試論信息技術在物理實驗教學中的應用

【摘要】在教育的不斷改革與創新過程中，信息技術得到了更加廣泛的應用，在物理實驗教學中應用信息技術使得教學質量極大的提高，促進學生的全面發展，因此，必須要重視信息技術的有效應用，將信息技術與教學融合在一起，充分發揮出信息技術的作用。本文主要針對目前信息技術在物理實驗教學過程中的應用進行了分析與討論。

【關鍵詞】信息技術；物理實驗；教學；應用

一、信息技術在物理實驗教學中應用的必要性

（一）將信息技術的優勢發揮出來

隨著信息化社會的不斷進步，信息技術的應用越來越廣泛，該技術可以有效地利用計算機的文本、圖像、視頻、動畫、聲音等特征將抽象的物理知識變得更加具體化，從而強化學生的理解與記憶。除此之外，信息技術中的多媒體技術則可以利用其可視性、交互性以及模擬性來優化物理實驗的教學效果，對于一些校內無法開展的實驗活動可以利用多媒體對實驗過程進行模擬并展現在學生面前，吸引學生的注意力，完善學生的知識體系。

（二）打破傳統實驗教學的局限性

在傳統的實驗教學過程中，由于學校的實驗器材有限，開展的實驗也多數是由教師單一地進行實驗效果的展示，學生并未真正地參與到實驗過程中來，在此過程中，學生的積極性與主動性逐漸降低，教學質量偏低。通過信息技術的引入則可以有效地打破傳統教學模式中的限制，使學生對實驗過程更加深入地了解與掌握，從而提高教學質量。

二、信息技術在物理實驗教學中的應用

（一）在初中階段物理教學中的應用

1.初中物理實驗教學的主要特征

初中階段的學生對于物理的學習處于開始階段，面對內容較為抽象復雜的物理知識，學生在理解及記憶上都存在一定的難度，所以，教師在教學過程中經常會通過實驗演示的形式提高學生的理解，目前初中的實驗教學則主要是以教師為實驗操作主體，學生僅僅是觀察者，在這種模式下并不利于學生的學習，初中生正處于好奇心極強的階段，對于初中生來說，如果可以親自動手來完成相關的實驗操作一定會增強其學習興趣，更加深刻地理解并記憶物理知識。

2.信息技術在實驗教學中的應用分析

信息技術在目前的教學活動中已經得到了較為廣泛的應用，然而在應用過程中也逐漸產生一些問題，對學生的學習產生了負面影響。在初中物理實驗教學過程中同樣存在一定的問題，為了更好地解決這些問題，首先教師必須要充分提高自身的專業素質，在進行實際的教學中也要采用更加科學合理的教學方法。例如，在初中三年級人教版物理教材中的《分子熱運動》一課，其中的知識點主要包括分子的擴散現象以及分子間的相互作用力等。對于學生的學習來說，分子運動內容十分抽象，難以充分的理解，因此有效地利用信息技術則可以幫助學生更好地理解。對于分析擴散現象進行實驗教學可以更好地幫助學生對相關知識進行理解，然而課堂教學時間較短，大量的進行實驗教學會導致課堂內容的講解受到限制，通過多媒體對實驗過程進行充分的展示，既可以讓學生看到實驗的實際過程，同時也打破了對于教學時間的限制，完善課堂教學質量。在對水及硫酸銅溶液的擴散現象進行講解時，如果直接進行實際實驗操作，由于實驗過程較長，短時間內無法看到實驗結果，然而利用多媒體及Flash動畫對實驗過程進行演示，在做到了將實驗過程充分演示的同時也更好地節約了課堂時間，增加了課堂容量。

