信息技術(shù)下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的對(duì)策

田勇軍

國內(nèi)教育信息化的持續(xù)發(fā)展使得教室內(nèi)的投影儀、多媒體系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)教室等各種信息技術(shù)設(shè)備十分常見。初中物理的基礎(chǔ)知識(shí)體系組成較為復(fù)雜，傳統(tǒng)的理論知識(shí)灌輸教學(xué)方法在信息技術(shù)快速發(fā)展的背景下適用性在逐漸減弱。本文以信息技術(shù)發(fā)展視角為出發(fā)點(diǎn)，探討了初中物理教學(xué)的創(chuàng)新對(duì)策。本文優(yōu)先以初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在信息技術(shù)加持下出現(xiàn)的教學(xué)單一信息化，師生互動(dòng)表面化問題進(jìn)行了研究，就初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在信息技術(shù)加持下創(chuàng)新體現(xiàn)在素材實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀化以及學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)探究主觀性方面的價(jià)值進(jìn)行了探討，結(jié)合最為基礎(chǔ)的目的性、關(guān)聯(lián)性及一致性的基礎(chǔ)原則要求，從教學(xué)情境信息化，教學(xué)課件以及信息化平臺(tái)、工具三個(gè)方面提出了初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在信息技術(shù)加持下的具體創(chuàng)新對(duì)策。

在我國素質(zhì)教育工作持續(xù)提供普及的背景下，初中物理作為學(xué)生有效了解力學(xué)、光學(xué)及電學(xué)等多領(lǐng)域?qū)I(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合性學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生綜合利用各項(xiàng)基礎(chǔ)知識(shí)探索物理世界的有效途徑。理論知識(shí)灌輸和單純的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法在教育領(lǐng)域信息化背景下的應(yīng)用價(jià)值逐漸降低。如此一來，初中物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須依賴于信息技術(shù)的直觀性、及時(shí)性等方面的特征進(jìn)行教學(xué)模式方面的創(chuàng)新，確保學(xué)生能夠有效擺脫之前實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)長有限以及無法及時(shí)參與的各種缺陷。本文通過研究信息技術(shù)背景下的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新對(duì)策，為后續(xù)初中階段物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高質(zhì)量發(fā)展提供參考。

一、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在信息技術(shù)加持下暴露出的不足

（一）教學(xué)的單一信息化

初中物理教師在思想上已經(jīng)意識(shí)到信息化技術(shù)對(duì)于理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要價(jià)值，但真實(shí)的情況確是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化技術(shù)應(yīng)用依舊存在單一問題，信息技術(shù)的應(yīng)用范圍有限且應(yīng)用水平較低。簡單而言，絕大部分教師都是以教材內(nèi)容作為出發(fā)點(diǎn)，利用信息技術(shù)對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行整合，將各項(xiàng)內(nèi)容以課件的形式向?qū)W生進(jìn)行播放，也有部分教師能夠結(jié)合教材的基礎(chǔ)內(nèi)容利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)整合應(yīng)用其他教學(xué)資源播放，但使得信息技術(shù)單純停留在教材內(nèi)容的電子化展示方面。理論知識(shí)灌輸?shù)慕虒W(xué)本質(zhì)沒有改變，信息技術(shù)的作用發(fā)揮未能達(dá)到預(yù)期，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中主觀探究的能動(dòng)性發(fā)揮不足。

（二）師生互動(dòng)表面化

初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生綜合應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)體系探究、總結(jié)各項(xiàng)物理規(guī)律的重要方法。考慮到初中學(xué)生接觸物理學(xué)科的時(shí)間尚短，教師必須要全面發(fā)揮其引導(dǎo)者角色的作用，引領(lǐng)學(xué)生掌握正確的實(shí)驗(yàn)方法，為得出客觀物理結(jié)論提供支持。但目前初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍存在的問題時(shí)師生互動(dòng)表面化，簡單而言，信息技術(shù)加持下的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)依舊以教師演示和理論知識(shí)的灌輸為主，學(xué)生用于自主探索的時(shí)間相對(duì)較少，學(xué)生只能在教師的引導(dǎo)下開展物理實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以驗(yàn)證已有的物理基礎(chǔ)知識(shí)為主，不利于學(xué)生物理學(xué)科綜合能力和創(chuàng)新思維的發(fā)展。

二、信息技術(shù)加持下的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新價(jià)值

（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)素材持續(xù)拓展

物理作為典型的自然學(xué)科，涉及光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)及熱學(xué)等多方面專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)，意味著初中階段的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要教師利用多元化的教學(xué)素材。隨著我國教育信息化的持續(xù)發(fā)展，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)所用的素材不再單純局限于教材，而是可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體內(nèi)容，由教師將視頻課件以及信息化平臺(tái)等多種素材綜合使用，教師能夠?qū)?shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和手段不斷拓展。教師利用信息技術(shù)搜集的涉及多個(gè)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)素材能夠幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)興趣的驅(qū)使下積極參與到物理實(shí)驗(yàn)探究中，在拓寬學(xué)生物理視野的同時(shí)，培養(yǎng)其自主探究的精神。

