信息化背景下高中物理課堂教學策略研究

《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》倡導教師應用現(xiàn)代信息技術，引導學生理解物理學的本質(zhì)，整體認識自然界，形成科學思維習慣，增強科學探究能力和解決實際問題的能力。為達成這一目標，教師需探尋信息技術與物理教學的融合途徑，結合實際需求制定可行的教學方案，優(yōu)化物理課堂教學，激發(fā)學生對物理的學習興趣。

一、信息化背景下物理課堂教學的特點

（一）趣味性

信息化資源的應用能夠拓寬學生的學習視野，還能將抽象的物理概念直觀化，進而提升課堂趣味性，營造輕松愉悅的學習氛圍，使學生保持積極的學習態(tài)度[]。同時，信息化背景下的物理課堂教學還能通過多媒體直觀化展示實驗現(xiàn)象、實驗過程，在增強學生感官體驗的基礎上，促進學生物理思維的有效發(fā)展。

（二）整體性

在以往的高中物理教學中，部分教師選擇的教學方法較為固化，沒有從學生的學習需求出發(fā)，導致教學內(nèi)容零散，學生無法從整體視角把控知識點間的聯(lián)系。而在信息化背景下，圖片、文字、視頻等多樣化的資源形式可以全方位調(diào)動學生的感官，豐富學生的學習內(nèi)容，引導學生從不同角度進行思考，進而提高知識理解，形成對物理知識的全面認知[2]。

二、信息技術在高中物理教學中的重要性

（一）有助于增強教學互動

在高中物理課堂教學中，應用信息技術的主要目的在于加強師生及生生間的聯(lián)系，從而增強課堂互動，提高課程教學的實效性[3]。具體來說，傳統(tǒng)的教學模式缺乏對師生互動的重視，教師應用的授課形式相對單一，學生的學習積極性也相對較低。而通過應用信息化手段，引入交互式工具，師生及生生間的互動交流得到提升，能夠引導學生以更積極的態(tài)度投入討論學習中，汲取其他同學的觀點，重構認知體系，為后續(xù)學習做好準備[]。

（二）有助于豐富教學內(nèi)容

在信息技術的支持下，互聯(lián)網(wǎng)、在線學習平臺均涵蓋了更加豐富、優(yōu)質(zhì)的教學資源。如直觀、生動的物理現(xiàn)象視頻，激發(fā)了學生對物理知識的探究興趣[。在線學習平臺中的在線課程及虛擬實驗，吸引了學生的注意力，使學生全身心投入物理實驗中，提升學生對物理知識的學習熱情。

（三）有助于培養(yǎng)學生的物理思維

對高中生來說，物理思維的培養(yǎng)不僅關系著學生對所學知識的理解，還對其學習能力的提升有著重要的促進作用[5。此過程中，信息技術的引入能夠為學生提供更廣闊的學習空間，以便學生根據(jù)自己的興趣及需求自主選擇學習內(nèi)容及方法。同時，應用信息技術手段，還能夠幫助學生了解自己的學習進度，而教師也可以對教學策略進行調(diào)整，幫助學生糾正思維誤區(qū)，完善思維體系，為學生的思維發(fā)展奠定基礎。

三、信息化背景下高中物理課堂教學策略

（一）轉(zhuǎn)變知識呈現(xiàn)方式，深化知識理解

高中物理涉及的概念、原理等具有較高的抽象性，給學生的知識理解帶來了較大的難度?；诖?，教師可應用多媒體課件，通過圖片、動畫及視頻等多樣化的形式，將抽象的物理知識直觀化，幫助學生深化理解。同時，教師還可以在多媒體課件中增添行業(yè)前沿成果、科技動態(tài)等內(nèi)容，做好對教學內(nèi)容的更新。這不僅可以提升學生的知識認知，還能培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，為后續(xù)學生學習更復雜的知識做好鋪墊。

以人教版必修第一冊“勻變速直線運動的速度與時間的關系”這一課為例，由于速度隨時間變化的過程存在抽象程度較高的特點，若教師僅應用文字和公式講解，很難使學生對這一概念形成清晰認識。對此，教師可應用幾何畫板或PPT中的平滑切換功能，制作動畫輔助教學。如在講解汽車加速過程時，教師可在集合畫板中設定初始速度、加速度等參數(shù)，繪制汽車速度隨時間變化的動畫，再對汽車的速度值進行調(diào)整，讓學生觀察此時汽車軌跡的變化，同時在坐標系中生成相應的時間一速度圖像。通過這種方式，學生能夠正確理解勻變速直線運動中速度均勻變化的特點，而PPT的平滑切換功能則可以向?qū)W生展示汽車在不同時刻的速度狀態(tài)，讓學生直觀感受速度變化的連續(xù)性。此外，教師還可以引入數(shù)字孿生平臺，創(chuàng)設勻變速運動的實驗場景，讓學生自主設定物體的質(zhì)量、形狀及初始速度等參數(shù)，系統(tǒng)會根據(jù)學生設定的參數(shù)自動生成不同維度的圖像。隨后，學生可改變物體參數(shù)，嘗試從不同視角分析物體運動速度快慢的差異，從而增進對加速度與合外力、質(zhì)量等指標關系的理解，有助于促進學生對物理知識的內(nèi)化與遷移。