（二）在高中物理實驗教學中的應用

1.高中物理實驗教學現狀

高中物理實驗教學對于物理教學質量起到了至關重要的作用，然而受到一定條件的限制，導致高中物理實驗教學的現狀中存在一定的問題，并沒有達到更好的教學效果。由于高中階段的學習較為緊張，所以教師在進行物理實驗教學的過程中為了減少實驗占用的課堂時間，通常會選擇以教師為主要操作人員進行實驗演示的方式進行教學，教師在講臺上進行一定的實驗操作，在此過程中，座位相對靠后的學生可能并沒有看清實驗操作過程，并且學生沒有親自參與到實驗過程之中，對于實驗效果的理解與記憶并不深刻。除此之外，部分教師則直接忽略實驗操作，僅僅是通過教材上的圖片對學生進行一定的講解，在這種情況下，學生更無法充分地理解，導致高中物理實驗教學中存在許多不足之處。

2.高中物理實驗教學中應用信息技術的策略

（1）利用多媒體對實物投影，增強實驗的可視度

隨著教育事業的不斷發展，教學改革的不斷進步，充分利用多媒體設備可以使得物理實驗教學的效果更加理想。多媒體設備的投影功能在進行教學的過程中是較為常見的一種應用，通過對實驗操作的投影可以使得班級各個位置的學生都能夠更加清晰地看到實驗的整個操作過程，提高實驗的可視度。與此同時，對于一些實驗效果較弱的物理實驗來說，投影技術則可以通過對實物的放大更加清晰地展現出實驗效果。例如，在對于波的干涉進行實驗操作的過程中，由于實驗主要通過水溶液來實現，并且實驗現象不明顯，在此過程中只有前排學生可以清晰地看到實驗的效果，通過對實物的投影，實驗器材可以在投影屏上放大倍數，學生則可以更加清楚地看到實驗的整體過程以及產生的效果，從而使得實驗教學質量得以提高，學生的理解加深。

（2）通過對信息技術中的連拍功能的應用增強實驗的直觀性

在高中的物理實驗中，很多實驗都具有變化速度較快的特征，對于這些實驗的展示過程中，學生往往并沒有真正觀察到實驗變化的過程及結果。這時，則可以有效地利用數碼相機等設備對實驗過程進行連續拍攝，通過對實驗過程的抓拍可以更加直觀地將實驗過程中的變化呈現給學生。例如，在教師講解到物體自由下落的內容時，在傳統的速度測量實驗過程存在一定的問題，使得測量結果并不精確，然而通過數碼相機的連拍功能則可以將整個運動過程中所經過的長度進行更加準確的測量，操作更加簡單，并且實驗效果更加直觀。

（3）利用信息技術中電子白板的放映功能使得實驗更加形象

雖然當前學校對于物理實驗的重視程度較高，并且在實驗器材的準備上也相對更加完善，然而對于一些操作復雜及存在一定安全隱患的實驗，學生并不能參與到實驗之中，往往只能依據教材中提供的圖片對實驗過程進行想象，實驗教學效果不佳。利用電子白板放映實驗過程的視頻及圖片則可以讓學生看到更加形象的實驗過程，更加直觀地將相關的物理知識呈現出來，加深學生的理解，促進學生物理成績的提高。例如，在高中物理教學過程中對于《簡諧運動》一課進行實驗教學時，由于在實際操作過程中的彈簧振子振動速度較快，并不能有效地觀測到實驗過程及實驗結果，教師在這種情況下只能讓學生通過教材中的圖片對知識內容進行理解。利用信息技術中電子白板的仿真功能則可以形象生動地將振動情況展現出來，學生可以通過該功能看到更加清晰的實際效果，并且對相關知識內容做到更加科學合理的分析與理解。

三、在大學物理實驗教學中的應用

（一）大學物理實驗教學的主要特征

本科的物理實驗教學中主要以驗證性實驗為主，因此對于實驗數據進行處理的過程中，必須要做到仔細認真、實事求是。學生在進行物理實驗驗證的過程中，首先要認真記錄實驗中的每一個數據，之后對數據進行處理與分析，從而結語出一定的實驗結論，加強對物理理論知識的理解與掌握，同時加強學生的科研能力與實踐能力。

