信息技術輔助下的初中物理實驗教學

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A

實驗是初中物理教學的關鍵環(huán)節(jié)，通過實驗教學，學生能夠基于觀察到的實驗現(xiàn)象提出問題、假設問題、獲取信息、作出解釋、得出結論.對于剛接觸物理學科的初中生而言，實驗不僅是理解理論知識的重要橋梁，更是激發(fā)和維持其對物理學科學習熱情的關鍵手段.基于此，教師應借助信息技術手段進一步優(yōu)化初中物理實驗教學，為初中物理實驗教學注入新的活力.

1 信息技術演示，呈現(xiàn)實驗步驟

在信息技術的輔助下，教師可以更加完整地呈現(xiàn)實驗的具體步驟，提高整體教學效率，尤其在初中物理實驗中，有許多涉及電路、燃燒等類型的實驗，其中存在一定的危險性因素，導致學生無法在課堂上完成所有的實驗過程1.信息技術演示能夠搭建完整的實驗過程，呈現(xiàn)具體的實驗步驟，幫助學生構建完整的知識體系，提高學生對物理的認知.

以“探究電流與電阻的關系”實驗為例，在實驗中，學生需要理解影響電流大小的因素，知道導體中文章編號：1008-0333（2025）17-0092-03的電流和電阻的關系，通過猜想假設、設計實驗、分析論證、評估等科學探究的過程歸納總結物理規(guī)律在學生開始實驗前，教師可以提前根據(jù)實驗的內容錄制相關微課，將準確的實驗步驟在五分鐘內呈現(xiàn)出來，如調節(jié)滑動變阻器、更換阻值等實驗過程中的重要步驟，并在課前導入環(huán)節(jié)進行播放.這不僅能夠引導學生了解實驗的步驟，還能夠加深學生對實驗過程的認知，為實驗教學做好鋪墊.同時，在“探究電流與電阻的關系”實驗中，學生需要邊實驗邊進行數(shù)據(jù)記錄，在記錄數(shù)據(jù)中總結并分析規(guī)律，從而得出“當導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比”的規(guī)律.教師可以利用信息技術制作動態(tài)的數(shù)據(jù)分析工具，讓學生在數(shù)據(jù)分析工具中輸入實驗數(shù)據(jù)，直觀地為學生展示數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，使學生能夠快速從數(shù)據(jù)中分析變化，更好地掌握實驗技能，理解物理規(guī)律.為了能夠加深學生對“當導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比”這一規(guī)律的理解，教師還可以利用信息技術制作互動性教學資源，如模擬線上實驗、動畫演示等，使學生不用動手操作就能夠體會電流與電阻的關系，提高學生對實驗過程的觀察與理解，進而提高整體實驗效果.信息技術為初中物理實驗提供了更多的可能性，不僅能夠通過視頻呈現(xiàn)實驗步驟，還能夠在學生記錄數(shù)據(jù)的過程中借助信息技術手段快速發(fā)現(xiàn)規(guī)律，進而得出結論.

2 虛擬現(xiàn)實模擬，體驗真實操作

隨著信息技術的快速發(fā)展，信息技術在教育領域的應用已經(jīng)不止于視頻、音頻等形式，AR、VR等技術的出現(xiàn)更進一步地創(chuàng)新了教學的方式，其中AR技術中的虛擬現(xiàn)實技術可以將虛擬信息與真實實驗環(huán)境相結合，為學生呈現(xiàn)出一個生動、具體的實驗場景2.虛擬現(xiàn)實技術的出現(xiàn)顛覆了傳統(tǒng)的物理實驗教學，突破了時間與空間的限制，讓學生能夠隨時隨地進行實驗操作，幫助學生更高效地探索實驗中的理論知識.

