信息技術(shù)與初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效融合

劉德華

教育部《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》提出，到2022年基本實(shí)現(xiàn)“三全兩高一大”的發(fā)展目標(biāo)。本文從初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化理念、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與信息技術(shù)融合的意義、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化提升思路等幾個(gè)方面論述了教育信息化2.0環(huán)境下，如何更好地借助信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新轉(zhuǎn)變。2018年4月13日，教育部發(fā)布的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，首次提出“教育信息化2.0”這一教學(xué)計(jì)劃，教育信息化從1.0時(shí)代邁入2.0時(shí)代，是對(duì)教育信息化的一次升級(jí)與創(chuàng)新，是在教育信息化歷史成就基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的新跨越，是順應(yīng)智能環(huán)境下教育發(fā)展的必然選擇。

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為本的自然科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以將抽象的物理知識(shí)具體化、形象化，幫助學(xué)生快速理解課堂上晦澀難懂的物理知識(shí)，在初中物理教學(xué)中起著重要作用。教育信息化通過(guò)在教育教學(xué)中融入現(xiàn)代信息技術(shù)，為教育教學(xué)提供了多樣化的信息展現(xiàn)形式。

一、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

隨著教育信息化2.0時(shí)代的到來(lái)，傳統(tǒng)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題及面臨的困境逐步顯現(xiàn)，主要表現(xiàn)在缺乏正確的現(xiàn)代化教學(xué)理念、沒(méi)有突出學(xué)生在課堂上的主體地位、教學(xué)信息化應(yīng)用水平不高等方面。[1]

（一）部分教師對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏正確的現(xiàn)代化教學(xué)理念

受我國(guó)應(yīng)試教育體制影響，部分教師缺乏對(duì)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的正確認(rèn)知，重理論，輕實(shí)驗(yàn)，重知識(shí)學(xué)習(xí)，輕過(guò)程探究，片面追求學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握，忽略對(duì)學(xué)生觀察能力、動(dòng)手能力、探索能力、創(chuàng)新能力、合作精神等方面的培養(yǎng)，原本拓展激發(fā)學(xué)生物理思維火花的實(shí)驗(yàn)變成了枯燥無(wú)味的理論講述，極大地限制了學(xué)生物理思維能力的養(yǎng)成。

（二）傳統(tǒng)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)沒(méi)有以“學(xué)生”為主體

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以教師“講”、學(xué)生“聽(tīng)”為主，輔助以少量的演示實(shí)驗(yàn)，大部分學(xué)生缺乏主動(dòng)思考，按照老師講的步驟被動(dòng)操作，得到既定的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，匆匆了事，沒(méi)有達(dá)到實(shí)驗(yàn)的真正目的，嚴(yán)重限制了學(xué)生創(chuàng)新思維能力的發(fā)展，沒(méi)有發(fā)揮學(xué)生應(yīng)有的主體作用。

（三）傳統(tǒng)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化應(yīng)用水平不高

初中物理實(shí)驗(yàn)是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和探索熱情的有效渠道之一，但當(dāng)前初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)未能充分發(fā)揮信息技術(shù)的支撐作用。

一方面部分教師自身信息素養(yǎng)不足，在課堂上并未靈活運(yùn)用信息技術(shù)提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。另一方面部分教師為了活躍課堂氣氛，吸引學(xué)生的注意力，沒(méi)有注重實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與信息技術(shù)的有效融合，只是播放一些有趣的實(shí)驗(yàn)視頻或者名人故事，學(xué)生較少親自動(dòng)手嘗試。這樣的信息化教學(xué)看似課堂活躍，但實(shí)際上偏離了教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生不能真正理解實(shí)驗(yàn)原理，也不能發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)里蘊(yùn)藏的物理規(guī)律，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和探究能力。

二、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化理念

（一）信息技術(shù)只是教學(xué)的輔助手段

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一項(xiàng)師生互動(dòng)的雙邊活動(dòng)，任何先進(jìn)的技術(shù)都無(wú)法取代教師的創(chuàng)新力、影響力及示范引領(lǐng)作用。不論是人工智能技術(shù)還是其他先進(jìn)的信息技術(shù)，它們僅僅是提升物理教學(xué)課堂效率的手段之一。教育信息化2.0時(shí)代，教師與學(xué)生要形成一種新型的學(xué)習(xí)伙伴關(guān)系，我們要為師生構(gòu)建學(xué)習(xí)的共同體，在共同體當(dāng)中，信息技術(shù)作為輔助手段，教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的組織者，學(xué)生作為課堂教學(xué)的主體，通過(guò)教師引導(dǎo)、師生互動(dòng)、學(xué)生合作，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

