核心素養(yǎng)理念下高中物理教育信息化應用研究

摘要：新課標對當前的教育形式提出了明確要求，要求各科教師在教學中積極引入信息技術，以促進課程改革。高中物理知識抽象性較強，存在較多復雜的知識點及繁復的物理概念，學生理解起來難度較高，合理應用信息技術實現(xiàn)教育信息化，能夠降低學生理解物理知識的難度，也能夠改善物理課堂沉悶的氛圍。為此，各高中物理教師應積極探索在教學過程中引入信息技術、實現(xiàn)教育信息化的策略，以此提高學生的核心素養(yǎng)，促進教育改革事業(yè)的蓬勃發(fā)展。

關鍵詞：高中物理；教育信息化；核心素養(yǎng)；應用

新課改的要求下，各教師應探索全新的教育手段，充分重視在教學過程中培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)、促進學生的物理概念發(fā)展的需求得到滿足，以此完善物理課堂教學結構。通過信息技術手段實現(xiàn)教育信息化，能夠促進學生在課堂中認真聽講，并激發(fā)學生物理學習的主觀性，以多元化的教學手段，降低學生對物理學科的抵觸心理，可以有效提高物理教學質量，也能夠發(fā)展學生物理知識應用能力及實踐能力。

一、核心素養(yǎng)視野下的高中物理教育信息化概述

（一）物理核心素養(yǎng)簡介

高中物理學科的核心素養(yǎng)主要由物理學科技術概念、物理學科科學思維、物理探究能力以及物理科學的態(tài)度與責任這四大方面構成，是學生完成高中物理學習的必備品質，也是學生發(fā)展及科學素養(yǎng)的關鍵組成部分。其中，以物理觀念為核心的內容，代表學生對物理知識的吸收及內化能力，是學生學習物理的基礎能力。而物理學科的科學思維以及科學探究方面是學生的自主發(fā)展能力之一，也是促進學生養(yǎng)成學習習慣的關鍵能力。關于物理學科的態(tài)度與責任，則是學生學好物理、發(fā)展物理專有思維，成長為獨立健全人格的必備品格。在物理學科核心素養(yǎng)中，上述四大方面相互依存、共同發(fā)展，方能實現(xiàn)更高質量的教學。

在高中階段，合理發(fā)展學生的物理學科素養(yǎng)，可以促進學生透過物質表面看本質，了解物理學科知識結構的規(guī)律，并掌握新的物理知識學習方法，能夠幫助學生樹立健全的學習認知觀念以及學習習慣，指導學生認識物理、深入了解物理、理解物理知識，最終愛上物理。合理的科學探索觀念，也能夠發(fā)展學生的其他科學意識，促使學生形成科學思維，在閱讀中思考、在思考中分析、在分析中假設、在實踐中求證，以此發(fā)展學生的多項能力，并發(fā)揮物理學科的實用價值、實踐價值，使學生從科學角度了解生活知識，利用物理知識解決生活問題，幫助學生完成物理知識遷移。全面發(fā)展學生的核心素養(yǎng)是當下素質教育階段的核心需求，為此，教師必須找到合理的教學方式，在日常教學工作中發(fā)展學生的核心素養(yǎng)，設計合理的課堂教學活動，在多姿多彩的物理課堂中，創(chuàng)設出核心素養(yǎng)視野下的高質量高中物理課堂。

（二）高中物理教育信息化的價值

高中物理課堂是發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)的主要陣地，教學的過程是教師向學生傳授知識的過程，也是指導學生掌握正確學習方法的過程。通常，在課堂中完成的物理教學活動可稱為班級授課制，由教師結合當前班級內學生的主要特征及當前階段的教學目標，制定合理的教學任務，并按照課表在班級中完成授課。在傳統(tǒng)的教學模式下，教師常以講學式為主，學生在課堂中多以被動的形式學習物理知識，這一過程顯然已經(jīng)不滿足當下素質教育對學生的要求。而在物理課堂中積極引進信息技術，教師便可以根據(jù)當前的教學內容以及學生的心理特征，使用媒體設備完成高質量的信息化教學。因此，教師需要創(chuàng)新教學思想，善用多類型的媒體設備，將信息技術及數(shù)字化融合在物理課堂教學過程中，以促進物理課堂的教學改革。通過信息技術的加持，物理課堂整體的知識結構、課堂流程，都將更加科學、更加完善、更加系統(tǒng)。教師可以利用多樣性的信息化教學，在課堂快速吸引到學生的目光，以切實提高高中物理課堂的教學效果。

