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

柳亞洲

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，已全面滲透在我們的學(xué)習(xí)與工作中。信息技術(shù)不僅能作為一種教學(xué)的工具，使課程教學(xué)更加生動(dòng)化，同時(shí)能作為一種學(xué)習(xí)的工具，豐富學(xué)生學(xué)習(xí)的手段，提高學(xué)科趣味性，尤其是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，一些較難理解或者不好講述的知識(shí)點(diǎn)可以利用信息技術(shù)視頻、圖片進(jìn)行教授，實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)、含義以及實(shí)驗(yàn)的基本細(xì)節(jié)都會(huì)變得清晰簡潔，能有效實(shí)現(xiàn)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的良好運(yùn)行。在此基礎(chǔ)上，本文以北師大初中物理實(shí)驗(yàn)教材為例，探究了信息技術(shù)與初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)融合的基本方式。

一、新課程標(biāo)準(zhǔn)改革下初中物理教學(xué)的相關(guān)特點(diǎn)

伴隨著新課程改革標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步施行，當(dāng)前國家對(duì)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)提出了相應(yīng)的新要求，其要求教師能更注重對(duì)學(xué)生觀察能力的相關(guān)培養(yǎng)，把握學(xué)生的青春期階段特性，幫助其更好地認(rèn)知事物原理，進(jìn)而更全面地了解課程中的教學(xué)內(nèi)容。因?yàn)楫?dāng)前初中生其自身會(huì)相對(duì)缺乏認(rèn)知事物的能力，難以全面地認(rèn)識(shí)到物理課程中所講述的知識(shí)點(diǎn)，這就導(dǎo)致其在課程學(xué)習(xí)中，往往會(huì)出現(xiàn)片面化學(xué)習(xí)認(rèn)知的問題。那么教師在針對(duì)這一方面問題對(duì)學(xué)生展開教學(xué)時(shí)，應(yīng)該考慮這方面因素，進(jìn)而將原本較為抽象的物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)楦泳呦蠡膶?shí)驗(yàn)內(nèi)容。而信息技術(shù)手段的提出與應(yīng)用，恰好能幫助教師緩解這部分教學(xué)中存在的問題，所以教師在開展課程時(shí)，可以對(duì)這部分教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的信息化處理，用以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，強(qiáng)化他們對(duì)知識(shí)的認(rèn)知。

二、當(dāng)前我國初中物理相關(guān)教學(xué)中所存在的不足

教師在當(dāng)前新課程改革標(biāo)準(zhǔn)下，對(duì)初中物理教學(xué)的相關(guān)特點(diǎn)擁有初步了解后，應(yīng)該對(duì)課程的開展?fàn)顩r進(jìn)行相應(yīng)的反思，認(rèn)識(shí)到課程的開展中存在的不足，進(jìn)而對(duì)其加以革新，以保證課程的開展更具實(shí)效性。

（一）教師教學(xué)觀念陳舊，學(xué)生主觀能動(dòng)性難以發(fā)揮

當(dāng)前課程開展的整體狀況中，最突出的一項(xiàng)問題在于教師的教學(xué)觀念相對(duì)陳舊，仍然有大部分教師受傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響，更多地將自己放在課程中的主體地位，導(dǎo)致大多數(shù)學(xué)生在課程中難以發(fā)揮出自身的主觀能動(dòng)性，因而學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)也會(huì)受到相應(yīng)的制約。而且還有部分教師沒有正確認(rèn)識(shí)到新課標(biāo)對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)的要求，也沒有充分結(jié)合當(dāng)前中學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律展開教學(xué)，忽視了學(xué)生在課程中占據(jù)主體地位的重要性這一問題。在這樣的觀念的影響下，學(xué)生的自身綜合能力難以得到全面提升。

（二）課程缺乏師生互動(dòng)，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

課堂上師生間的交流與溝通相對(duì)較少，這也是導(dǎo)致學(xué)生難以調(diào)動(dòng)自身學(xué)習(xí)興趣、課堂教學(xué)的質(zhì)量與效率難以得到全面提升的重要原因之一。因?yàn)槲锢斫虒W(xué)其本身是存在著一定程度上的實(shí)踐性質(zhì)的，大部分學(xué)科知識(shí)點(diǎn)都是由實(shí)踐而得出，但在當(dāng)前大部分的教學(xué)課程中，教師與學(xué)生之間的交流與溝通都相對(duì)較少，這就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生難以全面理解實(shí)踐內(nèi)容，進(jìn)而使其自身的學(xué)習(xí)興趣有所下降。

