信息技術(shù)環(huán)境下初中物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)模式研究

楊文麗

(福建省武夷山第三中學(xué) 福建 武夷山 354300)

隨著素質(zhì)教育理念的落實(shí)，教學(xué)目標(biāo)發(fā)生了非常大的變化，倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、樂(lè)于探究、勤于動(dòng)手，要培養(yǎng)物理素養(yǎng)，增強(qiáng)獲取知識(shí)的能力，以及分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。在初中物理新課標(biāo)中也曾指出：實(shí)驗(yàn)作為物理教學(xué)的重要組成部分，要讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，培養(yǎng)探索精神，科學(xué)探究素養(yǎng)，充分利用信息化技術(shù)，創(chuàng)新教學(xué)手段和教學(xué)模式。因此，本文分析了信息技術(shù)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用的意義，解讀了其運(yùn)用原則，制定了有效實(shí)施策略。

1.信息技術(shù)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用的意義

1.1 有利于培養(yǎng)自主實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣。在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，都是教師演示學(xué)生模仿的一個(gè)過(guò)程，學(xué)生是處于被動(dòng)學(xué)習(xí)、被動(dòng)探究，不僅不利于培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力，還會(huì)降低實(shí)驗(yàn)積極性。而信息技術(shù)環(huán)境下，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是以提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)為目標(biāo)展開(kāi)的教與學(xué)，教師可以充分利用互聯(lián)網(wǎng)手段，錄制實(shí)驗(yàn)微課，將學(xué)習(xí)前置，在微課引導(dǎo)下，促進(jìn)自主預(yù)習(xí)，然后在課堂實(shí)際教學(xué)的時(shí)候，以微課為載體，引導(dǎo)其進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)主動(dòng)學(xué)習(xí)能力。這樣不僅可以提高課堂參與興趣，還可以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)探究積極性，培養(yǎng)自主實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的能力。

1.2 有利于培養(yǎng)物理綜合素養(yǎng)。素質(zhì)教育要求在教學(xué)中，要以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為目標(biāo)。在初中物理教學(xué)中，主要包括物理觀念、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等素養(yǎng)，而實(shí)驗(yàn)作為物理教學(xué)的核心內(nèi)容，在實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)、動(dòng)手操作中，培養(yǎng)物理素養(yǎng)，教師要優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。而信息技術(shù)手段的應(yīng)用，為其提供了良好的前提條件，在教學(xué)的時(shí)候，可以利用信息技術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)情境、拓展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、設(shè)計(jì)導(dǎo)圖引領(lǐng)探究，既可以激活思維，培養(yǎng)良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，還可以提升實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)思維、物理觀念、科學(xué)態(tài)度等綜合素養(yǎng)。

1.3 有利于提高實(shí)驗(yàn)探究能力。從課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)看，學(xué)生在整個(gè)課堂上處于動(dòng)手探究、思考分析、觀察總結(jié)的一個(gè)過(guò)程，無(wú)論是課上探究，還是小組討論、自主實(shí)驗(yàn)分析，都需要學(xué)生的主動(dòng)參與。而信息技術(shù)環(huán)境下，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為學(xué)生提供了自我發(fā)展的舞臺(tái)，在實(shí)驗(yàn)探究的時(shí)候，可以為其設(shè)計(jì)微課，精準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)探究重難點(diǎn)，在總結(jié)階段，又可以為其提供探究過(guò)程，使其在回顧反思中，做到客觀點(diǎn)評(píng)，不僅可以使其融入整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)過(guò)程，還可以提高探究學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)科學(xué)探究思維素養(yǎng)。