現(xiàn)代化、信息化、數(shù)字化的物理課堂，可以打破原有的時空限制，能夠讓學生在物理課堂中積極發(fā)展個人的思維及想象力，擴展學生的視野。教師應通過影音視頻、動畫、3D等多項數(shù)字化媒體技術，為學生帶來更加精妙絕倫的課堂體驗，可以使各類抽象難懂的物理知識以更形象、生動、直觀的形式展現(xiàn)在課堂之中，促進學生理解。另外，教師也可以在互聯(lián)網(wǎng)平臺中搜尋大量的教學資源加以整合，善用豐富的網(wǎng)絡資源，優(yōu)化課堂的授課內容以及課堂整體結構方式，可以有效實現(xiàn)物理課堂的改革及優(yōu)化，讓學生在更具多樣性的物理課堂中成長。

最后，合理應用信息技術實現(xiàn)教育信息化，教師可以在物理課堂中為學生展示各類物理知識在日常生活中的應用，能夠讓學生將生活與物理有效連接，進一步提高學生對物理知識的掌握水平以及應用能力，以此方可提高學生的核心物理水平，也能夠使學生在數(shù)字化環(huán)境下，進一步了解物理學科的實用價值，認識到物理對現(xiàn)代化社會發(fā)展的重要作用，以此激發(fā)學生學習物理的興趣。

二、核心素養(yǎng)理念下高中物理教育信息化的核心原則

（一）科學性原則

基于核心素養(yǎng)理念下的教育信息化物理課堂構建，教師必須要遵循科學性原則，確保教師在課堂中傳輸?shù)乃兄R及觀念是正確的、科學的，能夠激發(fā)學生物理學科思維發(fā)展。充分利用現(xiàn)代化數(shù)字課堂的技術優(yōu)勢，培養(yǎng)學生的物理專業(yè)能力，避免學生在學習過程中出現(xiàn)原則性錯誤，同時，將物理知識利用簡單、形象的表達手法，通過媒體設備傳遞給學生，以降低物理知識的學習難度，讓學生更理解物理學科的相關概念，并培養(yǎng)學生物理思維的敏捷性。

（二）循序漸進原則

高中物理課堂的知識體系較為嚴謹，教師在教學過程中，勢必要遵循循序漸進的原則，將物理知識以層次性、結構性、邏輯性的狀態(tài)呈現(xiàn)在課件中，并表述給學生。適時引入更加生動形象的教學手段，幫助學生完善物理知識體系的建構。例如，利用信息技術，在課堂中引入思維導圖教學法，以提高學生對物理知識的理解及結構重建能力，強化學生的物理學習成果，以此培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng)。

（三）因材施教原則

教學過程中，教師需要遵循重視學生的個體差異，全面掌握當前學情，分析不同學生個體的行為差異、學習能力差異，隨后適當利用信息技術優(yōu)勢，創(chuàng)建合理的分層教學，實現(xiàn)因材施教，真正提高學生的物理能力，建立更加完善的高中物理課堂體系。信息技術的針對性較強，也有利于教師根據(jù)不同學生的情況靈活調整教學方案。另外，合理引入信息技術，完善物理課堂評價，還能夠幫助教師通過大數(shù)據(jù)，分析出當前學生的短板，有利于教師制定更加詳細的教學方案。因此，教師需要尊重學生個體差異，并以因材施教為核心原則，設計信息化高中物理課堂教學方案，以提高物理課堂教學有效性。

