基于核心素養的高中物理教學與信息技術融合初探

陳芳

摘要：本文從物理學習深度和廣度的延伸、課堂教學的互動、實驗探究的簡化和精確、物理知識形象化四個方面闡述信息技術與物理教學融合的一些感悟，探討如何讓學生在接受物理教育過程中逐步形成科學素養、實踐素養、信息技術素養、學習素養、環境素養，具備適應終身發展和社會發展需要的必備品格和能力。

關鍵詞：物理核心素養;信息技術

中圖分類號：G623.5? 文獻標識碼：A 文章編號：ISSN1001-2982（2019）07-097-01

教育是什么？個人認為不僅是 “教”更是“育”，雅斯貝爾斯說：教育是人的靈魂的教育，而非理性知識的堆積。從應試教育到素質教育再到素養教育，教育越來越趨向于育人，如何在新課程改革的大背景下轉變教育理念，緊跟時代步伐，以學生為中心，進行多元化教學，滿足他們獨特的個人成長需求是每個教育工作者不斷思考的問題。隨著人類已經進入信息時代，信息媒體承載的多元化、集成化、交互性的特征對教育的影響不容忽視。傳統教學較為關注學生對于物理基礎知識的記憶，忽視了學生實踐能力和創新思維的培養，而且很多的知識內容如果僅僅依靠教師的講解學生是難以認知和領會的。信息技術與高中物理教學的融合不僅能夠對物理學科的特點和優勢進行整合，還能夠對于其中的不足進行有效彌補，增加知識的形象化，在培養學生物理觀念、科學思維、科學探究及科學態度和責任方面的素養是極為有益的。以下是在融合探索過程的幾點體會：

一、利用網絡資源實現學生知識面的拓展、課堂容量的擴大

在互聯網飛速發展的時代，網絡資源十分豐富，各式網絡平臺也給人們提供了便捷的交流，在良莠并存的網絡世界如何正確高效獲取資源，實現教學目標值得探討，目前我的做法是利用平臺預習發布與教學有關的問題和資料，班級學生可以利用平臺的交流區提出個人對物理概念和規律的認識和理解，通過學生之間認知的碰撞和溝通提升對物理觀念的培養，帶著問題進入課堂教學更能摩擦出智慧的火花。

比如在“動量守恒”一節，我事先在平臺發布了“牛頓搖籃”幾種玩法的小視頻，提出為什么會產生這種現象，這幾個現象的共同點是什么？學生通過反復觀看，對圓周運動、碰撞、動量、能量損失、力的作用等物理過程和物理量變化進行了激烈的討論，培養了學生學會從物理的視角認識客觀事物的本質屬性、內在規律和相互聯系。并且不少同學還猜想和設計了更多效果，提升了創造性見解的能力和品質，加深了對個體、系統、內力、外力幾個物理概念的認識。第二天在課堂上利用“牛頓搖籃”驗證猜想，成功的同學獲得了極大的滿足感，失敗的同學則多了“為什么”的疑惑，產生了探索原因的動力，大家課堂聽得更專注。

除了預習方面有利于加深學生對知識的理解，平臺也有大量的教學微視頻、練習可供自主選擇，學生可以根據個人情況和需求而定。通過平臺，學生能夠接觸到不同教師的教學方式和風格，不同的思維角度，不同的知識題型，對教學的深度和廣度有很大的提升。

二、信息技術提升物理課堂教學的互動性，使教學效果反饋及時化

隨著科技發展，各類電子產品和應用軟件層出不窮，手機的控制是一個令教育工作者和家長頭疼的話題，然而對學生而言“堵”莫過于“疏”，要引導學生正確認識科學、技術、社會、環境相互關系，那么合理使用的時間和的途徑是關鍵。舉個例子：在“向心力與向心加速度”一節，我預先布置學生利用周末到游樂場體驗過山車、空中飛椅、海盜船等娛樂設施，并拍攝下來制成短視頻在課堂上放映，感受向心力的同時也傳遞了彼此的快樂，學生以輕松愉快的心情進入物理理論的學習，提高了課堂效率。因此學校和家庭只要注重引導學生在有益于學習生活方面的使用，包括聊天工具在學習上的交流討論都可以增加學生使用手機的正能量，根據“能量守恒”，自然負能量就少了。