2.信息技術(shù)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用的原則

2.1 要遵從啟發(fā)引導(dǎo)與素養(yǎng)培養(yǎng)的教學(xué)原則。物理是探究物質(zhì)、相互作用和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的自然科學(xué)，其本質(zhì)是促進(jìn)學(xué)生利用物理知識(shí)服務(wù)生活、創(chuàng)造社會(huì)。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生會(huì)經(jīng)過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、猜想假設(shè)、探究發(fā)現(xiàn)、討論交流、總結(jié)反思等幾個(gè)過(guò)程，無(wú)論是哪一環(huán)節(jié)都需要學(xué)生具備較強(qiáng)的思維能力，包括邏輯思維、推理思維、創(chuàng)新思維、批判思維、抽象思維等。因此，在利用信息技術(shù)引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)候，要遵從啟發(fā)引導(dǎo)和素養(yǎng)培養(yǎng)的原則，在激發(fā)自主實(shí)驗(yàn)興趣的基礎(chǔ)上，通過(guò)信息情境和問(wèn)題引導(dǎo)等，激活思維，培養(yǎng)科學(xué)探究素養(yǎng)，在優(yōu)化內(nèi)容指導(dǎo)總結(jié)反思的時(shí)候，結(jié)合生活實(shí)際，實(shí)現(xiàn)有效應(yīng)用，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，從而提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

2.2 要遵從學(xué)生發(fā)展與物理課標(biāo)要求相統(tǒng)一的原則。信息技術(shù)環(huán)境下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅創(chuàng)新了教學(xué)模式，還改變了實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方法，學(xué)生可以充分經(jīng)過(guò)微課課件指導(dǎo)、信息教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化，進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)探究。但是，由于信息技術(shù)教學(xué)模式還不成熟，在完善、發(fā)展的階段，在實(shí)踐的時(shí)候，倘若教育理念和教學(xué)方法與學(xué)生發(fā)展不相適應(yīng)，很容易出現(xiàn)信息教學(xué)內(nèi)容雜亂無(wú)章，重點(diǎn)理不清的問(wèn)題。因此，在信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，為提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，教師要遵從學(xué)生發(fā)展與物理課標(biāo)要求相統(tǒng)一的原則，結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生自身實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)能力為前提，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提高課堂教學(xué)質(zhì)量，真正做到高效教學(xué)，發(fā)揮信息技術(shù)教學(xué)的育人價(jià)值。

3.信息技術(shù)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用的有效措施

3.1 微課引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，激發(fā)自主實(shí)驗(yàn)興趣。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，問(wèn)題是激發(fā)探究學(xué)習(xí)，引導(dǎo)自主實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)科學(xué)思維素養(yǎng)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)探究能力的重要前提。因此，信息技術(shù)環(huán)境下，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以以微課為載體，引導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在自主實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，通過(guò)微課觀察和預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)問(wèn)題，激發(fā)自主實(shí)驗(yàn)探究的學(xué)習(xí)興趣，為提到課堂參與性，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)習(xí)慣奠定良好的前提條件。

例如，在教學(xué)《牛頓第一定律》物理內(nèi)容時(shí)，伽利略認(rèn)為：運(yùn)動(dòng)物體如果不受其他力的作用，將會(huì)繼續(xù)保持同樣的速度沿直線永恒的運(yùn)動(dòng)下去。那么，在教學(xué)的時(shí)候，可以利用信息技術(shù)制作微課課件，在課件中播放伽利略的理想實(shí)驗(yàn)，小球運(yùn)動(dòng)與斜面高度的實(shí)驗(yàn)視頻，在實(shí)驗(yàn)觀看的過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題：運(yùn)動(dòng)物體如果不受其他物體的作用，會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去嗎？在實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)的過(guò)程中，激發(fā)自主實(shí)驗(yàn)探究興趣，然后在課件中為其播放滑塊從斜面滑下，逐漸家校水平面粗糙程度，測(cè)量滑塊在水平面上的運(yùn)動(dòng)距離，推測(cè)滑塊與水平面間沒(méi)有摩擦力時(shí)滑塊的運(yùn)動(dòng)狀況的實(shí)驗(yàn)視頻，在實(shí)驗(yàn)觀看中，通過(guò)記錄滑塊受到的摩擦力大小、滑塊在水平面上的運(yùn)動(dòng)距離、接觸面的變化等，引導(dǎo)其發(fā)現(xiàn)問(wèn)題假如平面足夠光滑，滑塊的運(yùn)動(dòng)情況會(huì)怎樣？通過(guò)微課引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)，提高自主預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)能力，然后在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)候，讓學(xué)生根據(jù)微課課件進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)探究，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的過(guò)程中，激發(fā)自主實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)和科學(xué)思維。