（二）在大學物理實驗教學中信息技術的主要應用

1.互聯網綜合實驗教學平臺的建立

通過互聯網技術可以有效地將實驗教學設備之間進行互聯，學生在進行預習實驗的過程中則可以通過遠程操作對實際的實驗設備進行了解，從而使得學生能夠對物理實驗的學習進行一定的預習，教師在此過程中也可以更好地對學生應用實驗設備的操作進行一定的監控。與此同時，可以結合相應的信息技術對一些設備的錯誤操作進行分析，對儀器進行實時保護，使得設備故障的發生率大大地減少，進而提高實驗教學設備的使用率，促進大學物理實驗教學的有效開展。

2.虛擬仿真實驗的開展

在當前教學水平的不斷提高下，虛擬仿真實驗是進行實驗教學研究過程中的一個重要的研究方向，目前，在國內的多個高校之中已經取得了良好的研究成果，通過信息技術的應用，對于大學的物理實驗教學也應該著手于物理理論模型的虛擬仿真實驗的建立，通過對理論實驗的虛擬仿真可以更好地避免實際實驗中出現的問題，提高教學效率與教學質量。

3.基于大數據分析的教學分析平臺的建立

隨著信息化技術的不斷進步，大數據分析技術已經成為信息技術的重點。在物理實驗教學的過程中，利用信息技術可以建立完善的大數據分析平臺，通過大數據的對比，可以實現對實驗報告的評價查重、課程教學效果的分析、學生實踐技能的分析與指導、物理實驗設備的管理以及教師教學水平的綜合分析等多個方面的功能，進而充分提高物理實驗教學的質量。

四、信息技術應用于物理實驗教學中的注意事項

物理課程本身具有很高的科學性與嚴謹性，對于物理實驗的過程與結果同樣要求較高，對于過程的要求更加嚴謹，對于結果的要求更加真實與準確。因此，在信息技術的應用過程中，首先必須要確保其符合物理實驗教學的基本要求。多媒體技術在實驗教學中的應用雖然給教學效果帶來了一定的提高，但是在此過程中，學生的實踐能力并沒有得到充分的鍛煉，必須要加強學生的實踐動手能力。

在教學過程中，提高學生的學習積極性是促進教學質量提高的基礎，將信息技術應用到教學中時，同樣要了解學生對于教學的態度，根據學生的興趣對信息技術進行綜合分析，盡可能地提高學生的積極性。由于學生之間存在一定的差異性，因此，在實驗教學過程中運用信息技術時必須要針對不同學生的接受能力選擇適當的講解速度，使得每一位學生的學習都可以得到更加充分的理解與掌握。

五、結語

隨著信息化科學技術的不斷進步以及教育事業的不斷發展，信息技術在教學過程中的應用起到了至關重要的作用。通過信息技術在物理實驗教學中的應用，有效地提高了學生的科研實踐能力，擴大了課堂容量，進而使得教學效果以及學生的學習效果得到充分的提高。因此，在未來的教學過程中，教師必須要不斷地學習新型的信息技術并科學合理地運用到教學之中，為國家培養出更多的全面性人才，促進社會的發展。

參考文獻

[1]陳滿地.例談網絡技術在物理實驗教學中的應用[J].考試周刊，2018（19）：150.

[2]高世明.淺談現代信息技術在高中物理實驗教學中的應用[J].新課程導學，2018（11）：24.

[3]顧培琳.DIS實驗在高中物理教學中的優化應用及有效性研究[D].上海：上海師范大學，2012.

[4]紀光宗.信息技術融入高中物理實驗教學的研究[D].煙臺：魯東大學，2016.

[5]賀明月.信息技術促進高中物理實驗教學創新的研究[D].長春：東北師范大學，2013.

[6]李琪.信息技術在初中物理課堂演示實驗教學中的應用研究[D].成都：四川師范大學，2013.

[7]嚴慶勇.巧借現代信息技術平臺，速建精彩物理實驗課堂——淺談信息技術在高中物理實驗教學中的應用[J].科技資訊，2014，12（17）：25.

作者簡介：吳文貴（1983.01—），男，福建福州人，學士，二級教師。