基于核心素養(yǎng)的高中物理與信息技術(shù)融合探究

文/林 立

引 言

科技不僅改變著人們的生活，也給各行各業(yè)的發(fā)展注入活力。而隨著課程改革的到來，眾多學(xué)科的課堂教學(xué)都引入了信息化技術(shù)理念，試圖將傳統(tǒng)教學(xué)方法與信息化技術(shù)相融合，基于網(wǎng)絡(luò)的延展性與互動(dòng)性催生出新型教學(xué)模式。信息技術(shù)教學(xué)手段一改以往課堂教學(xué)的局限性，使抽象的教材知識變得立體和生動(dòng)，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高課堂教學(xué)效率。

一、核心素養(yǎng)背景下高中物理與信息技術(shù)融合的意義

（一）豐富教學(xué)形式，打造高效課堂

教育應(yīng)該順應(yīng)時(shí)代浪潮，因?yàn)橹挥羞@樣，才會(huì)輸出大批優(yōu)秀的人才，為國家未來的發(fā)展打下基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的教學(xué)形式通常以講授、談話為主，而在物理課堂教學(xué)中融入信息技術(shù)，能拓寬教師的教學(xué)思路，如增添了討論法、指導(dǎo)法等教學(xué)形式[1]。多種類的教學(xué)形式讓課堂教學(xué)氛圍環(huán)境更加活躍，如討論法就能夠讓師生之間共同參與學(xué)習(xí)研討，集思廣益地進(jìn)行物理學(xué)習(xí)，分享和補(bǔ)充物理知識。通過多媒體平臺共享教育資源是學(xué)科課堂教學(xué)與信息技術(shù)融合的重要方式，極大地改變了傳統(tǒng)課堂的教學(xué)方式。例如，多媒體課件的使用轉(zhuǎn)變了以往單一化的教學(xué)模式，提高了教學(xué)效率，同時(shí)信息技術(shù)軟件又能夠提供立體建模，讓學(xué)生突破物理抽象化概念在二維平面空間上的局限?？傊畔⒓夹g(shù)與高中物理教學(xué)的深度融合能夠提高物理教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生形成科學(xué)的物理思維。

（二）提升學(xué)生素養(yǎng)，順應(yīng)時(shí)代浪潮

信息化融合能夠促進(jìn)和完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從而大幅度提升高中物理教學(xué)的實(shí)效性。隨著教育方式的轉(zhuǎn)變，滲透和落實(shí)核心素養(yǎng)教育成為當(dāng)前教學(xué)的主要實(shí)現(xiàn)路徑。在利用信息化手段演示物理知識和實(shí)驗(yàn)的過程中，理論與實(shí)踐的結(jié)合為學(xué)生形成關(guān)聯(lián)性認(rèn)知提供幫助，在提升學(xué)生專業(yè)知識水平的同時(shí)也提升了學(xué)生的個(gè)人素養(yǎng)，拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)思維。這樣一來，學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力就會(huì)提高，從而調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，形成一個(gè)良性循環(huán)[2]。

二、高中物理課堂教學(xué)現(xiàn)狀

（一）課堂教學(xué)模式過于陳舊

教師通過課堂教學(xué)完成教學(xué)任務(wù)是當(dāng)前教育環(huán)境下的基本規(guī)律，教學(xué)過程主要體現(xiàn)在課堂上，這也是師生交流與互動(dòng)的重要媒介場所。不過需要引起注意的是，現(xiàn)有的物理課堂還是“一對多”，主要是以教師講解為主，教師作為教學(xué)的主體。整節(jié)課下來大部分時(shí)間都是教師在拼命輸出，學(xué)生在拼命記憶，這種單向傳遞為主的教學(xué)方法導(dǎo)致學(xué)生只能被動(dòng)完成物理學(xué)科的學(xué)習(xí)任務(wù)。大部分情況下，教師是課堂教學(xué)的主導(dǎo)者，采用的教學(xué)模式過于單一、陳舊，不能突出學(xué)生的主體地位，導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量難以提高。單一的教學(xué)手段是低效物理課堂的主要因素，不符合素質(zhì)教育的要求。