（二）引入網(wǎng)絡資源，促進自主探究

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與應用，網(wǎng)絡資源已成為支撐學生學習的重要工具。應用網(wǎng)絡資源引導學生自主探究也是高中物理教學改革的重要方向。具體來說，互聯(lián)網(wǎng)中存在著大量的物理課件、視頻教程及在線題庫等資源，這類資源不僅可以幫助學生鞏固所學，還能激發(fā)其學習興趣，讓學生在自主探究中培養(yǎng)科學素養(yǎng)，發(fā)展創(chuàng)新精神。

以人教版必修第一冊“牛頓第二定律”這一課為例，教師可先制作關于“牛頓第二定律”的微課視頻，在視頻中展示常見的生活現(xiàn)象，如推箱子，根據(jù)人推箱子時用力狀態(tài)的不同，引出力、質(zhì)量及加速度等概念，再通過動畫演示、概念推導等方式，向?qū)W生介紹牛頓第二定律公式。最后，教師可設置引導性問題“若改變物體質(zhì)量或外力大小，加速度會發(fā)生怎樣的變化？”引導學生主動思考，基于已有知識進行探究，為后續(xù)具體教學的順利實施做好準備。當課程結束后，教師應用學科網(wǎng)中的在線題庫功能，根據(jù)學生的學習情況在其中篩選基礎題、提高題和拓展題，為學生布置分層作業(yè)，幫助學生鞏固知識。如對于基礎薄弱的學生，可從公式的概念及應用出發(fā)，讓學生計算“已知物體質(zhì)量為 3kg ，收到的合外力為6N，該物體的加速度”等問題，夯實學生的知識基礎；對基礎較好的學生，則設置拓展題，如“在斜面上放置一個物體，請根據(jù)斜面傾角、物體質(zhì)量及物體與斜面間的摩擦系數(shù)，計算物體沿斜面下滑的加速度”，讓學生綜合應用所學知識解決問題。當作業(yè)完成后，系統(tǒng)會自動批改學生的作業(yè)完成度，生成詳細的錯題報告，以便學生對自己知識中的薄弱點有明確地了解，并在后續(xù)學習中進行針對性的改進提升。而教師也可以通過調(diào)取學生的錯題報告，全面了解學生的學習情況，據(jù)此對后續(xù)教學方案進行調(diào)整，進一步提高物理學習對學生的吸引度，促進學生自主探究，這對其自主學習能力的培養(yǎng)有著積極的促進作用。

（三）模擬虛擬實驗，提高實踐能力

實驗教學是高中物理教學的重要環(huán)節(jié)，但在以往的教學過程中，受時間、場地及器材等多種因素的限制，學生往往很難充分進行實驗操作，導致自身實踐能力的發(fā)展受限，給后續(xù)學習更復雜的知識造成了負面影響。基于此，教師可應用虛擬軟件模擬實驗情境，讓學生在虛擬環(huán)境中完成實驗操作。這不僅可以擺脫傳統(tǒng)實驗教學中的不足，還能給學生提供重復操作的機會，增進其對實驗原理的理解和掌握。另外，虛擬實驗軟件還具有數(shù)據(jù)的實時處理與分析功能，學生可應用軟件對獲得的數(shù)據(jù)進行整合分析，繪制相應的圖表。通過這種方式，學生的實驗操作水平得到提升，有助于推進其科學素養(yǎng)的有效發(fā)展。

以人教版必修第一冊“萬有引力定律”這一課為例，方有引力定律的學習對學生來說難度較高，涉及的實驗條件也相對復雜，很難在現(xiàn)實中進行直觀演示。對此，教師可應用PhETInteractiveSimulations軟件輔助教學。該軟件中擁有大量的互動模擬實驗，且具有界面簡潔、操作難度低等優(yōu)勢，能夠?qū)⒊橄蟮奈锢砀拍钷D(zhuǎn)化為直觀的實驗現(xiàn)象，有助于學生增進知識理解。對此，教師可應用該軟件指導學生驗證萬有引力定律。具體來說，學生可對不同天體的質(zhì)量、距離等參數(shù)進行調(diào)整，觀察不同條件下天體間引力及其運動軌跡的變化。例如，有學生按照現(xiàn)實數(shù)據(jù)設置地球和月球的質(zhì)量、距離，觀察此時月球繞地球的運動軌跡，再改變地球質(zhì)量，觀察月球運動軌跡的變化。通過這種方式，學生仿佛親手操控天體，不僅可以增進對萬有引力定律的理解，還能鍛煉動手操作能力，有助于推進學生的全面發(fā)展。另外，對學生在實驗中獲取的一系列數(shù)據(jù)，教師可指導學生將這些數(shù)據(jù)導入Excel表格中，借助Excel的各種公式，快速計算不同條件下的引力數(shù)值，再應用數(shù)據(jù)排序、篩選等功能，對數(shù)據(jù)進行整理，觀察其中的規(guī)律。例如，有的學生篩選出天體距離與引力大小的數(shù)據(jù)，應用Excel的圖表功能繪制引力大小隨距離變化的折線圖，并通過對圖表進行分析，得出引力與距離的平方成反比這一結論。從實際及教學效果來看，這種可視化的教學模式比單純的公式推導更加直觀易懂，還能培養(yǎng)學生從數(shù)據(jù)中挖掘物理規(guī)律的能力，有助于提高學生的實踐能力，促進其對所學知識的深人理解。