3.2 設(shè)計(jì)思維導(dǎo)圖，猜想假設(shè)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)是教師教學(xué)的重要目標(biāo)之一，也是創(chuàng)優(yōu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的基礎(chǔ)。那么，在信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以利用信息技術(shù)設(shè)計(jì)思維導(dǎo)圖，以導(dǎo)圖呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，激活思維，在猜想假設(shè)的過(guò)程中，培養(yǎng)科學(xué)思維和實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)，增強(qiáng)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

例如，在探究《凸透鏡成像》物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，重點(diǎn)是引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究理解凸透鏡成像的規(guī)律，知道凸透鏡成放大、縮小實(shí)像和虛像的條件，能夠在探究活動(dòng)中，初步獲得提出問(wèn)題的能力，使其能夠大膽猜想和建設(shè)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究論證。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，可以利用信息技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)設(shè)計(jì)思維導(dǎo)圖，將學(xué)生的注意力集中在導(dǎo)圖上，根據(jù)導(dǎo)圖猜想假設(shè)，制定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)步驟，如可以利用信息技術(shù)，以凸透鏡成像為核心，以透鏡在生活中的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)器材，實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)過(guò)程，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為分支，根據(jù)分支引導(dǎo)其自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在導(dǎo)圖呈現(xiàn)的過(guò)程中，引導(dǎo)提出問(wèn)題，做猜想假設(shè)，如：

①透鏡利用什么元件成像和成像有什么差異？

②照相機(jī)、投影儀和放大鏡都有凸透鏡，但有大小、倒正和虛實(shí)的差異，那么在此次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，透鏡成像的大小、倒正、物距有什么關(guān)系？

在提出問(wèn)題的過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合導(dǎo)圖和問(wèn)題，做實(shí)驗(yàn)猜想，如“凸透鏡所成像可能和物距和像距有關(guān)”在做出實(shí)驗(yàn)猜想假設(shè)的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)其根據(jù)導(dǎo)圖補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)過(guò)程，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)候，最后利用信息技術(shù)手段，模擬凸透鏡成像動(dòng)態(tài)變化視頻，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)猜想驗(yàn)證，從而提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

3.3 創(chuàng)設(shè)信息情境，探究發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)科學(xué)思維習(xí)慣。實(shí)驗(yàn)是一個(gè)探究發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，會(huì)直接影響到探究的結(jié)果。而信息技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在知識(shí)技能上起到了主要的作用，它可以建立知識(shí)庫(kù)，為其拓展實(shí)驗(yàn)信息資源，為學(xué)生驗(yàn)證自己的實(shí)驗(yàn)猜想，認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)原理，使其設(shè)計(jì)出最佳實(shí)驗(yàn)方案起到了重要的作用。因此，在實(shí)際教學(xué)中，可以利用信息技術(shù)，創(chuàng)優(yōu)實(shí)驗(yàn)情境，拓展學(xué)習(xí)內(nèi)容，在探究發(fā)現(xiàn)的過(guò)程中，培養(yǎng)科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的素養(yǎng)。