（二）量力而行，不要為了信息化而信息化

教育信息化要量力而行，有多少錢使多少力，不要一味追求眾多高端的硬件設(shè)備、資源網(wǎng)站和智慧軟件平臺(tái)的全覆蓋。教育信息化需要結(jié)合學(xué)校的實(shí)際情況，研究其必要性、契合度，提高其精準(zhǔn)度，不能讓師生成為信息技術(shù)的奴隸，要讓其成為師生的助力器。

三、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與信息技術(shù)融合的意義

信息化教學(xué)已經(jīng)成為當(dāng)前教育改革的熱點(diǎn)，物理實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)最重要的手段之一。初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與信息技術(shù)相融合，運(yùn)用信息技術(shù)直觀性、生動(dòng)性、跨越時(shí)空的數(shù)字化模擬功能，實(shí)現(xiàn)微觀放大、宏觀縮小、瞬間變慢，解決現(xiàn)實(shí)條件下難以直接操作實(shí)驗(yàn)的教學(xué)問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生更便捷、高效地獲取物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)，提高教師課堂教學(xué)效率，提升師生信息化素養(yǎng)，助推教育信息化建設(shè)。[2]

四、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化提升思路

（一）借助豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，設(shè)計(jì)優(yōu)質(zhì)的教學(xué)課件

教師要根據(jù)教學(xué)的需要及時(shí)更新和優(yōu)化知識(shí)儲(chǔ)備、知識(shí)結(jié)構(gòu)?；ヂ?lián)網(wǎng)2.0時(shí)代，再加上大數(shù)據(jù)的廣泛應(yīng)用，教師可以輕松地通過(guò)各種網(wǎng)站獲取課堂所需的物理教學(xué)資源，如電子課件、電子教案、3D資源、微課等，教師從中篩選適合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)資源，運(yùn)用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。教師根據(jù)學(xué)生的需求、學(xué)習(xí)目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)以及實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的重難點(diǎn)、注意事項(xiàng)，自主設(shè)計(jì)適合本次課堂的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件，并提前發(fā)放給學(xué)生，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行良好的課前預(yù)習(xí)，有針對(duì)性地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)物理的效率。

（二）借助動(dòng)畫(huà)演示技術(shù)，模擬物理實(shí)驗(yàn)情景

物理實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和解決問(wèn)題的能力。動(dòng)畫(huà)演示技術(shù)可以模擬真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)情景，將抽象的物理概念、物理規(guī)律轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w的、可衡量的、可重復(fù)再現(xiàn)的物理模型，如教師在講解電流、電壓時(shí)，借助動(dòng)畫(huà)技術(shù)，可以將抽象的電流、電壓類比為形象化的水流、水壓，將電流受阻類比為水流受阻，這樣原本看不見(jiàn)摸不著的電流、電壓就變得形象化、可感化，便于學(xué)生理解和消化實(shí)驗(yàn)知識(shí)，促使學(xué)生更透徹、更深刻地理解和掌握物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)。[3]同時(shí)直觀的動(dòng)畫(huà)演示技術(shù)，讓學(xué)生猶如“身臨其境”，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

另外，一些不易現(xiàn)場(chǎng)操作或儀器短缺的實(shí)驗(yàn)，借助動(dòng)畫(huà)演示技術(shù)模擬完成，也可以達(dá)到和現(xiàn)場(chǎng)操作實(shí)驗(yàn)一樣的學(xué)習(xí)效果。

（三）將微課應(yīng)用于初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及、教育信息化2.0的推進(jìn)，微課作為一種新型教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生，作為傳統(tǒng)課堂的補(bǔ)充和延伸，教師越來(lái)越普遍地將微課應(yīng)用于初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。

教師借助微課開(kāi)展教學(xué)，將自己從反復(fù)操作實(shí)驗(yàn)的重復(fù)勞動(dòng)中解放出來(lái)，走下講臺(tái)，融入學(xué)生群體，和學(xué)生一起探討問(wèn)題。整個(gè)過(guò)程中，教師從一個(gè)單純的知識(shí)講授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者和合作者，拉近了與學(xué)生的距離，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，促進(jìn)學(xué)生更好地學(xué)習(xí)。[4]