（四）增強課堂互動，活躍課堂氛圍

為拉近師生距離，活躍課堂氛圍，促進課堂教學的高效開展，教師可引入互動式軟件工具，創(chuàng)設積極向上的學習環(huán)境，激發(fā)學生對物理知識的學習興趣。教師可應用希沃白板的繪圖、批注等功能，動態(tài)展示物理模型，引導學生積極討論。同時，教師應用分組競賽、搶答等互動功能，激發(fā)學生的競爭意識，促使學生在競爭氛圍中積極思考、踴躍發(fā)言，并通過操作白板展示自己的解題思路，實現(xiàn)與教師及其他學生的深度互動，提升對物理知識的理解與掌握程度。另外，教師還可以應用UMU互動平臺構建全場景互動教學模式。UMU互動平臺集成了內(nèi)容生產(chǎn)、互動學習及數(shù)據(jù)追蹤等功能，在高中物理課程學習的前、中、后期均發(fā)揮著重要的作用。如在課前，教師可應用該平臺發(fā)布預習任務，并給學生推送微課視頻、布置思考問題，讓學生在預習過程中自主探索。課中，教師可應用平臺的直播功能進行線上授課，并應用實時投票、彈幕提問及在線答疑等功能，了解學生對知識點的掌握，并對后續(xù)的教學方案進行調(diào)整。在課后，教師可通過平臺發(fā)布作業(yè)和拓展資料，由平臺進行自動批改和統(tǒng)計，及時反饋學生的學習情況。此外，在知識復習及新課預習等環(huán)節(jié)，教師同樣可應用互動軟件，利用在線交流平臺創(chuàng)設線上討論區(qū)，讓學生在該平臺中進行交流探討，分享自己的學習心得及疑惑。以洋蔥學園為例，教師可讓學生登錄洋蔥學園平臺，自主觀看微課視頻，完成配套練習。同時，洋蔥學園中的“AI助教”功能還可以基于知識圖譜化解和自然語言處理技術，在學生遇到問題時給予及時的幫助指導，并預測學生在后續(xù)學習中可能遇到的困難，進而生成個性化的學習預警。通過這種方式，學生的復習效率得到提升，還能在復習中深化知識理解，滿足學生的個性化學習需求，真正實現(xiàn)課堂學習從“群體化”向“個性化”轉(zhuǎn)變，為學生自主學習能力的提升奠定基礎。

（五）搭建在線平臺，促進自主學習

在線學習平臺是信息技術的主要載體，也是促進物理教學高效開展的重要途徑。在信息化背景下，教師可應用“國家中小學智慧教育平臺”和“ClassIn在線教室”等工具為依托，促進高中物理教學從傳統(tǒng)模式向數(shù)字化、個性化轉(zhuǎn)型。首先，在學習資源利用這方面，“國家中小學智慧教育平臺”包含海量的物理教學資源，且按照素材特點進行分類。這使得學生可依據(jù)自身的學習進度及需求，應用平臺的資源分類檢索功能獲取資源，有助于激發(fā)學生的自主學習動力。提高學習積極性。其次，在學習實踐這方面，“ClassIn在線教室”的協(xié)作功能能夠為學生的自主學習提供有力支撐。具體來說，教師可在平臺上創(chuàng)設小組討論，讓學生以小組為單位，圍繞具體問題進行協(xié)作探究，共同分析解題策略，從而增進對物理概念的理解，發(fā)展合作意識。這不僅可以幫助學生鞏固所學知識，促進自主學習習慣的形成，還能培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力，有助于推進學生的共同進步。

四、結束語

在信息化背景下，高中物理教師應及時轉(zhuǎn)變自身教學理念，積極引人信息技術優(yōu)化教學模式，給學生帶來更加直觀生動的學習體驗，促進物理課堂教學的高效開展?；诖耍恼绿岢隽宿D(zhuǎn)換知識呈現(xiàn)方式、引入網(wǎng)絡資源、模擬虛擬實驗等措施，以期促進信息技術在高中物理教學中的有效融入，為學生學習提供助力。

作者單位：權耀斌甘肅省甘南州臨潭縣第二中學

參考文獻

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