以“分子的熱運動”教學為例，教學主要采用觀察演示實驗的方法，引導學生理解擴散現(xiàn)象，感知決定分子熱運動激烈程度的因素.在講解擴散現(xiàn)象時，采用的實驗方式是將空的集氣瓶倒扣在蓋有毛玻璃片的充滿紅棕色二氧化氮氣體的集氣瓶上，抽去中間的毛玻璃片，觀察發(fā)生的現(xiàn)象.這一過程由教師演示，學生觀察并體會擴散現(xiàn)象，加深學生對概念的理解.在這一過程中，雖然學生能夠觀察到教師實驗的全過程，但是由于缺乏手動操作的步驟，難以更深入地理解知識與概念.另外，在實驗中，學生通過操作也無法真正看到分子運動，為了能夠加深學生的印象，教師可以通過AR技術進行實驗，讓學生觀看加熱液體中分子運動、靜置液體觀察液體擴散的整個過程.這種虛擬現(xiàn)實技術讓整個實驗過程變得更加具象化，學生可以通過肉眼觀察分子在液體中的變化，進一步理解擴散現(xiàn)象，從而感知決定分子熱運動激烈程度的因素.這不僅解決了學生無法在實驗中直接經(jīng)歷實驗過程的弊端，還為學生創(chuàng)造了更加安全、直觀的實驗環(huán)境，培養(yǎng)了學生的探究精神.

3展示微觀世界，拓展教學資源

物理教學中，學生需要掌握微觀、宏觀和光波等抽象概念，這些概念的學習能夠幫助學生形成具體的科學思維，從而深入把握物理概念、理解物理知識[3.在教學過程中，利用簡單的實驗器材無法將微觀世界中的物理信息更好地呈現(xiàn)出來，導致教師在進行物理實驗時存在一定的難度.所以，教師可以借助信息技術手段，進行微觀實驗教學，既能夠拓展教學資源、豐富學生的實驗經(jīng)歷，還能夠充分激發(fā)學生的實驗興趣，促進實驗教學的有效實施.

以“光的折射規(guī)律”實驗為例，這部分知識是學生理解透鏡成像前需要掌握的概念，也是解釋日常生活中許多光現(xiàn)象的基礎，如生活中的“折射斷筷”“海市蜃樓”都與“光的折射規(guī)律”有著密切的關聯(lián).從物理角度來看，這一規(guī)律具有一定的抽象性，學生只能夠描述生活中的折射現(xiàn)象，卻無法用物理語言解釋生活中一些簡單的折射現(xiàn)象，這也是教師在教學中難以克服的問題.信息技術的融合能夠很好地規(guī)避教學中存在的問題，教師可以利用動畫軟件展示實驗的過程，模擬光線在不同介質中的傳播過程.通過調整介質折射率、光線入射角等參數(shù)，學生可以直觀地觀察到折射角的變化，從而深入理解折射定律.這種實驗教學方式讓學生體會到更多的學習樂趣，使“光的折射”實驗步驟得以直觀呈現(xiàn)，而非僅通過教材中的語言描述來解釋“光的折射”.這對學生而言，是一次全新的實驗學習體驗，學生想象中的畫面能夠通過動畫的形式呈現(xiàn)出來，有助于學生對抽象的概念產(chǎn)生直觀理解，進一步激發(fā)學生的探索欲望.微觀的物理知識十分抽象，實驗是幫助學生理解知識的關鍵.對于一些無法通過動手操作完成的實驗可以借助信息技術來完善實驗的過程，拓寬學生的知識視野，從而將物理的微觀世界完整地展示在學生面前.如此一來，既拓展了教學資源，又提高了學生的學習興趣.

4合作記錄數(shù)據(jù)，提升學習能力

合作是進行物理實驗教學的重要手段.教師需要根據(jù)學生的能力，科學地將學生分成不同的學習小組.學生可以通過合作的形式發(fā)揮自己在實驗過程中的優(yōu)勢，準確記錄數(shù)據(jù)，并利用信息技術手段快速分析數(shù)據(jù)，讓整體的實驗過程變得更加高效、科學，從而提升學習能力.教師要將數(shù)據(jù)分析等信息技術手段融入物理實驗教學，引導學生學會分析和總結規(guī)律.

