信息技術(shù)在高中物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用探究

許爾鋒

摘 要：現(xiàn)代信息技術(shù)與物理實驗教學(xué)的結(jié)合，是教育改革的必然趨勢，符合素質(zhì)教育的發(fā)展要求，能夠激發(fā)學(xué)生的實驗興趣，使學(xué)生的物理核心素養(yǎng)得到有效提升。高中物理教師要把握實驗教學(xué)的特點，巧妙地將信息技術(shù)融入實驗中，營造開放性的物理實驗氛圍，強化學(xué)生的實踐意識和操作能力，讓每一個物理實驗都意義深遠，增強高中物理整體教育水平。本文筆者根據(jù)高中物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀，討論信息技術(shù)在物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用價值，希望對物理教學(xué)有所幫助。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；高中物理；實驗教學(xué)

中圖分類號：G6３ ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ?文章編號：1673-9132（2023）22-0075-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2023.22.025

在信息化背景下，高中物理教學(xué)迎來了新的發(fā)展契機，拓寬了物理學(xué)習(xí)渠道，構(gòu)建起多元化的物理課堂，給學(xué)生創(chuàng)造了更大的進步空間。在高中物理實驗教學(xué)中運用信息技術(shù)是勢在必行的，學(xué)生可以通過多媒體技術(shù)清晰、直觀地觀察實驗現(xiàn)象，還可以利用微課視頻等消除實驗重難點。這種學(xué)習(xí)方式拓寬了學(xué)生的知識面，有利于他們養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。但是仍然有些教師對信息技術(shù)的認識存在誤區(qū)，在使用的過程中存在過度依賴、片面化、形式化等問題，需要引起高度重視。在新時期，教師要創(chuàng)新教學(xué)理念與方法，正確把握信息技術(shù)的優(yōu)勢，積極運用信息技術(shù)輔助物理實驗教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的實驗熱情，促使他們找到參與物理實驗的樂趣。

一、高中物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀

（一）學(xué)生參與實驗的機會少

由于高中課程時間緊、任務(wù)重，很多物理教師都會把大量的教學(xué)時間放到教材知識和習(xí)題的講解上，留給學(xué)生實驗的時間少之又少，甚至還會通過演示實驗代替學(xué)生自主實驗，使得學(xué)生的物理綜合能力受到影響。還有些物理教師給學(xué)生提出嚴格的實驗要求，要求學(xué)生必須按照教師的思路進行實驗，不允許學(xué)生加入自己的想法，導(dǎo)致物理實驗千篇一律，毫無新意。尤其是到了高三復(fù)習(xí)階段，教師讓學(xué)生死記硬背各種物理實驗現(xiàn)象和結(jié)論，并沒有系統(tǒng)化地梳理和完善知識體系，在一定程度上限制了學(xué)生的實驗水平。

（二）信息技術(shù)運用不科學(xué)

雖然信息技術(shù)的引入具有重要作用，讓高中物理教學(xué)煥發(fā)了生機，但是一些物理教師對信息技術(shù)的使用不科學(xué)，造成了師生互動不暢、實驗教學(xué)不達標等情況。有些教師過度依賴信息技術(shù)，無論課堂教學(xué)是否需要都會給學(xué)生播放電子課件或者視頻資源，無法調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，起不到應(yīng)有的效果。還有些教師不愿意使用信息技術(shù)輔助實驗教學(xué)，他們認為傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)運用自如，制作課件會浪費很多時間，而且操作電腦還會遇到各種各樣的問題。這些教師非常抵觸信息技術(shù)的使用，限制了實驗教學(xué)的長遠發(fā)展。

（三）實驗教學(xué)忽視生活化

高中物理實驗內(nèi)容豐富，教師設(shè)計的實驗要么過于復(fù)雜，要么過于簡單，導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生抵觸情緒，不愿意跟隨教師完成實驗任務(wù)。在新高考背景下，教師有必要給學(xué)生帶來生活化的實驗，引導(dǎo)學(xué)生去挖掘更多有價值的物理信息，并將所學(xué)知識巧妙地運用到生活中。但是實際上，教師依然存在應(yīng)試教育思想，只關(guān)注學(xué)生是否順利完成了實驗，并沒有對實驗的過程、方法等進行深度剖析和拓展，不能帶動學(xué)生的個人思維，導(dǎo)致學(xué)生對物理實驗產(chǎn)生較為陌生的感覺。