（四）理論與實踐相結合原則

教育核心素養(yǎng)理念下，物理教師需要遵循理論與實踐相結合原則，通過設計多樣性的物理實驗教學活動，提高學生對物理知識的認知與理解。一個有效的方法是合理應用虛擬實驗平臺，為學生設計多樣性的物理實驗，在實驗教學中吸引學生對物理學科的興趣，并引導學生在操作中學會理解物理概念，讓物理知識和生活相結合，培養(yǎng)學生的物理學科應用能力。

三、核心素養(yǎng)理念下高中物理教育信息化的應用策略

（一）引入物理微課堂

物理微課堂是一種較為常見的信息化教育手段，是一種用時較短，以信息技術手段為主要核心，通過視頻呈現(xiàn)出片段化的物理知識的教學形式。通常，教師會使用高清電子設備錄制教學視頻，并將其上傳至學習平臺。微課整體的主題較為鮮明，內容相對豐富，能夠幫助學生快速梳理本學科的核心知識點，且針對性較高，可以實現(xiàn)物理學科重、難點的知識點強化，對指導學生創(chuàng)新學習方法極有幫助。合理的微課教學視頻，可以為學生帶來強烈的視覺沖擊，使學生對物理學科知識點的掌握更加透徹。學生能夠反復地觀看本課重點知識，有助于發(fā)展學生的自我意識，實現(xiàn)隨時隨地自主化學習。微課可應用于課前預習、課堂教學及課后復習三個階段中，能夠按照當前學情及教學目標需求，體現(xiàn)出不同的形式，是信息化物理課堂中價值極高的教學手段之一。教師可以利用微課將抽象的物理概念及物理現(xiàn)象，用具象化的視頻形式體現(xiàn)出來，也可以利用微課為學生錄制物理實驗重、難點，提高學生的實踐應用能力等。微課可以讓學生從感官角度上，對物理知識有更加清晰、直觀的認知，還能夠有效改變物理課堂或物理課后復習時的枯燥氣氛，讓學生對物理改觀。

以“電磁感應現(xiàn)象及應用”一課教學為例，在本課導入時，教師可以為學生播放提前準備好的微課視頻，在微課中為學生展示生活中常見的電磁現(xiàn)象。例如各類電子感應器、感應馬達等，利用生活場景啟發(fā)學生的探索意識，提高物理課堂對學生的吸引力。隨后，在微課中，教師可以將本課主要的知識點用思維導圖的方式繪制出來，為本課的課堂教學做好鋪墊，有利于提高本堂課的教學效率。本課的微課錄制，要盡量貼近學生的生活，以各類生活中常見的內容，引導學生對生活中的電磁現(xiàn)象產生探索欲望，讓學生進入學習狀態(tài)，跟隨教師的教學節(jié)奏，便可以達到事半功倍的效果。

（二）善用仿真實驗

在信息化教育模式下，物理實驗作為物理學科的重要組成部分，也發(fā)生了相應的變化。物理教學應引入仿真實驗平臺，通過信息技術及各類數(shù)字化手段，利用多媒體語音識別技術、仿真技術、AI交互技術等，在線上平臺中建立起物理仿真實驗室，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的真實物理實驗環(huán)境。學生可以通過移動終端或線上平臺，在仿真實驗室中完成實驗操作，能夠幫助學生掌握物理實驗的全過程，也有利于學生了解物理實驗的基礎要求，讓學生在不斷地練習中，掌握物理實驗的操作方式以及核心要素。但部分物理實驗材料較為昂貴，或是某些實驗過程存在一定危險性，導致大部分高中物理實驗無法真正在學校中開展。部分物理教師會通過講解或播放視頻的形式，為學生講述物理實驗，致使學生在學習過程中缺失了實驗體驗。合理應用物理仿真實驗室，便可以將學生的物理實驗操作轉移至線上平臺，打破了時空限制以及材料限制，能夠讓學生在虛擬環(huán)境中親手操作實驗，以此提高學生的物理實踐應用能力，有利于學生在實踐中掌握物理科學觀念。仿真實驗室是傳統(tǒng)物理實驗教學改革的重要內容，通過線上平臺及信息技術，打造具有真實性的物理實驗室，還可以讓學生在學習物理的過程中，充分利用仿真實驗室發(fā)揮個人的想象力，自主設計實驗過程并自主探究物理知識，可以有效激活學生的科學思想，促進學生自主學習觀念的發(fā)展。