三、信息技術(shù)環(huán)境在開展初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程

（一）明確傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程與信息技術(shù)輔助物理實(shí)驗(yàn)課程的主要區(qū)別

傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)課程的基本過程是教師對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行簡單的介紹，同時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)中的重點(diǎn)物理知識(shí)進(jìn)行初步的講解，而在講解的知識(shí)基礎(chǔ)上，要求學(xué)生能記住這些知識(shí)點(diǎn)。一般來說，學(xué)生往往采用死記硬背的方式對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行記憶。而在知識(shí)點(diǎn)掌握的基礎(chǔ)上，學(xué)生按照教師給予的實(shí)驗(yàn)類型采用機(jī)械的方式完成實(shí)驗(yàn)過程。當(dāng)前利用信息技術(shù)手段輔助物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程能有效地培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，具體表現(xiàn)為提高學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)課程的信息搜索能力、探究能力以及實(shí)踐動(dòng)手的能力。初中物理實(shí)驗(yàn)過程往往展現(xiàn)了一些自然現(xiàn)象，而通過對(duì)實(shí)驗(yàn)的過程，首先可以加強(qiáng)學(xué)生的記憶力，將生活和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行聯(lián)系。培養(yǎng)物理學(xué)習(xí)思維。為高中階段更高難度的物理學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

（二）信息技術(shù)環(huán)境下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探究

初中物理課程的學(xué)習(xí)不僅需要學(xué)生具備物理學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)，還需要具備良好的邏輯思維能力。所謂物理學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)，主要是通過其他課程或者物理課程的學(xué)習(xí)掌握物理學(xué)習(xí)的方法以及策略。而物理的邏輯思維能力，主要與學(xué)生的智力水平等相關(guān)，通過教學(xué)可以提高學(xué)生的智力水平以及物理邏輯思維能力。所以在信息技術(shù)的環(huán)境下，教師必須制定完整的教學(xué)路線，以提高學(xué)生的物理邏輯思維能力，而在不斷多次教學(xué)引導(dǎo)后，有效地積累物理學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，在物理教學(xué)的過程中，包含理論課程的教學(xué)以及實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本特點(diǎn)和要求，教師可以制定如下的教學(xué)路線：物理現(xiàn)象—提出問題—實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)—結(jié)果觀察—問題分析—總結(jié)結(jié)論，這是一條學(xué)習(xí)以及探究的路線，能幫助學(xué)生有效地實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)課程的高效學(xué)習(xí)。下面將進(jìn)行具體解釋。

1.物理現(xiàn)象。對(duì)物理實(shí)驗(yàn)課程來說，往往一個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包含一個(gè)物理現(xiàn)象，闡釋一個(gè)物理規(guī)律。但是其實(shí)在生活中，具有相似物理規(guī)律以及物理知識(shí)的生活現(xiàn)象有很多。為了提高學(xué)生對(duì)生活中各種物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)和把握，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，應(yīng)該將相似以及相同的物理現(xiàn)象進(jìn)行歸納，以提高學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的認(rèn)知水平。以北師大版初中物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為例，在學(xué)習(xí)聲音傳播的過程中，利用信息技術(shù)手段，可以展示聲音在固體中的傳播現(xiàn)象，聲音在液體中的傳播現(xiàn)象，以及聲音在空氣以及真空中的傳播現(xiàn)象，還可以將不同介質(zhì)中的聲音傳播特點(diǎn)進(jìn)行比較，以發(fā)現(xiàn)其中的問題。而實(shí)際在實(shí)驗(yàn)的過程中，往往只用音叉和桌子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也就是僅僅展現(xiàn)了聲音在固體中的傳播。利用信息技術(shù)手段，可以有效地將與聲音傳播相關(guān)的相似的物理現(xiàn)象以及。規(guī)律進(jìn)行呈現(xiàn)，提高了學(xué)生對(duì)聲音傳播的認(rèn)識(shí)。