（二）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直觀化

部分物理實(shí)驗(yàn)所用的實(shí)驗(yàn)器材以及要求的實(shí)驗(yàn)環(huán)境較為特殊，意味著現(xiàn)階段初中物理實(shí)驗(yàn)室在溫度、氣壓方面的條件無法滿足部分實(shí)驗(yàn)的具體需求。此外，部分實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象超過了肉眼可以觀察的范圍，之前教師會(huì)利用文本資料將這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行取代，但同樣學(xué)生因?yàn)闊o法直觀觀察到物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)論，對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解始終停在表面。信息技術(shù)的引入可以幫助教師利用各種信息化工具或者是模擬軟件展示微觀世界的物質(zhì)動(dòng)態(tài)變化以及各種環(huán)境較為特殊的實(shí)驗(yàn)操作，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠全面擺脫已有的空間限制，物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也可以憑借模擬軟件以可視化的方法呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，學(xué)生可以在直觀的視覺刺激下產(chǎn)生對(duì)物理知識(shí)探究的興趣。

（三）學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性強(qiáng)化

初中物理的理論知識(shí)灌輸及演示傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，使得學(xué)生整體的實(shí)驗(yàn)參與始終處于被動(dòng)狀態(tài)，對(duì)教師傳授的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)知識(shí)和操作技巧無法全面理解。即便教師能夠拿出足夠的時(shí)間進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，但無法達(dá)成既定的目標(biāo)。隨著初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和信息技術(shù)的有機(jī)融合，教師完全可以將結(jié)石物理實(shí)驗(yàn)主題的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)或者是內(nèi)容要求，利用多媒體設(shè)備向?qū)W生進(jìn)行展示，確保學(xué)生能夠在各種直觀物理現(xiàn)象影響下產(chǎn)生對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)的參與興趣，在改變學(xué)生被動(dòng)參與物理實(shí)驗(yàn)狀態(tài)的同時(shí)，學(xué)生可以通過自主探究培養(yǎng)物理學(xué)科必備的探究精神。

三、信息技術(shù)加持下的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新基礎(chǔ)原則

第一，目的性原則。信息技術(shù)加持下的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，最終目標(biāo)是學(xué)生有效地掌握各項(xiàng)基礎(chǔ)知識(shí)，并在實(shí)際生活中遷移應(yīng)用。信息技術(shù)及其衍生的相關(guān)工具在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中依舊是扮演著工具角色，教師必須要明確利用信息技術(shù)開展實(shí)踐教學(xué)的目標(biāo)，才能夠有效掌握信息技術(shù)利用的尺度，全面發(fā)揮信息技術(shù)在直觀呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)效果、模擬危險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)操作方面的價(jià)值。教師需要結(jié)合教材中物理實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)內(nèi)容，并綜合考慮已有的實(shí)驗(yàn)室條件，在理論知識(shí)講解或者演示方面可以適當(dāng)?shù)乩眯畔⒓夹g(shù)，讓學(xué)生更為直觀的觀察物理現(xiàn)象，但同樣需要由學(xué)生親手進(jìn)行探究以及操作，以此來培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科的動(dòng)手實(shí)踐能力。

第二，關(guān)聯(lián)性原則。組成部分物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要因素是教師、學(xué)生、物理知識(shí)和現(xiàn)代信息技術(shù)，四者之間保持一種相互制約彼此聯(lián)系的關(guān)系。教師需要綜合考慮用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)因素之間的聯(lián)系，避免其中某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題而影響到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最終質(zhì)量。教師需要將學(xué)生自身的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰突A(chǔ)知識(shí)積累調(diào)查為出發(fā)點(diǎn)，綜合考量物理實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)知識(shí)要求，結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)具體的應(yīng)用，在關(guān)注自身業(yè)務(wù)能力提高的同時(shí)，發(fā)揮信息技術(shù)在提高學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果方面的作用。

第三，一致性原則。高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和信息技術(shù)的有效融合要求教師和學(xué)生保持高度的一致，由教師利用各種信息技術(shù)將物理實(shí)驗(yàn)演示視頻和教學(xué)資源以直觀可視化的方法進(jìn)行展示，確保學(xué)生能夠客觀總結(jié)出物理規(guī)律。此外，學(xué)生也能夠通過親身參與物理實(shí)驗(yàn)在直觀觀察已有物理現(xiàn)象的前提下，針對(duì)其他條件進(jìn)行變換，開拓自身的物理思維進(jìn)行其他方面的研究，提出自己獨(dú)特的結(jié)論，這有助于促進(jìn)師生雙方的專業(yè)素質(zhì)發(fā)展。