以“密度測定”實驗為例，實驗需要測量固體、液體的密度，從而得出表達式.實驗方式也不只局限于一種，為了能夠豐富學生的實踐經(jīng)驗，教師可以引導小組進行抽簽選擇實驗方法，如在固體密度測量中，部分小組選擇運用常規(guī)方法，利用天平、量筒等測量密度，剩下的小組選擇等體積替代法進行測量兩個小組需要通過多次測量，記錄數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)輸入Excel表格，快速處理數(shù)據(jù)，選擇兩組實驗中最接近的數(shù)據(jù).在數(shù)據(jù)的支撐下，學生可以分別講述實驗的過程，說出實驗方法的優(yōu)劣，對比之下，學生能夠進一步體會最佳的實驗方法.如果時間充足，可以互換實驗方法進行實驗體驗，并利用數(shù)據(jù)分析工具對比兩組實驗數(shù)據(jù)結果，印證最終結論.由此可見，數(shù)據(jù)是支撐物理實驗的關鍵.學生通過小組合作的方式，能夠將數(shù)據(jù)更加直觀地呈現(xiàn)出來，并在對比下進行數(shù)據(jù)分析，進而更快速地在數(shù)據(jù)處理中得出實驗的規(guī)律與結論.如此一來，學生會更加關注實驗本身、觀察實驗中的現(xiàn)象，從而減少在實驗中出現(xiàn)計算錯誤等問題，提高實驗教學效率.

5 記錄實驗過程，豐富學生體驗

很多物理實驗在教學過程中受到資源、設備等因素的限制，學生只能通過一次性實驗記錄數(shù)據(jù)信息，難以得到更多數(shù)據(jù)來準確歸納物理規(guī)律.教師可利用信息技術的回放功能，將物理實驗過程記錄下來，通過慢放和回放等操作，為學生提供多次觀察實驗細節(jié)的機會，進而加深學生的理解.

以“升華與凝華”教學為例，在教學中，學生通過建立完整的物質形態(tài)變化知識體系，能夠在掌握熔化、凝固、汽化和液化等物質形態(tài)變化后，進一步掌握升華與凝華的現(xiàn)象.學生還可以通過已有的學習經(jīng)驗，利用探究冰的熔化過程、水的汽化過程的方法來探究碘的升華過程，進而更快速地理解知識.如在“碘升華”實驗中，教師可以先向學生展示碘在常溫下由固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的升華過程，引導學生牢記過程中的變化，然后利用提前準備好的設備，錄制學生的實驗過程.錄制結束后，教師可以提出以下思考問題：（1）碘升華過程中，我們必須給碘加熱，說明這是一個什么過程？吸熱還是放熱？（2）什么是凝華？吸放熱情況怎樣？（3）碘可能經(jīng)歷由固態(tài)到液態(tài)再到氣態(tài)的變化過程嗎？在問題的引導下，教師組織學生觀看錄制好的視頻，通過回放、慢放等操作，對實驗的關鍵步驟和現(xiàn)象進行觀察與思考.在慢放中，學生能夠更清楚地看到碘在固態(tài)時逐漸消失，并在上方形成紫色的碘蒸氣的現(xiàn)象，從而得出“碘能從固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)”的規(guī)律.這種教學方式不僅能夠減少資源的浪費，還能夠讓學生對實驗的過程進行細致地觀察與分析，并根據(jù)觀察到的現(xiàn)象記錄數(shù)據(jù)、總結規(guī)律，在提升初中物理實驗教學的整體效率的同時，進一步加深學生對物理規(guī)律的理解.

6 結束語

綜上所述，教師借助信息技術可以更加靈活、精準地設計和組織實驗教學，確保每一位學生都能在實驗中得到充分鍛煉和個性化指導.信息技術的出現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)的實驗教學模式，突破了傳統(tǒng)教室和實驗室的限制，在擴展實驗范圍的同時，學生能夠借助多樣化的信息技術工具開展學習，構建完整的實驗教學體系.這種模式不僅能激發(fā)學生對實驗的興趣，還能讓他們在實驗中體會學習的樂趣.未來，隨著信息技術的進一步發(fā)展，初中物理實驗教學也將不斷改革與進步，通過信息技術的輔助，教師能夠創(chuàng)建更加高效、便捷、豐富的學習環(huán)境.

參考文獻：

[1］陳益福.信息技術在初中物理實驗教學中的應用微探[J].數(shù)理天地（初中版），2023（06）：92-94.

[2］朱周華.借助AR技術開展初中物理實驗教學的探究[J].中學教學參考，2024（14）：50-52.

[3］薛珊珊.信息技術環(huán)境下初中物理實驗探究教學模式的研究[J].數(shù)理化解題研究，2022（32）：104-106.

[責任編輯：李 璟]