實(shí)驗(yàn)微課作為傳統(tǒng)教學(xué)的線上拓展形式，還為學(xué)生提供了豐富的共享學(xué)習(xí)資源，教師提前將微課件放入班級(jí)公共資源平臺(tái)供學(xué)生下載，引導(dǎo)學(xué)生課前預(yù)習(xí)、自主學(xué)習(xí)，學(xué)生如果在課堂上對(duì)實(shí)驗(yàn)理解得不夠透徹，可通過(guò)手機(jī)、平板、電腦等終端設(shè)備進(jìn)行二次觀看學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生的課后復(fù)習(xí)。

（四）將AR/VR技術(shù)引進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

教育部發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱《意見(jiàn)》）中提到，要拓展創(chuàng)新，不斷將科技前沿知識(shí)和最新技術(shù)成果融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，豐富內(nèi)容，改進(jìn)方式;強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐操作、情境體驗(yàn)、探索求知、親身感悟和創(chuàng)新創(chuàng)造，著力提升學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手實(shí)踐能力、創(chuàng)造性思維能力和團(tuán)隊(duì)合作能力，培育學(xué)生的興趣愛(ài)好、創(chuàng)新精神、科學(xué)素養(yǎng)和意志品質(zhì)。[5]

借用AR/VR技術(shù)，打破傳統(tǒng)枯燥的“被動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)”，創(chuàng)建一個(gè)逼真的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境。老師可以重點(diǎn)模擬一些重要的但在目前條件下不能做或不方便做的實(shí)驗(yàn)，將枯燥的物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)變成觸手可及的虛擬現(xiàn)實(shí)影像，彌補(bǔ)常規(guī)實(shí)驗(yàn)的不足，提高實(shí)驗(yàn)的演示效果，幫助學(xué)生想象、理解，讓學(xué)生深度吸收轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

（五）信息技術(shù)要與傳統(tǒng)教學(xué)方式有機(jī)結(jié)合

信息技術(shù)是增加教師教學(xué)吸引力和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有效手段，但其只是教師教學(xué)的輔助手段，不能完全取代師生課堂的實(shí)驗(yàn)操作。傳統(tǒng)教學(xué)手段雖然有諸多弊端，但其中仍有可以汲取的優(yōu)秀成果。初中物理教師要善于總結(jié)傳統(tǒng)教學(xué)中的優(yōu)秀教學(xué)理念、教學(xué)方法，并與信息技術(shù)有機(jī)融合，幫助學(xué)生有效地完成知識(shí)體系的構(gòu)建及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，打造高效課堂，提升教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)和信息技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)。比如，教師在開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，可以先讓學(xué)生自己布置實(shí)驗(yàn)器具、觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程、撰寫實(shí)驗(yàn)小結(jié)，教師在做實(shí)驗(yàn)總結(jié)時(shí)，再通過(guò)微視頻、動(dòng)畫(huà)等多媒體形式將實(shí)驗(yàn)過(guò)程展現(xiàn)出來(lái)，幫助學(xué)生再次理解知識(shí)點(diǎn)，鞏固所學(xué)知識(shí)。

五、小結(jié)

綜上所述，信息技術(shù)與初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效融合，不僅可以解決物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的客觀難題，如實(shí)驗(yàn)所需理想條件的設(shè)定，還可以將抽象的物理實(shí)驗(yàn)直觀化、形象化，提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的生動(dòng)性和物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，加快推進(jìn)教育信息化的落地，對(duì)教育改革做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭智偉.教育信息化2.0時(shí)代提高初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的策略：以蘇科版八年級(jí)物理“凸透鏡成像的規(guī)律”教學(xué)為例[J].物理通報(bào)，2020（9）.

[2]強(qiáng)桂平.淺談信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合的優(yōu)勢(shì)[J].都市家教（下半月），2014（4）.

[3]吳蘭岸.基于PPT技術(shù)的物理實(shí)驗(yàn)演示動(dòng)畫(huà)的創(chuàng)設(shè)[J].廣西教育，2012（7）.

[4]李豆豆，蔡旻君，蘆萍萍，等.影子教學(xué)：將教師解放出來(lái)：微課應(yīng)用于初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的敘事研究[J].數(shù)字教育，2016（5）.

[5]中華人民共和國(guó)教育部.關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見(jiàn)[Z]，2019-11-20.