二、信息技術(shù)在高中物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用

（一）創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，激發(fā)探究熱情

高中物理是一門以實驗為主、在實驗的基礎(chǔ)上進行理論研究的學(xué)科，具有較強的理論性和實踐性特點。和初中物理相比，高中物理在知識廣度和深度上又提升了一個臺階，給學(xué)生的物理學(xué)習(xí)帶來了很多困難。傳統(tǒng)以講代做、灌輸式的實驗教學(xué)已經(jīng)難以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，其教學(xué)弊端在新課程改革背景下日益凸顯。為此，教師要認識到傳統(tǒng)物理實驗教學(xué)的弊端，不斷改進教學(xué)方式，在信息技術(shù)的推動下創(chuàng)設(shè)與實驗教學(xué)相關(guān)的教學(xué)情境，借助視頻、圖文等形式增強實驗教學(xué)的趣味性和生動性，使學(xué)生形成積極的求知心理，激發(fā)實驗探究的興趣。

物理知識源于生活，又應(yīng)用于生活，在生活的各個角落中都會發(fā)現(xiàn)物理知識的存在。以往教學(xué)中，很多教師都認為物理實驗是孤立的，是為驗證物理理論而服務(wù)的，因而對實驗課程導(dǎo)入重視程度不足，甚至沒有實驗教學(xué)前的“預(yù)熱”，就直接讓學(xué)生按照教材和實驗手冊進行操作，導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)動力不足。為此，教師可以借助生活情境開展實驗教學(xué)，利用多媒體展示一些司空見慣的生活現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生運用學(xué)過的物理知識加以分析和解釋，并鼓勵學(xué)生運用物理實驗加以驗證，用生活中的物理現(xiàn)象為學(xué)生的實驗探究注入動力。學(xué)生喜歡新鮮刺激的事物，因此教師可以結(jié)合物理實驗主題，從網(wǎng)絡(luò)中搜集與之相關(guān)的魔術(shù)表演視頻、演示實驗視頻等，用新奇的、出人意料的結(jié)果激發(fā)學(xué)生的探究欲望，使其積極主動地融入物理實驗中。另外，教師還可以利用多媒體為學(xué)生列舉物理知識在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的具體應(yīng)用場景，用更直觀的方式讓學(xué)生認識到物理知識對人類生活和社會發(fā)展的重要性，提高學(xué)生對物理學(xué)科的重視程度，進而產(chǎn)生積極向上的學(xué)習(xí)情感，明確學(xué)習(xí)目標，以更加飽滿的情緒主動地投入實驗教學(xué)中。

（二）引入網(wǎng)絡(luò)資源，豐富實驗內(nèi)容

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，它給學(xué)生提供了豐富的學(xué)習(xí)資源。在此基礎(chǔ)上，教師可以在網(wǎng)絡(luò)上搜集實驗教學(xué)資源，學(xué)生也可以自己去網(wǎng)絡(luò)中查找物理實驗資料，從不同的角度去認識物理實驗，快速掌握實驗的本質(zhì)。在開展實驗教學(xué)的過程中，教師可以借助網(wǎng)絡(luò)資源將復(fù)雜、枯燥的物理知識變得具體化、形象化，加深學(xué)生對每一次物理實驗的印象。網(wǎng)絡(luò)資源在高中物理實驗教學(xué)中的運用是一個開創(chuàng)性的課題，需要教師不斷進行嘗試和研究，著眼于學(xué)生的全面發(fā)展，促進教育資源的高效利用，形成良好的實驗學(xué)習(xí)風(fēng)氣。

首先，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)資源庫。教師可以將平時課堂教學(xué)中使用的物理課件、教學(xué)視頻、學(xué)生實驗成果、教學(xué)軟件等收集起來，分門別類地上傳到資源庫中，并且進行定期更新和維護，讓學(xué)生自主選擇需要的實驗內(nèi)容，為物理實驗教學(xué)創(chuàng)造更大的空間。這有利于構(gòu)建充滿特色的物理實驗課堂，同時教師擁有了更豐富的教學(xué)資源，學(xué)生也能夠接觸到更多元的物理知識，在實驗教學(xué)中更好地施展才華。其次，優(yōu)化演示實驗。很多物理實驗存在一定的危險性和復(fù)雜性，僅靠課堂教學(xué)是無法完成的，教師要善于發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的作用，通過視頻動畫的方式展示演示實驗，讓學(xué)生可以近距離、直觀化地感受實驗步驟和實驗現(xiàn)象，增加物理實驗的真實性。而且在播放演示實驗的過程中，教師可以通過快進、后退、暫停等功能將每一個實驗的細節(jié)都淋漓盡致地表現(xiàn)出來，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理實驗的奇特之處。最后，推進遠程教學(xué)。網(wǎng)絡(luò)資源是遠程教學(xué)的有效載體，教師要把遠程教學(xué)提上日程，尤其是在當(dāng)前教育環(huán)境下，遠程教學(xué)能夠提高雙向交互式學(xué)習(xí)效率，開辟新的學(xué)習(xí)天地。教師需要結(jié)合學(xué)生的實際情況樹立正確的實驗?zāi)繕?，讓學(xué)生在線上完成實驗學(xué)習(xí)，有效地增強物理實驗的時代性。在課后，教師通過網(wǎng)絡(luò)指導(dǎo)學(xué)生的實驗方法，隨時隨地地向?qū)W生傳遞物理實驗思想，而學(xué)生可以在遇到實驗問題時通過網(wǎng)絡(luò)向教師請教，發(fā)揮遠程資源的最大效果。