例如，在探究學(xué)習(xí)《物質(zhì)的比熱容》物理內(nèi)容時(shí)，在實(shí)驗(yàn)探究階段，是基于與物體溫度有關(guān)、與物體質(zhì)量有關(guān)、與物體溫度變化有關(guān)、與物質(zhì)種類有關(guān)、與物質(zhì)的物態(tài)變化有關(guān)等內(nèi)容進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)探究，需要經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，在對(duì)比探究、綜合分析中促進(jìn)理解消化，因此，在實(shí)驗(yàn)探究的時(shí)候，可以利用信息技術(shù)，設(shè)計(jì)信息情境，同步播放各個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以組為單位，讓每一學(xué)生小組負(fù)責(zé)一組實(shí)驗(yàn)，在視頻觀看的過(guò)程中，引導(dǎo)其利用信息技術(shù)建立表格，進(jìn)行同步分析，然后在學(xué)習(xí)交流群中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)成果共享，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析，探究物質(zhì)的比熱容，對(duì)猜想進(jìn)行驗(yàn)證。這樣既可以培養(yǎng)科學(xué)探究思維的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，又可以促進(jìn)共同學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步，在信息情境教學(xué)中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M引領(lǐng)，自主探究發(fā)現(xiàn)等，引導(dǎo)其建立知識(shí)資源庫(kù)，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)成果，利用信息技術(shù)手段，建立信息資源庫(kù)，分析其在實(shí)際生活中的運(yùn)用，加深對(duì)比熱容的理解和消化。

3.4 創(chuàng)優(yōu)教學(xué)氛圍，討論交流，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)理解消化。在討論實(shí)驗(yàn)成果階段，學(xué)生可以充分利用信息技術(shù)，以文字、圖形、動(dòng)畫(huà)的形式將實(shí)驗(yàn)成果進(jìn)行充分展現(xiàn)，對(duì)于學(xué)習(xí)而言，做到了科學(xué)、全面；對(duì)于學(xué)生而言，即改變了學(xué)法，又可以增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)感；對(duì)于教師而言，做到了將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交換給學(xué)生，充分改變了教與學(xué)之間的關(guān)系，是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的有效手段。因此，可以利用信息技術(shù)，創(chuàng)優(yōu)教學(xué)氛圍，構(gòu)建多元點(diǎn)評(píng)體系，促使總結(jié)反思更加高效。

例如，在教學(xué)《串聯(lián)和并聯(lián)電路的電流》物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，旨在通過(guò)探究串聯(lián)、并聯(lián)電路電流規(guī)律，認(rèn)識(shí)串并聯(lián)電路特點(diǎn)和連接，加強(qiáng)使用電流表的技能。那么，在實(shí)驗(yàn)總結(jié)反思的時(shí)候，可以利用信息技術(shù)手段，將學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)過(guò)程中的所提問(wèn)題，以及實(shí)驗(yàn)猜想、實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析等內(nèi)容以文字、圖形、動(dòng)畫(huà)的形式進(jìn)行呈現(xiàn)，還可以將課堂自主實(shí)驗(yàn)探究視頻進(jìn)行公布，在資源共享的基礎(chǔ)上，組織學(xué)生進(jìn)行討論交流，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)所提供的信息資源，讓學(xué)生討論分析進(jìn)行自我點(diǎn)評(píng)，說(shuō)一說(shuō)自己在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的所作所為，自己學(xué)到了什么，然后進(jìn)行互評(píng)，讓學(xué)生彼此說(shuō)一說(shuō)自主實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的優(yōu)缺點(diǎn)，在學(xué)生點(diǎn)評(píng)、討論交流中，由教師進(jìn)行總結(jié)，最后，在課后記錄實(shí)驗(yàn)反思的過(guò)程中，為其制作實(shí)驗(yàn)微課，將實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)點(diǎn)評(píng)等信息進(jìn)行充分融合，促使反思更加客觀、精準(zhǔn)、有效，促進(jìn)對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解消化。

4.結(jié)語(yǔ)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，需要學(xué)生經(jīng)過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、猜想驗(yàn)證、探究發(fā)現(xiàn)、討論交流等環(huán)節(jié)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要具備較強(qiáng)的思維能力和探究能力，而信息技術(shù)教學(xué)手段的運(yùn)用，為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)條件。因此，教師一定要重視信息技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用，通過(guò)引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、設(shè)計(jì)導(dǎo)圖激活思維、創(chuàng)設(shè)情境促進(jìn)探究、創(chuàng)優(yōu)氛圍客觀點(diǎn)評(píng)等，使其充分認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)原理，促進(jìn)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的掌握和消化。