四、信息技術(shù)下的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新對(duì)策

（一）借助融合信息技術(shù)的教學(xué)情境激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)參與動(dòng)機(jī)

以認(rèn)知理論的相關(guān)內(nèi)容內(nèi)涵分析不難發(fā)現(xiàn)，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和信息技術(shù)融合需要以信息化情境的建設(shè)，確保學(xué)生能夠?qū)⑵渥⒁饬﹂L時(shí)間集中在物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)和實(shí)踐探索中。

第一，建設(shè)以物理科學(xué)作為基礎(chǔ)的歷史發(fā)展情境。物理學(xué)科在發(fā)展過程中產(chǎn)生的各種歷史資料也可成為教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)的基礎(chǔ)因素，教師需要以物理實(shí)驗(yàn)課題要求作為出發(fā)點(diǎn)，為學(xué)生選擇合適的歷史資料。比如，教師在為學(xué)生講解牛頓第一定律時(shí)，教材中提及的牛頓第一定律是牛頓結(jié)合伽利略等人的研究結(jié)果經(jīng)過概括總結(jié)得出的。教師可以將伽利略以及牛頓等人發(fā)現(xiàn)牛頓第一定律的具體歷史發(fā)展過程向?qū)W生進(jìn)行講述，最后向?qū)W生提問牛頓如何發(fā)現(xiàn)這一定律，在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的過程中如何呈現(xiàn)。學(xué)生可以針對(duì)教師的這一問題進(jìn)行小組成員的討論，部分學(xué)生認(rèn)為牛頓是經(jīng)過聯(lián)想、推理之后總結(jié)的牛頓第一定律，而部分學(xué)生則認(rèn)為牛頓第一定律的提出是基于伽利略等人科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)結(jié)論才得出的，教師需要在討論后對(duì)學(xué)生提出的各項(xiàng)討論結(jié)果給予肯定，引領(lǐng)學(xué)生將有關(guān)牛頓第一定律的相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行復(fù)原，確保學(xué)生能夠經(jīng)歷完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境，形成勇于質(zhì)疑、積極探索的物理學(xué)科精神。

第二，立足真實(shí)生活建設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)情景。初中階段的物理知識(shí)與日常生活中的各種現(xiàn)象的聯(lián)系十分密切，教師需要在促進(jìn)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和信息技術(shù)融合應(yīng)用的過程中，結(jié)合生活中較為常見的各種現(xiàn)象利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)搜集相關(guān)的圖片或視頻為學(xué)生播放。比如，教師在帶領(lǐng)學(xué)生共同探索物體浮沉條件這部分知識(shí)時(shí)，可以將日常生活中常見泳池中的游泳圈漂浮在水面上，以及在死海上人們不需要游泳圈就可以漂浮的現(xiàn)象向?qū)W生進(jìn)行展示。向?qū)W生提問這種常見現(xiàn)象的名稱，隨后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入物體的浮沉條件學(xué)習(xí)。學(xué)生在完成對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)之后，教師可以讓學(xué)生猜想這兩種常見的生活現(xiàn)象在物體的浮沉條件方面存在何種的差異，讓學(xué)生結(jié)合教師提出的實(shí)驗(yàn)主題自主進(jìn)行探究。

（二）信息教學(xué)課件元素的多元化應(yīng)用

信息技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件中的應(yīng)用，可以幫助教師將一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，肉眼不可見或者是不具備操作條件的實(shí)驗(yàn)向?qū)W生客觀演示，幫助學(xué)生通過直觀地觀察物理現(xiàn)象總結(jié)、掌握實(shí)驗(yàn)背后的物理規(guī)律。

第一，綜合利用多媒體材料形成有關(guān)實(shí)驗(yàn)方面的演示教學(xué)課件。物理實(shí)驗(yàn)對(duì)于氣壓、溫度以及所利用的能源等方面有著特殊的要求，結(jié)合目前初中階段的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作環(huán)境看來，教師無法帶領(lǐng)學(xué)生落實(shí)全部實(shí)驗(yàn)操作。教師可以借助信息技術(shù)將和實(shí)驗(yàn)相關(guān)的模擬動(dòng)畫、操作指導(dǎo)視頻和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等進(jìn)行下載，隨后利用視頻剪輯工具將這些材料通過整合剪輯制作成物理實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)課件，并在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中向?qū)W生進(jìn)行播放。比如，教師在帶領(lǐng)學(xué)生共同學(xué)習(xí)核能這部分知識(shí)時(shí)，其中會(huì)涉及核電站發(fā)電原理方面的研究，這種實(shí)驗(yàn)原理的操作是完全無法實(shí)現(xiàn)的，教師可以通過下載有關(guān)核電站的發(fā)電原理以及各種設(shè)備運(yùn)作的小視頻，通過剪輯之后形成完善的核電站運(yùn)行原理演示實(shí)驗(yàn)視頻，要求學(xué)生在完成課件觀察后針對(duì)實(shí)驗(yàn)中呈現(xiàn)的物理規(guī)律，結(jié)合教材內(nèi)容進(jìn)行探索。教師需要在學(xué)生得出物理規(guī)律之后，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)充和總結(jié)，學(xué)生自身的物理實(shí)驗(yàn)探索和觀察能力也能夠不斷提升。