2.提出問題。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前信息的流通以及共享更加的快速。物理現(xiàn)象主要來源于自然以及生活，信息化的社會(huì)使信息快速在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳播。除此之外，各種自然現(xiàn)象也會(huì)在網(wǎng)絡(luò)中重現(xiàn)，物理現(xiàn)象作為一種特殊的信息，能被有效地傳播，因此，信息化的發(fā)展以及信息技術(shù)的運(yùn)用，促進(jìn)了物理現(xiàn)象的傳播。教師在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)課程上可以有效地搜集這些物理現(xiàn)象，這些有趣的物理現(xiàn)象呈現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)課堂上，激發(fā)了學(xué)生的好奇心。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生能根據(jù)這些物理現(xiàn)象提出相關(guān)的問題，所以提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)興趣和積極性。教師利用信息技術(shù)作為一種有效的工具，將這些物理現(xiàn)象呈現(xiàn)給學(xué)生，但是要想激發(fā)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的興趣，并且提出相關(guān)的問題，必須創(chuàng)設(shè)一定的生動(dòng)有序的情境。情景的設(shè)計(jì)一定要包含以往學(xué)習(xí)的知識(shí)，在此以此為基礎(chǔ)引出將要掌握的新知識(shí)。舊知識(shí)與新知識(shí)的碰撞，容易激發(fā)學(xué)生的探究欲望，并提出相關(guān)問題。以北師大初中物理實(shí)驗(yàn)課程為例，在學(xué)習(xí)“水的沸騰”這一個(gè)實(shí)驗(yàn)課題時(shí)，讓學(xué)生掌握了在常溫常壓下水分層的溫度以及基本的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上引出紙鍋燒水的內(nèi)容。而在這個(gè)過程中，學(xué)生會(huì)提問：“為什么紙容易燃燒，但是紙中包水就不易燃燒？”。

3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是教學(xué)過程中最重要的環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的好壞一定程度上影響了實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。因此，對(duì)教師和學(xué)生來說，必須運(yùn)用各種手段加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該盡可能地做到準(zhǔn)確以及全面。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過程中，教師要給予學(xué)生適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，讓他們通過自己的思考以及動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。當(dāng)然，在學(xué)生進(jìn)行自我實(shí)驗(yàn)的過程中，可以有效地利用各種信息技術(shù)手段搜集相關(guān)的信息，并設(shè)立完整的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)過程具有明顯的不同，在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)過程中，教師往往為學(xué)生固定了實(shí)驗(yàn)的過程。也就是說，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的主體是教師，而不是學(xué)生。這種方式降低了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的參與度，也不利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、動(dòng)手以及信息搜集的能力。當(dāng)前，在信息技術(shù)大環(huán)境下，學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)以及信息技術(shù)設(shè)備搜集信息，從而為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)奠定良好的基礎(chǔ)。根據(jù)收集的信息，學(xué)生可以針對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提出假設(shè)。物理的實(shí)驗(yàn)往往需要小組同學(xué)相互配合，通過對(duì)這些假設(shè)提出，小組同學(xué)之間可以進(jìn)行有效的交流和討論，從而保證實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程也展現(xiàn)了學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及實(shí)驗(yàn)知識(shí)的掌握程度。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程，中學(xué)生對(duì)不懂的物理知識(shí)或物理現(xiàn)象，需要進(jìn)一步思考和探究，從而提出一些猜想。

4.結(jié)果觀察以及問題分析。完成實(shí)驗(yàn)過程以及對(duì)結(jié)果進(jìn)行觀察和分析，也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié)，完成實(shí)驗(yàn)過程往往需要小組同學(xué)之間的配合。比如，采用常用的測量工具對(duì)物體進(jìn)行測量的過程中，需要兩個(gè)同學(xué)相互配合。其中一個(gè)學(xué)生準(zhǔn)備刻度尺、卷尺、游標(biāo)卡尺以及螺旋測微器進(jìn)行物體的測量，而另一個(gè)學(xué)生需要根據(jù)該同學(xué)測量的結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)的記錄，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。而在對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行記錄的過程中，為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有效性，應(yīng)該采用一些專業(yè)的軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行記錄。如果用Excel記錄，需要標(biāo)注每個(gè)數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的物體以及所采用的工具，而這些工具的使用，體現(xiàn)了信息技術(shù)在生物實(shí)驗(yàn)課程的應(yīng)用，同時(shí)，以表格為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)記錄方式，能有效地實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的共享，具體表現(xiàn)為每個(gè)小組的成員都能在短時(shí)間內(nèi)快速接收到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，有效地節(jié)省時(shí)間。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)的過程中，往往會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題，這些問題可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的失敗。學(xué)生如果經(jīng)過組內(nèi)的討論或是思考未能解決這些問題，可以通過信息技術(shù)手段搜集相關(guān)的現(xiàn)象，抓住導(dǎo)致該問題的根本原因。在此基礎(chǔ)上，教師也可以針對(duì)學(xué)生的問題提出相關(guān)的指導(dǎo)性意見，從而引導(dǎo)學(xué)生向著實(shí)驗(yàn)的正確方向進(jìn)行。當(dāng)然，教師在引導(dǎo)的過程中注意把握引導(dǎo)的限度，防止因?yàn)橐龑?dǎo)過度限制了學(xué)生的思維。在實(shí)驗(yàn)過程中，可能會(huì)出現(xiàn)各種各樣的結(jié)果。通過結(jié)果的觀察以及信息手段的分析，能提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)的深度，最終提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。