（三）運用微課教學(xué)，提高實驗效率

微課是一種新型的教學(xué)方式，深受廣大師生的青睞，不僅可以有效解決教學(xué)重難點，還可以使學(xué)生掌握更豐富的物理知識，促進核心素養(yǎng)的發(fā)展。微課符合新課改的要求，以其短小精悍、生動形象的特點降低了物理實驗教學(xué)的難度，真正地提高了實驗效率。教師可以將實驗中不容易觀察的現(xiàn)象或者容易遺忘的步驟等制作成微課，然后通過學(xué)習(xí)平臺或者班級群發(fā)放給學(xué)生，活躍實驗氛圍。每一個微課都可以較好地展示一個知識點，將這些微課融合起來就能夠?qū)崿F(xiàn)“知識碎片”的和諧統(tǒng)一，便于構(gòu)建系統(tǒng)化的物理知識體系，滿足學(xué)生個性化的實驗需求。

微課翻轉(zhuǎn)課堂已經(jīng)成為當(dāng)前物理教學(xué)的熱門方式，并且發(fā)揮著不可替代的作用。通過課堂翻轉(zhuǎn)，學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人，有效鍛煉了自主學(xué)習(xí)能力，使課堂教學(xué)達到事半功倍的效果。在課前，教師將微課視頻發(fā)放給學(xué)生，學(xué)生按照視頻內(nèi)容進行自主預(yù)習(xí)，對實驗?zāi)繕?、實驗器材、實驗環(huán)節(jié)等有一個清晰的認知，能夠在頭腦中形成初步的實驗思路，這樣就可以為后續(xù)的實驗操作奠定基礎(chǔ)。教師也可以把以前學(xué)生做失敗的實驗制作成微課，讓學(xué)生一邊觀看，一邊找出失敗的原因，這樣可以強化學(xué)生的觀察能力和思維能力，有效避免學(xué)生犯同樣的錯誤。在課堂上，教師可以把學(xué)生的實驗過程制作成微課，與學(xué)生一起進行觀看，從中找出實驗的閃光點，將其樹立為學(xué)習(xí)的榜樣，再找出實驗中的錯誤，幫助學(xué)生夯實實驗基礎(chǔ)，提高實驗的實效性。教師還可以在微課視頻中設(shè)置環(huán)環(huán)相扣的問題，并引導(dǎo)學(xué)生通過實驗操作找到問題的答案，這樣能夠加深學(xué)生對實驗的理解，升華學(xué)生的物理思維。在課后，教師可以將微課資源上傳到校園網(wǎng)的相關(guān)模塊中，便于學(xué)生反復(fù)調(diào)用學(xué)習(xí)。此外，教師還要帶領(lǐng)學(xué)生一起制作微課，讓學(xué)生提供自己認為比較重要的實驗資料，在一片輕松的氛圍中達成共識，實現(xiàn)師生共同進步。

（四）創(chuàng)建仿真實驗，創(chuàng)新實驗體驗

隨著信息技術(shù)時代的到來，物理實驗不再單調(diào)，教師可以為學(xué)生構(gòu)建仿真實驗室，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)和實驗教學(xué)有機地結(jié)合起來，把不可能完成的物理實驗變成可能，把看不到的實驗現(xiàn)象變得可視化，豐富學(xué)生的實驗體驗，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。尤其是在新高考背景下，考查的題型越來越豐富，學(xué)生可以利用仿真實驗消除物理疑難問題，輕松地面對物理實驗，從而養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)意識。

