淺談信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度融合

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的最核心的環(huán)節(jié)，學(xué)生經(jīng)歷觀察、探究和協(xié)同合作實(shí)驗(yàn)過(guò)程，發(fā)現(xiàn)新的物理規(guī)律或驗(yàn)證已知的物理結(jié)論，是學(xué)生獲取物理知識(shí)和產(chǎn)生能力的最主要途徑。借助信息技術(shù)提供豐富的素材，將抽象的物理圖景具象化，將不明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象動(dòng)態(tài)化，將思維實(shí)驗(yàn)可視化，大大增強(qiáng)了獲得直觀體驗(yàn)。下面，筆者將圍繞著“信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)深度融合的基本原則”和“信息技術(shù)輔助下的探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式構(gòu)建”兩方面撰文，希望能對(duì)各位同行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作上帶來(lái)些許啟示。

一、信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)深度融合的基本原則

（一）輔助性原則。信息技術(shù)的引入是為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足、增強(qiáng)學(xué)生直觀體驗(yàn)、提高實(shí)驗(yàn)效率和增強(qiáng)交互性等，給課堂注入新變化，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和提高課堂效率。信息技術(shù)與其他傳統(tǒng)教育媒介一樣，應(yīng)該輔助教師解決各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中碰到困難點(diǎn)，充分發(fā)揮教師在教學(xué)中的主導(dǎo)性，從而達(dá)到教學(xué)目的。因此，信息技術(shù)應(yīng)作為教師解決教學(xué)困難、促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)知和情感激勵(lì)的工具。

（二）主體性原則。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的對(duì)象是學(xué)生，任務(wù)是學(xué)生學(xué)會(huì)相關(guān)的原理知識(shí)并產(chǎn)生能力，方法是學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)發(fā)生的全過(guò)程。學(xué)生的主體性地位在整個(gè)教學(xué)實(shí)施過(guò)程中毋容置疑。信息技術(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的途徑是提高學(xué)生主體性地位。物理實(shí)驗(yàn)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)很好體現(xiàn)出學(xué)生的主體性特征。實(shí)驗(yàn)過(guò)程的原理設(shè)計(jì)、儀器選擇和組裝、測(cè)量方法的選擇、數(shù)據(jù)的處理，誤差分析與交流改進(jìn)等過(guò)程，就是學(xué)生解決問(wèn)題和產(chǎn)生能力的過(guò)程。筆者始終認(rèn)為，使用越簡(jiǎn)單的器材解決問(wèn)題越能鍛煉一個(gè)人的能力。如果采用過(guò)于便捷化的信息實(shí)驗(yàn)手段，點(diǎn)一下鼠標(biāo)就能完成，容易造成學(xué)生知其然不知其所以然， 無(wú)法從中獲得鍛煉。

（三）適度性原則。信息技術(shù)輔助下的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，主要是幫助教師完成傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)不易實(shí)施或不能實(shí)施的部分。例如α散射實(shí)驗(yàn)不可操作性，思維實(shí)驗(yàn)不易理解，碰撞過(guò)程發(fā)生太快細(xì)節(jié)無(wú)法探析等，可以通過(guò)信息技模擬、可視化和再現(xiàn)功能很容易得到有效解決。信息技術(shù)能支持絕大多數(shù)傳統(tǒng)教學(xué)，得到了廣泛應(yīng)用，為教學(xué)帶來(lái)便利。

二、信息技術(shù)輔助下的探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式構(gòu)建

（一）實(shí)驗(yàn)課程實(shí)施前。實(shí)驗(yàn)課前備課階段，教師研讀教材，對(duì)照課程標(biāo)準(zhǔn)確定教學(xué)目標(biāo)，分析學(xué)情確定教學(xué)方法，提煉出具有啟發(fā)性的、指向問(wèn)題解決的梯度化問(wèn)題組，進(jìn)行精心的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，確定實(shí)驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)中應(yīng)用信息技術(shù)工具的方式。教師將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的結(jié)合背景資料、相關(guān)的物理學(xué)史、該實(shí)驗(yàn)的多種探究方法等內(nèi)容做出網(wǎng)頁(yè)形式或推文等形式推送給學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生提前研讀和補(bǔ)充分享編輯和完成前測(cè)問(wèn)題。鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)聊天室、帖子等工具討論實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)事項(xiàng)。教師可以根據(jù)學(xué)生實(shí)際反饋會(huì)的信息，整合預(yù)設(shè)問(wèn)題進(jìn)行二次備課，讓教學(xué)更有針對(duì)性，提高課堂教學(xué)效率。

（二）實(shí)驗(yàn)課程實(shí)施中。實(shí)驗(yàn)課引入時(shí)，老師結(jié)合信息技術(shù)播放短片介紹、演示新奇現(xiàn)象或開(kāi)展趣味體驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，迅速聚焦探究的問(wèn)題。課堂實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，并非全過(guò)程都需要使用信息化設(shè)備?？梢栽趥鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)的某個(gè)環(huán)節(jié)中嵌入使用，如在應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)的講解、微小量的放大和測(cè)量、數(shù)據(jù)的處理，實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)等方面。教師應(yīng)盡可能多的提供實(shí)驗(yàn)器材，包括傳統(tǒng)器材和信息化器材，尊重學(xué)生的實(shí)驗(yàn)選擇，哪怕是學(xué)生實(shí)驗(yàn)存在一定的問(wèn)題，也應(yīng)允許學(xué)生試錯(cuò)，讓學(xué)生在錯(cuò)誤中自主總結(jié)和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)。在學(xué)生完成探究任務(wù)后，應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中有哪個(gè)部分比較麻煩，是否有無(wú)更好的方法提高實(shí)驗(yàn)效果和精度等。信息技術(shù)的再現(xiàn)功能在實(shí)驗(yàn)的交流環(huán)節(jié)有重要應(yīng)用。對(duì)關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)記錄，同步推送或同屏展示，為交流提供了有效的素材。課堂檢測(cè)環(huán)節(jié)，教師可以采用大數(shù)據(jù)支持下的電子問(wèn)卷形式，對(duì)實(shí)驗(yàn)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行考察，通過(guò)數(shù)據(jù)匯總，教師非常輕松地獲取學(xué)生答題情況，并可為作答不理想的學(xué)生及時(shí)跟進(jìn)和推送相關(guān)學(xué)習(xí)資料。

（三）實(shí)驗(yàn)課程實(shí)施后。實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后，學(xué)生還要完成對(duì)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)一步理解，對(duì)操作步驟中細(xì)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)回顧，對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差科學(xué)分析，在此基礎(chǔ)上創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行二次實(shí)驗(yàn)。為了完成這些目標(biāo)，教師可以進(jìn)一步完善前期的網(wǎng)頁(yè)平臺(tái)和推文，推送更多有關(guān)本節(jié)課中學(xué)生感到困惑內(nèi)容的微課、學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)的優(yōu)秀案例給學(xué)生，也可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，采用不同方案重新進(jìn)行模擬練習(xí)。

責(zé)任編輯 邱 麗