5.總結(jié)歸納。歸納總結(jié)是對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中所有的內(nèi)容、問題、結(jié)果等進(jìn)行總結(jié)，在此基礎(chǔ)上分析出最終的結(jié)論。歸納總結(jié)，可以實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)以及實(shí)驗(yàn)知識(shí)的有效結(jié)合，有助于培養(yǎng)學(xué)生的物理綜合素養(yǎng)。一般來說，學(xué)生可以在物理的理論課堂或者是生活中獲得物理的基本知識(shí)，在實(shí)驗(yàn)中通過親自動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)過程，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)。而在實(shí)驗(yàn)過程中，會(huì)遇到各種各樣的問題，對(duì)這些問題進(jìn)行分析的過程中，需要學(xué)生具備一些理論的基礎(chǔ)知識(shí)，最終實(shí)現(xiàn)理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論。而在這個(gè)過程中，教師可以利用有效的信息平臺(tái)，幫助學(xué)生進(jìn)行分析討論和歸納總結(jié)。比如，教師可以讓每個(gè)小組建立一個(gè)討論的平臺(tái)，往往是一些微信群或者是QQ群，讓他們進(jìn)行課下的自主討論和學(xué)習(xí)。除此之外，在進(jìn)行歸納總結(jié)的過程中，還會(huì)利用到信息技術(shù)工具，如利用Excel表格，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的基本計(jì)算。以北師大初中物理實(shí)驗(yàn)單元為例，在學(xué)習(xí)物體的質(zhì)量與體積的關(guān)系時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生能利用天平以及三角板測量出木塊、鐵塊以及鋁塊的質(zhì)量和體積。而這些數(shù)據(jù)可以記錄在Excel表格中，而對(duì)數(shù)據(jù)的分析和計(jì)算過程，可以利用一個(gè)Excel表格中的相除公式計(jì)算出物體的密度。同時(shí)可以對(duì)這些計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行分類與總結(jié)歸納出相同體積、不同質(zhì)量的物體其密度的大小變化。也可以比較不同物體質(zhì)量相同時(shí)，其體積的差異性。通過數(shù)據(jù)的歸納總結(jié)，學(xué)生可以有效地了解到物體的質(zhì)量、體積以及密度之間的關(guān)系，從而闡釋為什么相同體積的鐵塊以及木塊鐵塊的質(zhì)量較大，而木塊的質(zhì)量較小，主要原因是因?yàn)殍F塊的密度較大。

綜上所述，本文主要探究在信息技術(shù)環(huán)境下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程，同時(shí)指出，物理實(shí)驗(yàn)過程不僅需要學(xué)生具備一些物理的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)需要學(xué)生具有良好的邏輯思維能力。在此基礎(chǔ)上，本文總結(jié)出了教學(xué)的基本路線：物理現(xiàn)象—問題提出—實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)—結(jié)果觀察—問題分析—總結(jié)歸納。對(duì)教師來說，應(yīng)該牢牢地把握這條路線，從各個(gè)方面采取全方位的指導(dǎo)策略，以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力以及邏輯思維能力，豐富學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。

當(dāng)前隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，不僅要求相關(guān)的技術(shù)人才具備專業(yè)的技能，同時(shí)要會(huì)熟練地運(yùn)用一些信息技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與專業(yè)技能學(xué)習(xí)相互結(jié)合。在教師進(jìn)行教學(xué)的過程中，要有效地利用這些信息技術(shù)手段和方法，把其作為一種有效的教學(xué)工具應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生有效地利用這些信息技術(shù)手段，提高自身的實(shí)驗(yàn)探究和操作能力。

注：本文為2020年度甘肅省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃一般課題“機(jī)器人+項(xiàng)目活動(dòng)與初中信息技術(shù)教學(xué)整合的實(shí)踐研究”（項(xiàng)目編號(hào)：GS[2020]GHB4320）的階段研究成果。

（宋行軍）