信息技術(shù)賦能初中物理學(xué)科教學(xué)成效提升的途徑探索

天津市寶坻區(qū)第八中學(xué) 張建新

伴隨著信息技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新，許多新的技術(shù)不斷涌現(xiàn)，并在教育領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，為教育帶來(lái)了更多的可能性。電子白板、遠(yuǎn)程課堂以及相關(guān)信息技術(shù)的運(yùn)用極大地推動(dòng)了中小學(xué)教育教學(xué)改革進(jìn)程。物理是許多科學(xué)研究的基礎(chǔ)，學(xué)生學(xué)好物理尤為重要。在當(dāng)今“雙減”政策背景下，教師不應(yīng)局限于原有的教育模式，而應(yīng)充分利用時(shí)代帶來(lái)的機(jī)遇，與時(shí)俱進(jìn)，積極適應(yīng)信息技術(shù)的發(fā)展，努力提高自身的信息化能力，將信息技術(shù)與物理學(xué)科的特點(diǎn)相結(jié)合，為學(xué)生開(kāi)辟出一條減負(fù)增效的物理學(xué)習(xí)之路。

一、信息技術(shù)對(duì)優(yōu)化初中物理教學(xué)的賦能作用

1.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

多媒體教學(xué)具有直觀性與動(dòng)態(tài)性的優(yōu)點(diǎn)。圖片和視頻的應(yīng)用可以通過(guò)直觀的方式將物理知識(shí)展示出來(lái)。這種方式比傳統(tǒng)老式的教學(xué)方式更容易被學(xué)生接受，可以直接表達(dá)一些物理情境，呈現(xiàn)生動(dòng)、有趣、形象的學(xué)習(xí)內(nèi)容，特別是進(jìn)入信息化時(shí)代后，多媒體形式更加的豐富。抽象的知識(shí)點(diǎn)可以轉(zhuǎn)化為具體的物理情境，學(xué)生更容易直接接受，媒體性與互動(dòng)性的加強(qiáng)特別適合初中學(xué)生，彌補(bǔ)了學(xué)生難以在頭腦中呈現(xiàn)復(fù)雜物理過(guò)程這一不足。

2.突出學(xué)生主體地位。

教師將多媒體技術(shù)應(yīng)用于課堂教學(xué)的方式多種多樣，例如，可以通過(guò)展示與知識(shí)點(diǎn)有關(guān)的圖片、視頻、文字激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望或針對(duì)知識(shí)點(diǎn)制作一節(jié)或幾節(jié)微課來(lái)豐富學(xué)生的可學(xué)習(xí)資源，并可以利用計(jì)算機(jī)創(chuàng)造生動(dòng)直觀的物理場(chǎng)景供學(xué)生思考。教師只需要從側(cè)面進(jìn)行指導(dǎo)，拋磚引玉，為學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，給學(xué)生留足發(fā)揮主觀能動(dòng)性的空間。

3.促進(jìn)學(xué)生知識(shí)體系建構(gòu)。

物理是一門(mén)典型的自然學(xué)科，其強(qiáng)邏輯性要求學(xué)生具有較強(qiáng)的思維發(fā)散能力和知識(shí)整合能力，因?yàn)槠渲泻芏嘀R(shí)點(diǎn)是內(nèi)在關(guān)聯(lián)的。過(guò)去，在物理教學(xué)中，學(xué)生建構(gòu)自己的知識(shí)體系往往非常困難。并不是每個(gè)學(xué)生都能夠自主或者在老師的引導(dǎo)下完成構(gòu)建思維導(dǎo)圖的任務(wù)，從而將所學(xué)的知識(shí)構(gòu)建成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。多媒體信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用可以不斷挖掘出更多與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的新知識(shí)和新方法。這不僅豐富了學(xué)生的知識(shí)體系，而且培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究的能力。在構(gòu)建過(guò)程中，學(xué)生的知識(shí)廣度不斷拓展，認(rèn)知結(jié)構(gòu)也可以隨時(shí)展現(xiàn)。