以“探究平拋運動的特點”這一課的實驗教學為例，教師可以提前在仿真實驗平臺中預設合理的實驗材料及原本的實驗流程，先讓學生根據(jù)教師設定的實驗流程，完成平拋運動實驗。讓學生跟著教師的操作，準確無誤地在仿真實驗室中完成實驗操作并記錄實驗現(xiàn)象，從中分析出平拋運動的特點。隨后，教師應將學生分成四人一組并開展小組討論，要求學生在小組內思考，如何設計一個與教師所設計的實驗內容完全不同的其他實驗，用于探究平拋運動的核心特點。要求學生在小組討論后給出實際方案，并在課堂中分享，最后利用仿真實驗室完成實驗操作，并驗證實驗是否可行。仿真實驗室的虛擬特性可以滿足學生反復試驗的需求，給予了學生更多的試錯空間，滿足學生的想象力，讓學生積極在實驗環(huán)節(jié)中驗證個人的猜想。

（三）設計智慧翻轉課堂

智慧翻轉課堂是教育信息化的核心體現(xiàn)，教師可以利用極為豐富的信息化教育資源，改變原有的物理課堂結構，通過翻轉課堂的形式，引導學生完成自主學習、自主探究。合理引入師生互動或線上交互，促進學生物理知識的內化過程，以此提高學生的自學能力，培養(yǎng)學生的自學習慣。在高中物理智慧翻轉課堂中，教師會靈活應用線上平臺，督促學生自主學習并促進學生之間的交流，打造交互性、互動感更強的物理課堂，以鼓勵學生自學為主，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。通常智慧翻轉課堂中，教師上傳的教學視頻會針對特定的物理問題。學生基于該問題積極思考，并介入師生互動和生生互動中，完成高質量的學習。在信息技術下的智慧翻轉課堂，還可以保存該課堂內容并上傳至線上平臺，讓學生在課后及時鞏固并學習，以此發(fā)展學生課下的自主學習能力。

以“曲線運動”為例，教師需要先利用媒體設備，為學生展示物體曲線運動的軌跡圖，隨后截取視頻中的某一片段，要求學生結合此前學習過的內容，思考在物體呈曲線運動時，物體受到了幾方的作用力？通過受力分析，將新舊知識點有效聯(lián)結為一個整體，隨后引申出曲線運動的特征及其內在含義，帶領學生探索在曲線運動中切線的定義。接下來，利用3D或Flash，為學生播放鋼球、飛鏢的曲線運動軌跡，并構建仿真實驗場景，幫助學生了解曲線運動的實際表現(xiàn)，將復雜的運動模型，通過三維視圖，直觀展現(xiàn)在學生面前。最后，引入小組討論教學，完善課堂中的生生互動，以提高本次智慧翻轉課堂的實際效果。學生可以在課堂中提出問題，并由其他同學解答該問題，以此調動課堂的活躍氛圍。

四、結束語

在新時代的高中物理課堂中，物理教師需要改變原有的課堂結構，積極探索信息化教學的方針，合理開展信息技術教學，促進物理課堂的改革與創(chuàng)新，將物理學科教學及核心素養(yǎng)培育有機結合。在信息技術的幫助下，創(chuàng)新教學模式，幫助學生在更加生動形象的課堂中，建立完整的物理知識體系，有效促進學生的知識內化、知識遷移，以生動多彩的物理課堂，全面促進學生的核心素養(yǎng)。

作者單位：秦彥全 莒縣第二中學

參? 考? 文? 獻

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