學(xué)效果產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，無(wú)論是教師沒(méi)有樹(shù)立起主動(dòng)對(duì)信息技術(shù)加以應(yīng)用的觀念，還是不具備靈活運(yùn)用相關(guān)技術(shù)進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的能力，均會(huì)使相關(guān)技術(shù)所取得的應(yīng)用效果受到影響。由此可見(jiàn)，教師應(yīng)充分利用空閑時(shí)間，對(duì)信息技術(shù)所涉及的先進(jìn)理念與方法進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，確保自身應(yīng)用能力得到顯著提升，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)教學(xué)計(jì)劃和學(xué)生情況對(duì)信息技術(shù)進(jìn)行科學(xué)利用，真正做到借助信息技術(shù)之手，推動(dòng)物理實(shí)驗(yàn)有序開(kāi)展，為學(xué)生全面發(fā)展助力。

五、物理實(shí)驗(yàn)和信息技術(shù)的融合效果

（一）提高數(shù)據(jù)處理能力

在傳統(tǒng)觀念中數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵是運(yùn)算，由于學(xué)生往往無(wú)法做到準(zhǔn)確掌握實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)源，導(dǎo)致教師需要花費(fèi)大量時(shí)間帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)而使后續(xù)環(huán)節(jié)的開(kāi)展受到影響。對(duì)信息技術(shù)加以應(yīng)用，有助于教師快速且準(zhǔn)確地整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并通過(guò)分析的方式得出最終結(jié)論，其現(xiàn)實(shí)意義有目共睹。以牛頓第二定律為例，該實(shí)驗(yàn)共存在三個(gè)變量，教師可先對(duì)某個(gè)變量進(jìn)行控制，保證其數(shù)值不變，再要求學(xué)生對(duì)變量數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量并記錄，借助相關(guān)工具對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得相應(yīng)的圖像。另外，學(xué)生同樣可以借助信息技術(shù)對(duì)儀器原理及內(nèi)部構(gòu)造加以了解，通過(guò)模擬儀器對(duì)數(shù)值進(jìn)行讀取的方式，夯實(shí)理論技術(shù)并優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)。

（二）激發(fā)能動(dòng)性

信息技術(shù)的加入，在極大程度上降低了學(xué)生對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)的難度，教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境、模擬實(shí)驗(yàn)操作和融入音視頻等方式，對(duì)教學(xué)形式進(jìn)行了豐富，使學(xué)生興趣得到充分激發(fā)。大部分學(xué)生均能夠做到主動(dòng)參與物理實(shí)驗(yàn)及課堂交流，提出疑問(wèn)并發(fā)表自己的觀點(diǎn)，不僅課堂氣氛變得更加活躍，學(xué)生各方面能力也隨之得到了顯著強(qiáng)化，真正做到從被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探究，這對(duì)其今后的成長(zhǎng)具有重大意義。

結(jié)束語(yǔ)

高中階段開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，要求教師對(duì)信息技術(shù)引起重視，準(zhǔn)確把握對(duì)信息技術(shù)加以應(yīng)用的必要性，結(jié)合現(xiàn)存問(wèn)題與成因，制訂相應(yīng)的解決對(duì)策，通過(guò)調(diào)整教學(xué)模式、科學(xué)應(yīng)用信息技術(shù)以及轉(zhuǎn)變自身理念等方式，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行細(xì)化，確保實(shí)驗(yàn)效果還有學(xué)習(xí)質(zhì)量均可得到顯著提高，為學(xué)生全面發(fā)展助力。

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作者簡(jiǎn)介：汪國(guó)華（1983—），男，漢族，福建省南平市武夷山市人，大學(xué)本科，武夷山市第二中學(xué)中學(xué)一級(jí)。研究方向：高中物理。

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