二、信息技術(shù)賦能初中物理教學(xué)的途徑

1.信息技術(shù)助力課堂環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)“熒幕化”。

信息技術(shù)可以應(yīng)用于初中物理教學(xué)活動(dòng)的方方面面。課堂導(dǎo)入是一堂課的開(kāi)始。好的導(dǎo)入可以迅速抓住學(xué)生的“眼球”，使其注意力迅速集中。在學(xué)習(xí)《牛頓第一定律》的內(nèi)容時(shí)有很多教師會(huì)采取創(chuàng)設(shè)情境然后設(shè)問(wèn)的形式引起學(xué)生的思考。例如：用一輛小車(chē)從斜面上靜止滑下。同學(xué)們會(huì)發(fā)現(xiàn)小車(chē)到達(dá)水平面時(shí)可以滑出很遠(yuǎn)的距離，老師會(huì)把小車(chē)翻過(guò)來(lái)用車(chē)頂沒(méi)有輪子的面接觸斜面再次下滑，同學(xué)們會(huì)發(fā)現(xiàn)小車(chē)滑到水平面時(shí)滑行距離明顯變短。老師會(huì)讓同學(xué)們思考“物體運(yùn)動(dòng)是否需要力來(lái)維持的問(wèn)題”，但在實(shí)際教學(xué)中普遍存在的問(wèn)題就是老師演示的內(nèi)容只有靠前的同學(xué)能看清，而座位靠后的同學(xué)大多都不能夠看清老師演示的內(nèi)容，所以這個(gè)演示很難達(dá)到我們的預(yù)期目的。如果應(yīng)用信息技術(shù)可以把這段內(nèi)容制作成一節(jié)或者幾節(jié)微課，在導(dǎo)入時(shí)利用多媒體課件以視頻的形式把這個(gè)場(chǎng)景播放出來(lái)那么每位同學(xué)都能夠看清演示過(guò)程?；蛘咭部梢岳檬殖制桨咫娔X通過(guò)學(xué)校的局域網(wǎng)連接電腦屏幕，在老師演示過(guò)程中通過(guò)鏡頭的調(diào)焦特寫(xiě)出演示的情境，如此便能達(dá)到預(yù)先設(shè)置的演示目的。

2.信息技術(shù)促使實(shí)驗(yàn)效果實(shí)現(xiàn)“直觀化”。

受初中物理實(shí)驗(yàn)室條件限制的一些實(shí)驗(yàn)不適合我們?cè)谡n堂上演示，例如“托里拆利實(shí)驗(yàn)”。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)用到大量水銀。有的中學(xué)實(shí)驗(yàn)室并不能滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)的要求，而且在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中水銀會(huì)揮發(fā)，吸入汞蒸氣對(duì)人體有害。所以很多老師會(huì)通過(guò)講課的方式來(lái)處理這部分內(nèi)容，但是講授法無(wú)法將形象生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程展現(xiàn)給同學(xué)們，信息技術(shù)的應(yīng)用可以幫助我們克服這個(gè)困難。在課堂教學(xué)的課件中插入這個(gè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)視頻，更加直觀地給學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程克服了現(xiàn)有條件的束縛，也會(huì)避免枯燥授課，讓學(xué)生直觀接受知識(shí)。也可以采用近景照相的方式，放大照片讓學(xué)生觀察一下水銀柱上表面是呈凸起狀，實(shí)現(xiàn)超越實(shí)驗(yàn)現(xiàn)有條件。

3.信息技術(shù)促進(jìn)課堂教學(xué)實(shí)現(xiàn)“高效化”。

高效學(xué)習(xí)、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程對(duì)于學(xué)生至關(guān)重要。但由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，有些實(shí)驗(yàn)周期太過(guò)漫長(zhǎng)，持續(xù)時(shí)間太長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不夠明顯，甚至一節(jié)課或幾節(jié)課都不能展示完整的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。因此教師可以借助信息技術(shù)模擬真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，從而解決教學(xué)中的實(shí)際問(wèn)題。比如初中物理教材中提及的“硫酸銅溶液遇水的實(shí)驗(yàn)”，由于在清水的下方注入硫酸銅溶液所會(huì)發(fā)生的分子擴(kuò)散現(xiàn)象需要幾天才能完成，顯然不適宜在課堂上完成完整的實(shí)驗(yàn)過(guò)程的觀察。此時(shí)教師可以借助信息技術(shù)，將事先拍攝好的實(shí)驗(yàn)全程通過(guò)快進(jìn)的方式播放給全體學(xué)生觀看。如此一來(lái)，通過(guò)信息技術(shù)與初中物理教學(xué)的整合能夠有效地解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)問(wèn)題，利用多媒體技術(shù)演示模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程有助于引導(dǎo)學(xué)生多方位觀察物理實(shí)驗(yàn)，提高初中生的物理學(xué)習(xí)能力。相同實(shí)驗(yàn)原理的固體擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)周期更長(zhǎng)，也可采用同樣方法進(jìn)行，極大地縮短了學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容的周期，在時(shí)間上豐富了我們的課堂容量。