（二）課堂自主學(xué)習(xí)不夠

當(dāng)前的高中物理教學(xué)還未能打破時(shí)間與空間上的局限性，學(xué)生只能通過教師在課堂上的講解完成物理學(xué)習(xí)任務(wù)。教師在課前準(zhǔn)備階段會(huì)將內(nèi)容多而雜的物理知識點(diǎn)全部濃縮、整合在一節(jié)課中，而學(xué)生為提高學(xué)科成績也不得不機(jī)械式地接受理論知識，缺少自主學(xué)習(xí)的時(shí)間。另外，為了不打亂自己的教學(xué)節(jié)奏，教師在課堂教學(xué)中一般不會(huì)給學(xué)生留太多消化和理解的時(shí)間，使學(xué)生無法發(fā)現(xiàn)自己知識結(jié)構(gòu)的漏洞，時(shí)間一長便會(huì)磨滅學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)效率下降，也會(huì)使師生之間產(chǎn)生難以逾越的距離感。長此以往，形成惡性循環(huán)，給物理教學(xué)帶來不便。

（三）課堂教學(xué)內(nèi)容單一

傳統(tǒng)的物理課堂教學(xué)往往忽略物理學(xué)科的實(shí)驗(yàn)性，且講解的內(nèi)容千篇一律，都是晦澀生硬的理論知識。物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，眾所周知，物理與人們的生活密不可分，生活中很多現(xiàn)象都涉及物理知識，這些現(xiàn)象的發(fā)生及其發(fā)生過程等都需要利用物理知識來加以解釋。實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。但是目前高中物理課堂過度重視應(yīng)試教育，部分教師在課堂教學(xué)中只是傳授教材課本上的內(nèi)容，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容單一。教材內(nèi)容具有一定的局限性和片面性，如果教師反復(fù)強(qiáng)調(diào)課本已有的理論，忽視其與生活的緊密聯(lián)系，學(xué)生就會(huì)難以將理論與實(shí)踐相結(jié)合，不能真正感受到物理學(xué)習(xí)的意義，而且教材內(nèi)容的單一性會(huì)限制學(xué)生發(fā)散思維，抑制學(xué)生的創(chuàng)新力與想象力，不利于學(xué)生身心的全面發(fā)展。

（四）課堂互動(dòng)不夠

現(xiàn)有的高中物理教學(xué)課堂缺少互動(dòng)環(huán)節(jié)和測評環(huán)節(jié)，一整節(jié)課下來，教師往往口干舌燥，而學(xué)生卻沒有真正掌握多少內(nèi)容，原因是傳統(tǒng)教學(xué)模式不重視課堂的反饋結(jié)果，教師未能及時(shí)了解學(xué)生對知識的掌握情況，然后在課堂上解答學(xué)生的疑問；與此同時(shí)，教師也無法從他人口中得知自身教學(xué)的不足之處，補(bǔ)充和改善教學(xué)內(nèi)容。學(xué)然后才能知不足，高效的課堂在于雙方有所交流、有所互動(dòng)，達(dá)到取長補(bǔ)短的目的[3]。

三、融合信息技術(shù)的高中物理教學(xué)策略

（一）充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢

良好的課堂氛圍能夠給學(xué)生帶來沉浸式體驗(yàn)，使學(xué)生在輕松愉悅的環(huán)境中收獲知識。由于高中物理教學(xué)和學(xué)習(xí)難度系數(shù)較大，高中生又正值青春發(fā)育階段，極易對枯燥難懂的物理知識產(chǎn)生厭學(xué)情緒，從而影響對物理學(xué)科的學(xué)習(xí)積極性，在一定程度上加重了教師的教學(xué)壓力，給高中物理教學(xué)帶來諸多困難。因此，教師應(yīng)利用信息技術(shù)的優(yōu)勢，巧妙地將視聽效果與傳統(tǒng)教學(xué)模式相結(jié)合。對于學(xué)習(xí)抽象的高中物理知識，死記硬背和生搬硬套只能起到臨時(shí)抱佛腳的作用，既不能幫助學(xué)生深化理解也不能培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，背離了高中物理的教學(xué)初衷。因此，打造視聽課堂，提高教學(xué)質(zhì)量就顯得尤為重要。例如，高中物理學(xué)科往往會(huì)涉及微觀和宏觀的概念，傳統(tǒng)的教學(xué)方法只能抽象地引導(dǎo)學(xué)生理解和記憶，而借助信息技術(shù)可以將原本口頭傳授的知識進(jìn)行等比例縮放展示。

