互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

王文君　李玉德

【摘要】實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中物理教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，隨著新課程改革的不斷推進(jìn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性逐漸凸顯.當(dāng)前的高中物理教學(xué)中，存在著部分問題限制實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施，影響物理教學(xué)質(zhì)量.近年來，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，為高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展提供了有效支撐，將物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，有利于克服傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的缺陷，進(jìn)一步提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率.本文首先分析互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)背景下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，總結(jié)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)和原則，提出互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用策略，以期為相關(guān)教學(xué)的改革提供有效參考.

【關(guān)鍵詞】互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；高中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化提升提供了可能性，也是當(dāng)前創(chuàng)新教學(xué)模式的重要方向.高中物理實(shí)驗(yàn)課程主要用于幫助學(xué)生學(xué)習(xí)相應(yīng)的物理知識(shí).新課改要求高中物理教學(xué)必須重視物理實(shí)驗(yàn)課程的開展，以實(shí)驗(yàn)教學(xué)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，養(yǎng)成良好的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，通過一系列的物理實(shí)驗(yàn)形成學(xué)生良好的創(chuàng)新意識(shí)，為學(xué)生未來的持續(xù)發(fā)展提供重要保障.近年來的物理高考中，實(shí)驗(yàn)題的數(shù)量呈上升趨勢(shì)，可以發(fā)現(xiàn)高中物理教學(xué)對(duì)學(xué)生的思維能力和實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)要求越來越高.利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等能進(jìn)一步創(chuàng)新高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式，實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)之間的有效結(jié)合，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?因此，教師應(yīng)該認(rèn)識(shí)到當(dāng)前高中物理實(shí)驗(yàn)中信息技術(shù)的重要性，采取科學(xué)手段提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量.

1 高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 新課標(biāo)對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出新要求

新課標(biāo)背景下，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在物理學(xué)科教學(xué)中越來越重要.要求高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須圍繞學(xué)生設(shè)置教學(xué)活動(dòng)，從激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣出發(fā)利用學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)思考和探索物理知識(shí)，養(yǎng)成學(xué)生良好的思維創(chuàng)新和拓展能力，加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解和應(yīng)用能力.同時(shí)，新課標(biāo)更要求高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重學(xué)習(xí)的過程和學(xué)習(xí)的方法，要求學(xué)生身臨其境地去探索物理學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容，深入了解實(shí)驗(yàn)展示的物理學(xué)習(xí)意義和學(xué)習(xí)規(guī)律，養(yǎng)成科學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)研究態(tài)度.此外，新課標(biāo)還強(qiáng)調(diào)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的思想情感教育，要求在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中蘊(yùn)含情感教學(xué)，養(yǎng)成學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的良好思想和情感態(tài)度.

1.2 當(dāng)前高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

1.2.1 缺乏科學(xué)的教育觀念

教師的教育觀念直接關(guān)系著教學(xué)質(zhì)量.受到長期的教學(xué)實(shí)踐以及教學(xué)條件等方面的影響，大多高中物理教師并不重視實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，通常以講解——觀看——試題的形式組織開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，此類教學(xué)模式中，學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)主要通過觀看和思考等方式，缺乏動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，不利于學(xué)生發(fā)揮自主探究的精神，不能有效養(yǎng)成學(xué)生對(duì)高難度問題的分析和解決能力.盡管部分教師為學(xué)生提供了實(shí)驗(yàn)操作的機(jī)會(huì)，但基本教學(xué)流程為先教師示范、后學(xué)生模仿.學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中無法養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)思維能力，不利于學(xué)生養(yǎng)成物理學(xué)科的核心素養(yǎng).

1.2.2 物理實(shí)驗(yàn)條件的限制

部分物理實(shí)驗(yàn)的條件并不能簡單通過物理實(shí)驗(yàn)器材或教師演示等方式實(shí)現(xiàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的條件要求嚴(yán)苛.例如，理想狀態(tài)下的無摩擦力狀態(tài)這一物理實(shí)驗(yàn)并不能簡單通過實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的物理實(shí)驗(yàn)器材實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)該概念和該狀態(tài)的理解僅僅停留在表面，并不能全面深刻地把握相應(yīng)的物理現(xiàn)象和規(guī)律.同時(shí)，部分學(xué)校的物理實(shí)驗(yàn)室存在實(shí)驗(yàn)儀器破損、缺失等現(xiàn)象，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)缺乏準(zhǔn)確性，實(shí)驗(yàn)過程也不夠全面科學(xué).