第二，實(shí)現(xiàn)信息化教學(xué)及實(shí)驗(yàn)操作的有效融合。初中物理教材中收錄的物理實(shí)驗(yàn)基本都能夠在校內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室由學(xué)生親身進(jìn)行操作，只是學(xué)生會(huì)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)操作失誤在現(xiàn)象反映階段頻繁出現(xiàn)問題。針對(duì)這種能夠在實(shí)驗(yàn)室開展的實(shí)驗(yàn)，教師可以綜合使用信息化和實(shí)踐操作結(jié)合的教學(xué)方法。比如，教師與帶領(lǐng)學(xué)生共同探索凸透鏡成像規(guī)律這部分知識(shí)時(shí)，在物理實(shí)驗(yàn)室中，學(xué)生只能夠通過動(dòng)手實(shí)踐操作之后，觀察到最終的物理現(xiàn)象，對(duì)于其中光線的變化無法利用肉眼進(jìn)行觀察。教師則可利用信息化的課件將凸透鏡成像中的光線入射和發(fā)射的線路客觀展示，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合親身實(shí)踐操作，在直觀觀察物理現(xiàn)象的同時(shí)，在腦海中想象出實(shí)驗(yàn)光線的反射現(xiàn)象，可以在掌握具象化物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的同時(shí)，突破其中的重難點(diǎn)知識(shí)。

（三）以信息化平臺(tái)、工具引領(lǐng)學(xué)生自主開展物理實(shí)驗(yàn)

以目前國內(nèi)的信息技術(shù)發(fā)展看來，各種在線教育平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)所用的技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展成熟，相較于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)，信息化平臺(tái)和教學(xué)工具能夠幫助學(xué)生結(jié)合已有的數(shù)據(jù)終端逐一進(jìn)行嘗試，可有效避免直接因?yàn)榻虒W(xué)質(zhì)量和教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施數(shù)量不足導(dǎo)致學(xué)生無法親身進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的現(xiàn)象。比如，教師在帶領(lǐng)學(xué)生共同學(xué)習(xí)串聯(lián)和并聯(lián)這部分知識(shí)時(shí)。教師可以向?qū)W生提供有關(guān)物理實(shí)驗(yàn)室在線操作的具體平臺(tái)，由學(xué)生結(jié)合所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)自行設(shè)計(jì)測(cè)量串聯(lián)和并聯(lián)電路電流以及電壓數(shù)值的方案。教師則需要學(xué)生在設(shè)計(jì)出完善的實(shí)驗(yàn)方案之后，指導(dǎo)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的具體操作，將電壓、電源、線路還有各種數(shù)據(jù)讀取儀器的具體操作進(jìn)行演示，讓學(xué)生結(jié)合自己設(shè)計(jì)的實(shí)際方案進(jìn)行親身操作。在學(xué)生無法得出具體結(jié)論的前提下，教師可以與學(xué)生共同探討實(shí)驗(yàn)失敗的原因，并由學(xué)生自主進(jìn)行改進(jìn)，通過親身的實(shí)驗(yàn)以及操作，方能列出有關(guān)串聯(lián)和并聯(lián)的物理規(guī)律。這種信息化的教學(xué)方法，能夠突破之前實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)空方面的限制由學(xué)生結(jié)合自己的學(xué)習(xí)能力反復(fù)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

五、結(jié)語

總體而言，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生掌握多方面專業(yè)領(lǐng)域物理基礎(chǔ)知識(shí)的有效途徑。隨著國內(nèi)信息化技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要以信息化技術(shù)作為出發(fā)點(diǎn)綜合利用教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)資源的搜集，建立信息化教學(xué)實(shí)驗(yàn)演示課件，并為學(xué)生展示各種具備危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)操作。同時(shí)學(xué)生可以利用已經(jīng)發(fā)展成熟的物理演示實(shí)驗(yàn)平臺(tái)親身進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，幫助學(xué)生在直觀觀察光學(xué)、電學(xué)和力學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，總結(jié)物理現(xiàn)象背后存在的規(guī)律，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科綜合能力。