例如，在魯科版高中物理必修二“萬有引力定律的應(yīng)用”的教學(xué)中，傳統(tǒng)的教學(xué)方法是教師在課堂上講解一些基礎(chǔ)的物理定律，讓學(xué)生被動(dòng)記憶，這容易使學(xué)生對萬有引力在生活中的具體表現(xiàn)和應(yīng)用認(rèn)知模糊，而將信息技術(shù)與高中物理教學(xué)相融合，就可以借助多媒體為學(xué)生呈現(xiàn)星體在宇宙中的運(yùn)轉(zhuǎn)影像，從而使其清晰地了解萬有引力定律在宏觀層面上的表現(xiàn)，通過觀察網(wǎng)絡(luò)相關(guān)視頻資料又可以看到其微觀層面的表現(xiàn)。教師還可以利用信息技術(shù)軟件制作出星體運(yùn)轉(zhuǎn)的模型，這些都對學(xué)生了解認(rèn)識物理知識有很大幫助。不難看出，信息化背景下的課堂融合對教師轉(zhuǎn)變單一教學(xué)模式，改變填鴨式教育策略，拓展課堂深度和改善教學(xué)質(zhì)量有強(qiáng)烈的借鑒和指導(dǎo)意義。

（二）深度挖掘?qū)W生自主學(xué)習(xí)的積極性

興趣是最好的老師，而培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。教師應(yīng)利用信息技術(shù)對物理知識進(jìn)行整合，轉(zhuǎn)變學(xué)生往日被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)，讓學(xué)生在物理課堂上掌握主動(dòng)權(quán)，與教師進(jìn)行交流和互動(dòng)。這在一定程度上活躍了教學(xué)氛圍，讓教師隨時(shí)了解學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的掌握情況，以便及時(shí)地給予學(xué)生評價(jià)反饋，進(jìn)而幫助學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)習(xí)慣。

例如，在魯科版高中物理選修3-4“光的折射與全反射”的教學(xué)中，為提高學(xué)生在課堂上的活躍度，教師可以在課前為學(xué)生布置任務(wù)——收集互聯(lián)網(wǎng)上科學(xué)家關(guān)于光的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)視頻影像，讓學(xué)生可以通過實(shí)驗(yàn)視頻觀察光的傳播路徑，從而主動(dòng)了解這節(jié)課的學(xué)習(xí)目的在于研究光的折射、全反射、折射率等基礎(chǔ)概念；同時(shí)，讓學(xué)生通過對實(shí)驗(yàn)的觀察，加深對光的知識的理解，聯(lián)系實(shí)際生活，了解光在不同介質(zhì)中以及從一種介質(zhì)到另一種介質(zhì)的傳播路徑中有哪些相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。這樣一來，學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中通過自主預(yù)習(xí)就能夠?qū)φn程內(nèi)容有所熟悉，有效鍛煉學(xué)習(xí)能力和思維能力。自主學(xué)習(xí)是核心素養(yǎng)下的必備技能，最大的優(yōu)勢在于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，使其對自己的學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)方向做出有效和積極地調(diào)整。