4.信息動(dòng)畫(huà)引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)“精確化”。

初中物理教學(xué)中有很多實(shí)驗(yàn)，由于操作不當(dāng)或?qū)嶋H情況，不能顯示出具體生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)效果。例如，測(cè)鹽水密度時(shí)很容易因?yàn)槭雏}溶解度問(wèn)題或者天平和量筒精確度問(wèn)題導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到預(yù)期結(jié)果，測(cè)出的鹽水密度有時(shí)甚至?xí)∮谒拿芏?。可以采用?dòng)畫(huà)的模式呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，精確度無(wú)誤且可以超脫現(xiàn)有器材的限制。還有的內(nèi)容因?yàn)椴僮鬟^(guò)程中可能要解釋清楚需要超越初中范圍的內(nèi)容。例如：測(cè)量滑動(dòng)摩擦力大小的實(shí)驗(yàn)。為改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，可以改拉動(dòng)小木塊為把小木塊固定在墻壁上，向外拉動(dòng)小木塊小的長(zhǎng)木板。但在實(shí)體操作過(guò)程中，如果通過(guò)實(shí)物投影近景展示給同學(xué)們，在拉動(dòng)木板過(guò)程中一旦力度掌握不好又沒(méi)有電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)。一旦出現(xiàn)頓挫，連接小木塊的彈簧測(cè)力計(jì)會(huì)出現(xiàn)明顯的示數(shù)變大，這是因?yàn)轭D挫瞬間最大靜摩擦力大于滑動(dòng)摩擦力所導(dǎo)致的。但為了與學(xué)段相契合，教師最好不要給學(xué)生從這方面解釋。所以把此實(shí)驗(yàn)做成動(dòng)畫(huà)模式呈現(xiàn)可以使實(shí)驗(yàn)的精確度提高。學(xué)生可以很好的接受這部分內(nèi)容又不會(huì)導(dǎo)致不必要的疑問(wèn)。然后根據(jù)以上的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，最終我們就得到了“影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”的一整套探究實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫(huà)。

圖1 “影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

按照實(shí)驗(yàn)要求完成探究，我們最后可以在電腦上得到相關(guān)數(shù)據(jù)。

圖2 “影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

學(xué)生在繪制好的表格中整理收集好的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)控制變量法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，就能比較容易地得出以下結(jié)論：滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小、接觸面粗糙程度有關(guān)，壓力越大，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大。

5.信息技術(shù)利于教學(xué)重難點(diǎn)突破。

（1）動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)思維過(guò)程，擊破學(xué)生思維難點(diǎn)。

物理學(xué)科的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間是有邏輯聯(lián)系的。物理學(xué)科在中考的難點(diǎn)和重點(diǎn)是考查學(xué)生思維能力的練習(xí)。在給學(xué)生講解這部分練習(xí)的過(guò)程中，老師往往會(huì)覺(jué)得單純枯燥的口頭敘述會(huì)很無(wú)力。而且單一的講授學(xué)生很難理解。因?yàn)閷W(xué)生很難利用這些零散的知識(shí)在腦海中呈現(xiàn)出一個(gè)立體的、動(dòng)態(tài)的物理過(guò)程。例如：浮力問(wèn)題中液面升降問(wèn)題。

圖3 浮力問(wèn)題中液面升降問(wèn)題

冰塊漂浮在水面上，隨著冰塊融化燒杯中的水面如何變化。此類(lèi)問(wèn)題單純講解告訴學(xué)生液面不會(huì)有升降，記住簡(jiǎn)單但理解起來(lái)有困難。如果利用信息技術(shù)把它做成動(dòng)態(tài)的演示過(guò)程，冰融化成水后質(zhì)量保持不變而漂浮的冰浮力等于自身重力，根據(jù)阿基米德原理融化完的水恰好占據(jù)了圖中陰影部分區(qū)域，故液面不會(huì)上升或者下降仍處在原位置。這樣直觀的呈現(xiàn)易于學(xué)生理解。

（2）多樣化呈現(xiàn)物理過(guò)程，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。

在教學(xué)過(guò)程中，物理知識(shí)的講解與實(shí)驗(yàn)過(guò)程受到很多因素的制約，比如體積大小、溫度、氣味等。這些變量不利于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直觀呈現(xiàn)。如果繼續(xù)單獨(dú)使用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，學(xué)生就不能清晰明了地了解物理過(guò)程。因此，在教學(xué)過(guò)程中，教師要將傳統(tǒng)教學(xué)與信息技術(shù)相結(jié)合，使用多媒體技術(shù)展現(xiàn)傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)身臨其境般的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知水平的提升。譬如，在學(xué)習(xí)“水的沸騰”這部分內(nèi)容時(shí)，水沸騰有一系列的現(xiàn)象。學(xué)生雖對(duì)這種現(xiàn)象有一定的理解，但對(duì)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)沒(méi)有清楚的認(rèn)識(shí)，更不能規(guī)范地表達(dá)出來(lái)。因此，教師可以借助信息技術(shù)來(lái)模擬水溫從常溫到達(dá)沸點(diǎn)的全部過(guò)程，水聲用音效呈現(xiàn)，水蒸氣用顏色呈現(xiàn)，使學(xué)生直觀感受到整個(gè)過(guò)程中水的變化，從杯底出現(xiàn)氣泡到氣泡變大上升，并在上升過(guò)程中變小直至最后氣泡上升并變大在水面破裂，水蒸氣散發(fā)在空氣中水由液態(tài)汽化成氣態(tài)的水蒸氣這一過(guò)程。