又如電子白板、平板電腦、希沃軟件等教學方式的涌現使得課堂互動不再局限于提問或讓學生到黑板上解題。利用白板的展臺可以將物理實驗多角度投影到白板上，即使處于教室后面的同學也可以清清楚楚地觀察實驗的過程和現象，同時它還具有抓拍功能，可以將抓拍的瞬間展示出來。白板配合平板、希沃，課堂互動功能更是強大。答題統計功能讓教師迅速掌握學生的個人和整體答題情況，拍照上傳功能則解決了教師巡視教室幾圈也未必能找到典型的苦惱，屏幕上會顯示所有拍照上傳的圖片，全體答題情況盡收眼底，輕輕一點，某位同學的解題過程就放大展現在大家面前。例如在“伏安法測小電珠特性曲線”實驗中，由于同學們對分壓式接法接受存在一定困難，尤其是實際操作方面更為薄弱，所以這節實驗是糾錯的好時機，但是實驗器材連接好后不利于搬動展示，因此可以要求學生連接完成后拍照上傳，選取幾個典型的錯誤供大家分析討論。這種方式不僅形象展示了實驗中的錯誤，也極大節省了課堂時間，提高了課堂的互動性。

信息技術支持下的教學活動，增強了課堂的互動，克服了以往教學延時反饋的弊端，既可以在教與學的過程中提供診斷性反饋，也可以在教學結束后提供總結性反饋，為教學過程的調控和教學結果的評價及時提供依據。

三、依托信息技術培養學生實驗探究素養

物理是一門以實驗為基礎的科學，學生對大部分物理知識和規律的認識都需要通過實驗構建，而信息技術的發展，簡化了實驗處理，提高了實驗的精確度。以一維彈性碰撞為例，教學設計中學生分組實驗配置了傳感器，其目的是在驗證科學規律，培養實驗技能。同時使學生在學習過程中逐步形成科學探究能力，創新思維，在合作交流過程培養科學的態度和責任感。一維彈性碰撞在傳統教學中主要通過擺球碰前的釋放高度和碰后擺動的最大高度定性對比碰撞前后的速度，不利于學生觀察，而且精確度低。改用傳感器測量遮光時間，再利用EXCLE表格處理數據，其一如下圖

各組學生可以設計不同的碰撞質量和碰撞類型（彈性碰撞、非彈性碰撞、完全非彈性碰撞），每組選定一兩種方案實施操作收集數據，最后共享成果，對實驗探究過程和結果進行交流、評估和反思。借助于信息技術的處理，不僅提高實驗的精確度而且節約了重復計算的時間，更多側重于對實驗現象的和實驗數據的分析和邏輯推理，注重培養學生獲取和處理信息的基本科學方法和思維模式。

又如在“向心力與向心加速度”一節教學演示器材是圖1，它可以定性對比向心力與半徑、角速度、質量的關系，但無法得出定量的關系。利用圖2向心力傳感器及對應處理軟件可以精確地找到定量關系，并且不局限于傳統教具設定的半徑和角速度，數據測量密集性和連續性更強。收集數據后可利用軟件的擬合功能，對向心力與角速度一次方及二次方關系一目了然，如圖3。向心力與其他因素關系都可以基于實驗數據通過軟件的圖像處理方便快捷地找出定量的關系，與理論推導相互輝映，加深學生的物理觀念素養。

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四、信息技術的動畫模擬使物理教學更直觀，知識更形象

高中物理有不少的概念或者原理比較抽象，理解起來有困難，有些實驗受到條件的限制，難以操作或者現象不明顯，這類情況使用flash等軟件制作動畫將物理原理或實驗過程呈現出來，加深學生的認知，培養科學思維中的建模能力。比如在講解氣壓時，由于空氣看不見摸不著，學生無法憑空想象，而動畫模擬使之形象化，易于接受。但動畫畢竟是人“做”出來的，不免有“假”的感覺，物理學科的科學性，嚴謹性和真實性都有很高的要求，因此動畫模擬可以使現象的解釋簡單直觀，但切忌完全代替實驗，忽略學生實驗觀察或探究過程素養的形成。

信息技術的應用對物理教學起到了有益的補充，但過度使用并不利于學生在一些方面的能力發展，只有教學方式的多元化才符合學生的認知特點和個性需求。傳統教具也具有它的優勢，比如在“動量守恒”一節，最后我展示了一輛自制的小車：閉合開關，風扇轉動，小車前進;將小車包裹起來，即使風扇轉動，小車也不會前進。這個簡單的小實驗激發了學生極大的興趣，通過討論和分析不僅進一步鞏固了本節課的物理概念和規律，而且學會運用知識解釋生活中現象。

教無定法，學無定則，靈活運用，充分發揮信息技術的優勢，致力提高學生的物理核心素養。大浪淘沙，也許若干年后學生不記得具體的物理知識，但從物理的視角認識問題，解決問題的思想、方法和觀點已經根植于頭腦中，必將使之受益終身。

參考文獻：

[1] 陜西教育廳? 基于“物理學科核心素養”下的課堂教學思考? 2017-03-13

[2] 劉尚江 《中小學教育》2019年7月2期

（作者單位：福建省漳州第一中學）