2 將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義

2.1 實(shí)現(xiàn)物理知識(shí)的可視化

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用，能以可視化的方式將物理實(shí)驗(yàn)的情境真實(shí)直觀地展示在學(xué)生面前.突破了物理實(shí)驗(yàn)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)條件的限制，例如部分高中物理實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求較為嚴(yán)苛，并不能通過單純的演示進(jìn)行物理操作，同時(shí)受到物理研究實(shí)踐和器材等方面的限制，學(xué)生并不能直接參與物理實(shí)驗(yàn).利用信息技術(shù)可以將實(shí)驗(yàn)以視頻的形式展示在學(xué)生面前，結(jié)合同屏功能幫助學(xué)生直觀觀察與感受實(shí)驗(yàn)過程.

2.2 幫助學(xué)生理解抽象的物理概念

部分物理實(shí)驗(yàn)中涉及較為抽象難懂的物理規(guī)律和結(jié)論等知識(shí)，學(xué)生無法在一般的實(shí)驗(yàn)中直接獲取相應(yīng)的知識(shí)，只能枯燥地背誦知識(shí)，在實(shí)踐中并不能做到對(duì)知識(shí)的靈活應(yīng)用.基于此，教師借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以模擬動(dòng)畫或相關(guān)視頻等將物理實(shí)驗(yàn)的情境直觀展示在學(xué)生面前，提高學(xué)生對(duì)抽象問題的理解能力.

例如 “布朗運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)需要觀察小碳粒在液態(tài)水分子中進(jìn)行無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的過程，通過簡單的實(shí)驗(yàn)并不能讓學(xué)生感受微觀物理的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，借此可以利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)模擬小碳粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，加深學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解.

2.3 強(qiáng)化學(xué)生的物理探究意識(shí)

高中物理教學(xué)中的一系列物理實(shí)驗(yàn)主要應(yīng)用于對(duì)物理規(guī)律的研究和揭示.受到相應(yīng)條件限制，如學(xué)校并不具備物理實(shí)驗(yàn)條件，實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)流程較為復(fù)雜等都會(huì)影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的效率.利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，學(xué)生可以利用相關(guān)實(shí)驗(yàn)軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的自主探索研究.提高學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)研究興趣，強(qiáng)化學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)探究意識(shí).

3 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的原則

3.1 注意傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和互聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)的協(xié)調(diào)

互聯(lián)網(wǎng)為物理教師的教學(xué)帶來新方式，通過一系列互聯(lián)網(wǎng)手段可以將物理教學(xué)內(nèi)容有效呈現(xiàn)在學(xué)生面前.由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并不能有效替代線下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)操作能力、養(yǎng)成物理思維的方式主要依靠物理實(shí)驗(yàn)，因此在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)該關(guān)注傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和互聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)之間的協(xié)調(diào)性，遵循互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為輔、實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主的原則，結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)習(xí)需要以及教學(xué)活動(dòng)的相關(guān)特征選擇合適的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，協(xié)調(diào)好傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和互聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)的關(guān)系.

3.2 堅(jiān)持適度性原則

新課改背景下，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開展教學(xué)已經(jīng)成為各科教師教學(xué)改革的重要內(nèi)容.在具體的教學(xué)實(shí)踐中，為了保證良好的教學(xué)效率，教師必須堅(jiān)持適度性原則，不能過于頻繁地利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開展教學(xué).同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行大量教學(xué)知識(shí)的傳授，因此教師在組織教學(xué)內(nèi)容時(shí)同樣也應(yīng)該堅(jiān)持適度性原則，考慮到實(shí)際的教學(xué)學(xué)情以及不同學(xué)生之間存在的差異性，制定符合學(xué)生整體學(xué)習(xí)情況的教學(xué)計(jì)劃，將互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)模式維持在科學(xué)的范圍內(nèi).