（三）深度挖掘物理知識，提高教學(xué)內(nèi)容的延展性

高中物理學(xué)科的特征是理論性與實(shí)踐性的統(tǒng)一，最佳的物理教學(xué)方法是讓學(xué)生在掌握物理知識的基礎(chǔ)上，進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐，這對個(gè)人身心的和諧發(fā)展很有幫助，也符合核心素養(yǎng)教育的需求。因此。教師在講解和傳授基本物理概念和原理時(shí)，若能夠延伸課本內(nèi)容會(huì)對培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力有重要作用。物理是一門推動(dòng)世界發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步的學(xué)科。為了使物理知識更好地服務(wù)于大眾，讓學(xué)生真正愛上物理學(xué)科，使學(xué)生感受到物理學(xué)習(xí)的樂趣，教師可以適當(dāng)拓展教材內(nèi)容，如在物理知識點(diǎn)的講解過程中時(shí)不時(shí)地滲透我國當(dāng)前的前沿科技成果，讓學(xué)生對物理在實(shí)際生活中的應(yīng)用有深入的認(rèn)識。

例如，在魯科版高中物理“相對論與天體物理”的教學(xué)中，為激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)學(xué)生對科學(xué)的了解熱情，教師可以在課堂上利用播放幻燈片的方式講解相對論的提出者愛因斯坦的生平、事跡及其在物理領(lǐng)域做出的貢獻(xiàn)，通過對物理學(xué)家的了解，學(xué)生的仰慕之情油然而生，自然會(huì)對物理學(xué)科產(chǎn)生敬仰之心；還可以帶領(lǐng)學(xué)生瀏覽網(wǎng)站上模擬天體運(yùn)行軌跡的3D 演示圖，通過圖文講解的方式介紹美國GPS 和我國北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的發(fā)展歷程，在相對論與天體物理的理論基礎(chǔ)上延伸出更多相關(guān)的物理知識，讓學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)物理的重要性。教師借助信息技術(shù)軟件將科技前沿成果呈現(xiàn)給學(xué)生，不僅使物理理論知識得到有效拓展，還能潛移默化地激發(fā)學(xué)生對科技的興趣，緊隨時(shí)代發(fā)展的步伐，而非一味地埋頭苦學(xué)，忽略當(dāng)今社會(huì)的快速發(fā)展。與此同時(shí)，科技成果的展示極易激發(fā)學(xué)生的民族自豪感，讓愛國主義精神在學(xué)生心中牢牢扎根。

（四）融合網(wǎng)絡(luò)平臺反饋功能

基于核心素養(yǎng)的教學(xué)理念，教師可以通過信息化技術(shù)的在線學(xué)習(xí)平臺，處理反饋信息。教師可以在物理課堂教學(xué)即將結(jié)束時(shí)，讓學(xué)生記錄下自己的課堂收獲，用電腦上傳到班級學(xué)習(xí)群組。然后，教師就能夠在課下將電腦終端獲取到的評價(jià)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，再將反饋結(jié)果以統(tǒng)計(jì)表格或者統(tǒng)計(jì)圖的形式展現(xiàn)出來。這樣能夠使反饋結(jié)果的樣貌更為直觀，方便教師觀看和解讀。教學(xué)資源包括課件、教程等內(nèi)容，學(xué)生通過反饋環(huán)節(jié)給教師提出意見，能夠使教師了解到教學(xué)過程中存在的缺陷和不足，及時(shí)更新教學(xué)資源和教學(xué)方法。因此，教師要充分結(jié)合信息化技術(shù)，發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，利用信息化平臺整合教學(xué)評價(jià)，更好地為核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的落實(shí)提供便利和保障。

結(jié) 語

綜上所述，科學(xué)技術(shù)進(jìn)步與社會(huì)發(fā)展需求是當(dāng)前教育發(fā)展的主要?jiǎng)恿?，?1世紀(jì)新型人才應(yīng)具備更加全面的素質(zhì)。因此，在高中階段培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)，可以使學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中獲得全面發(fā)展。在核心素養(yǎng)背景下，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和興趣是開展好高中物理教學(xué)的前提。正確地融合現(xiàn)代信息技術(shù)與物理課堂教學(xué)是提高高中物理教學(xué)質(zhì)量與效率的根本，可以為學(xué)生的終身發(fā)展打下牢固的基礎(chǔ)。