三、分析與展望

1.教師要更新自身教學(xué)觀念。

在備授課過(guò)程中，老師們要與時(shí)俱進(jìn)，創(chuàng)新教育理念，不斷完善自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)，從而促進(jìn)信息技術(shù)與初中物理課堂的深度融合。在學(xué)習(xí)了解了更先進(jìn)的信息化教學(xué)理念后，教師可以根據(jù)學(xué)生的情況將相關(guān)信息技術(shù)融入課堂教學(xué)，并根據(jù)實(shí)際教學(xué)效果不斷調(diào)整優(yōu)化，持續(xù)地用理論聯(lián)系實(shí)際，用理論帶動(dòng)實(shí)踐，進(jìn)而在實(shí)踐過(guò)程中不斷豐富理論。教師要體驗(yàn)信息技術(shù)的樂(lè)趣和有效性，促進(jìn)自身教育觀念的轉(zhuǎn)變。同時(shí)，積極參與相關(guān)信息技術(shù)與課堂教學(xué)融合的競(jìng)賽，展示自己的教育教學(xué)理念和信息化專(zhuān)業(yè)水平。

2.課堂教學(xué)要分清主次，把握好節(jié)奏。

教師要基于教學(xué)內(nèi)容選擇適應(yīng)性最高、有利于學(xué)生注意力聚焦的教學(xué)方法，不應(yīng)一味追求教學(xué)手段的新穎而忽視教學(xué)的本質(zhì)。信息技術(shù)在教學(xué)中的運(yùn)用是十分靈活的，這就要求教師要正確把握教學(xué)節(jié)奏，合理利用信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。教師要在教學(xué)中融入信息化，充分調(diào)動(dòng)每個(gè)學(xué)生的興趣愛(ài)好，并設(shè)置好信息技術(shù)的使用環(huán)節(jié)，充分激發(fā)每個(gè)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。比如備課時(shí)，教師可以根據(jù)教材列出教學(xué)大綱，并根據(jù)教學(xué)大綱利用互聯(lián)網(wǎng)查找教學(xué)資源，避免浪費(fèi)時(shí)間，忽視關(guān)鍵內(nèi)容。在教學(xué)的過(guò)程中，不應(yīng)一味地按照原始課件開(kāi)展教學(xué)，可以結(jié)合學(xué)生對(duì)知識(shí)的吸收能力，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適度的調(diào)整，從而更好地把握課堂的教學(xué)節(jié)奏。

3.學(xué)校要積極構(gòu)建信息化教學(xué)環(huán)境。

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，建立信息化教學(xué)環(huán)境可以大大提高教育教學(xué)質(zhì)量。相關(guān)教育行政部門(mén)和學(xué)校要及時(shí)關(guān)注教育設(shè)備和技術(shù)，根據(jù)本地區(qū)、本校實(shí)際情況進(jìn)行配置和優(yōu)化，為信息化教學(xué)的深入發(fā)展奠定基礎(chǔ)。學(xué)校要注重信息化教學(xué)所需的各項(xiàng)教學(xué)硬軟件設(shè)備的更新迭代，定期對(duì)教師進(jìn)行信息化培訓(xùn)，使其掌握相應(yīng)的教學(xué)技能，同時(shí)提升教師的教育理念，使其形成更加完善的思想體系，促進(jìn)信息技術(shù)與物理課堂的有效融合。

隨著“雙減”工作的持續(xù)深入推進(jìn)和信息技術(shù)的不斷迭代與創(chuàng)新，信息化教學(xué)將愈發(fā)凸顯其他教學(xué)手段所不能比擬的實(shí)用性和可操作性。在初中物理教學(xué)中，教師要結(jié)合教育教學(xué)實(shí)際，選擇恰當(dāng)?shù)男畔⒓夹g(shù)和教學(xué)手段，為學(xué)生物理學(xué)習(xí)的減負(fù)增效添磚加瓦。