4 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略

4.1 建立互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺(tái)，有效豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中物理教學(xué)的重要內(nèi)容，是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑，因此學(xué)校必須重視高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率.利用互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)建立互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展背景下的重要教學(xué)方式，學(xué)生和教師通過互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)能有效完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的布置或探索.同時(shí)，該平臺(tái)還能在互聯(lián)網(wǎng)中搜索相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)資源，進(jìn)一步豐富和完善學(xué)生的相應(yīng)學(xué)習(xí)資料，優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)結(jié)構(gòu)，明確整個(gè)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)流程.最后為了有效提高物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效率，還可以為平臺(tái)創(chuàng)建模擬實(shí)驗(yàn)情境的功能，為學(xué)生提供探索性的物理場(chǎng)景.在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行分析、研究和總結(jié)，進(jìn)一步提高學(xué)生的研究和分析能力.

例如 在進(jìn)行“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了克服傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较聦?shí)驗(yàn)器材降低實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度的現(xiàn)象，教師可以利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn).學(xué)生可以直接在平臺(tái)上進(jìn)行一系列的實(shí)驗(yàn)操作，利用互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)技術(shù)控制物體本身的長度以及其運(yùn)動(dòng)時(shí)間等，有利于學(xué)生多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也能提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性.

4.2 利用虛擬仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)

虛擬仿真技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù).在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，可以將抽象的物理知識(shí)以具體的形象展示在學(xué)生面前，方便學(xué)生直接觀察實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié).

例如 在進(jìn)行高中物理“單擺實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)時(shí)，為了加深學(xué)生對(duì)單擺周期公式的理解，需要測(cè)量其重力加速度.利用虛擬仿真技術(shù)可以建立Phylab模板，首先在模板中明確實(shí)驗(yàn)所需的比例尺、坐標(biāo)系、運(yùn)動(dòng)對(duì)象等，其次明確懸掛繩的長度和懸掛繩的固定點(diǎn).隨后在小球處單擊鼠標(biāo)使小球擺動(dòng)，統(tǒng)計(jì)和觀察小球的運(yùn)動(dòng)狀況.通過虛擬仿真技術(shù)能有效模擬實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并選擇實(shí)驗(yàn)條件.在實(shí)驗(yàn)中的小球本身為虛擬物品，并不會(huì)受到空氣等助力的影響，學(xué)生能獲得更為精確的小球擺動(dòng)數(shù)據(jù).

4.3 利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獲取資源，拓寬實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

互聯(lián)網(wǎng)作為重要的教學(xué)資源獲取平臺(tái)，有利于進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐技能，拓寬學(xué)生的眼界.傳統(tǒng)的高中物理實(shí)驗(yàn)都來自高中物理課本，受到條件的限制教師并沒有對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行拓展，限制了學(xué)生思維能力的發(fā)展.利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以結(jié)合當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)一步搜索和示范相關(guān)實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行拓展方便學(xué)生更好地掌握所學(xué)知識(shí).

4.4 利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)制作數(shù)據(jù)圖表，詳細(xì)展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果

對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄和分析是高中物理實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)，是實(shí)驗(yàn)結(jié)論以及實(shí)驗(yàn)收獲是否達(dá)到預(yù)期效果的保障.和自主手動(dòng)繪制實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相關(guān)的表格與圖像相比，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)智能數(shù)據(jù)的處理與表格繪制，能更進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)和圖表繪制效率，有效提升數(shù)據(jù)和圖表的信息價(jià)值.

5 結(jié)語

總之，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，推動(dòng)學(xué)生積極進(jìn)步有著重要的意義.受到物理實(shí)驗(yàn)室條件以及物理實(shí)驗(yàn)本身對(duì)實(shí)驗(yàn)時(shí)間和條件等方面的限制，能在實(shí)驗(yàn)中有效進(jìn)行測(cè)量、研究或驗(yàn)證等，進(jìn)一步提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量.互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)之間的有效結(jié)合為學(xué)生高效學(xué)習(xí)提供高質(zhì)量、穩(wěn)定的支撐，有利于學(xué)生直觀高效地了解相應(yīng)的物理知識(shí).同時(shí)值得注意的是，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)并不能全面提高物理實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，在進(jìn)行高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，不能拋棄傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，而是堅(jiān)持互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)原則，利用互聯(lián)網(wǎng)手段切實(shí)提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率.

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