演示實驗的重要性不言而喻，是教師常用的教學(xué)手段。傳統(tǒng)的教學(xué)方法不能保證每個學(xué)生都能清楚地觀察到實驗操作細節(jié)和實驗現(xiàn)象。而在仿真實驗室中，教師可以把演示實驗利用3D引擎和仿真算法進行實驗器材和實驗環(huán)境的仿真模擬，通過高精度的3D建模高度還原真實的實驗場景，為學(xué)生呈現(xiàn)逼真的效果，讓學(xué)生獲得身臨其境般的實驗感受，從多角度、多方位進行實驗觀察。而且教師還可以利用快進、慢放、暫停等功能隨時控制演示實驗的進程與節(jié)奏，使實驗現(xiàn)象更加清晰可見，幫助學(xué)生更好地理解物理知識。物理實驗教學(xué)應(yīng)當(dāng)以學(xué)生的動手操作為主。為了提高學(xué)生自主操作的成功率，教師要做好規(guī)劃，利用虛擬仿真實驗室，讓學(xué)生在動手操作前進行實驗?zāi)M，借助仿真實驗室中的學(xué)習(xí)資源，觀察實驗操作的全過程，把握實驗的每一個細節(jié)，使學(xué)生對物理實驗進行全面的了解，掌握正確的實驗操作方法。學(xué)生是實驗教學(xué)的主體，在物理實驗教學(xué)的過程中，教師要鼓勵學(xué)生發(fā)揮聰明才智，自主設(shè)計實驗，自主構(gòu)建實驗?zāi)Ｐ?，并且運用仿真實驗室對實驗進行模擬，以此來檢驗物理實驗設(shè)計的科學(xué)性和合理性，從而避免因?qū)嶒炘O(shè)計錯誤而造成的儀器損失，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科學(xué)探究意識。

（五）輔助實驗復(fù)習(xí)，培養(yǎng)綜合能力

在高中物理教學(xué)中，復(fù)習(xí)課對于學(xué)生至關(guān)重要，影響著學(xué)生對物理知識的掌握、遷移與運用。但由于復(fù)習(xí)主要是重溫學(xué)過的知識，對于正值青春的學(xué)生而言，他們更喜歡新知識新事物，對物理復(fù)習(xí)課往往興趣不足。特別是在物理實驗的復(fù)習(xí)中，由于教師不可能再像新授課時把所有的物理實驗重新做一遍，更多的時候是用講和做題的方式來復(fù)習(xí)實驗，容易遺漏很多實驗的細節(jié)。為此，教師可以運用信息技術(shù)輔助物理實驗復(fù)習(xí)，為學(xué)生再現(xiàn)實驗過程，讓學(xué)生經(jīng)歷主動學(xué)習(xí)的過程，感受解決問題的艱辛和喜悅，培養(yǎng)學(xué)生的物理品質(zhì)。

教師可以把在日常教學(xué)中涉及的典型性、代表性的物理實驗制作成實驗課件，對實驗過程中的重點與難點進行詳細的講解，學(xué)生在課后也可以自學(xué)或模擬實驗操作，對學(xué)過的物理知識進行回憶和聯(lián)想，扎實物理知識基礎(chǔ)。教師還可以結(jié)合高考物理題型，為每個物理實驗設(shè)計相關(guān)的問題，帶領(lǐng)學(xué)生共同研究和探索，加深對實驗現(xiàn)象、實驗過程、實驗結(jié)論的印象，達到學(xué)以致用的目的，有助于物理綜合能力的提升。對于物理實驗中的重點與難點，每個學(xué)生在課堂上的理解和接受程度是不同的。為了滿足學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)需求，教師要充分挖掘信息技術(shù)的潛力，利用微信、釘釘?shù)溶浖M建物理學(xué)習(xí)交流群，利用線上平臺進行師生間的交流與討論，及時消除復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題。教師還可以開發(fā)物理教學(xué)軟件，讓學(xué)生進行線上答題，并把答題結(jié)果及時地反饋給教師，然后再提供一對一的輔導(dǎo)，為下一步的復(fù)習(xí)和教學(xué)奠定基礎(chǔ)，使課堂教學(xué)可以更好地服務(wù)于學(xué)生。

三、結(jié)語

總而言之，實驗是高中物理課程的重點，也是難點。在實驗教學(xué)中引入信息技術(shù)是實施新課改的重要舉措，能夠最大限度地提升學(xué)生的物理水平和信息素養(yǎng)。高中物理教師應(yīng)該遵循生本理念，將信息技術(shù)與物理實驗相融合，使實驗充滿樂趣，吸引學(xué)生的注意力，增強實驗教學(xué)質(zhì)量。高中物理教師還要善于開發(fā)網(wǎng)絡(luò)資源，豐富實驗內(nèi)容和實驗環(huán)節(jié)，注重師生互動，培養(yǎng)出高素質(zhì)、綜合型人才。

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