信息技術與高中物理實驗教學的整合

祁天芳

【摘要】目前，信息技術已經逐漸滲透到人們的工作、學習、生活之中，而在教育領域，信息技術可以通過輔助教學的方式提高課堂教學質量。文章就信息技術與高中物理實驗教學的整合展開研究，探究在實驗教學中應用信息技術的優勢，為信息技術的滲透整合提供理論幫助。

【關鍵詞】高中物理；實驗教學；信息技術；整合

【中圖分類號】G633.7【文獻標志碼】A【文章編號】1004—0463（2021）20—0082—03

隨著社會的信息化發展，信息技術廣泛應用于物理實驗教學中。信息技術與物理學科的整合改變了傳統的教學模式，提高了課堂教學效率。

一、信息技術與高中物理實驗教學整合的優勢

1.實現微觀世界的可視化。高中物理實驗教學中涉及了微觀物理現象，若采取傳統的教學方法，學生難以觀察實驗過程與實驗結果，或僅聽教師教本宣科式的講解，學生只能進行感性認識，而導致認知理解出現問題[1]。將物理實驗教學與信息技術相互整合，通過計算機、多媒體的形式制作動畫，模擬微觀世界中的物理現象，可以讓學生在圖文并茂的動畫世界中掌握物理知識[2]。比如，在學習布朗運動時，對花粉顆粒被水分子撞擊后所產生的無規則運動進行實驗，通過多媒體的方式，可以加深學生對布朗運動的理解，也能讓學生明確認識到布朗運動是微小顆粒的無規則運動。

2.實現實驗過程與實驗現象的捕捉。在高中物理實驗中有部分實驗內容具有瞬間性，很多學生沒來得及觀看實驗過程便已結束。因此，將信息技術與實驗相互整合能夠捕捉瞬間的實驗過程與實驗現象。比如，可以通過手機或照相機以慢鏡頭錄像的方式進行攝像，并以慢放的形式加以播放，通過鏡頭慢放可以還原瞬間發生的實驗過程以及實驗現象，加深學生的記憶。

3.展現事物內部的復雜結構。在實驗教學中如果仍舊采取傳統的教學方法進行講解，對于事物內部復雜結構而言，學生無法理解，甚至還會產生抵觸心理。如果將信息技術融入其中，能夠有效地展示事物內部復雜結構，讓學生在學習過程中更加簡單與快捷。比如，學習汽油機工作時的四個沖程做功內容時，部分學生難以理解，但是將四個沖程制作成動畫，并通過多媒體的方式進行播放，可以讓學生快速掌握重點與難點。換而言之，在學習閃電的形成時，通過動畫的形式將閃電形成的過程播放，以此改變陳舊且乏味的教學現狀，在吸引學生注意力的同時可以提高教學質量。

4.再現經典的物理實驗。在高中物理課程中涉及了諸多著名的物理實驗，但是這一類實驗又無法再一次演示，為彌補這一遺憾，可以通過信息技術再現經典的實驗過程。比如，馬德堡半球實驗是讓馬匹拉動銅球的兩側，然后增加馬的數量，當增加到16匹的時候將馬德堡半球拉開，通過信息技術將馬德堡半球實驗以圖像或視頻的方式展現，可以調動學生學習的積極性，幫助學生掌握大氣壓強的物理知識[3]。

5.演示具有危害性的實驗。有非常多的實驗具有危害性，比如在學習生活中用電這一章節的時候，不正確的用電方式非常多，如果單純地進行實驗演示危害性比較大，會對學生以及教師的人身安全造成威脅。如果通過多媒體對不正確的用電現象進行演示，讓學生通過視頻的方式了解錯誤用電會產生哪些危害，就會讓學生明白安全用電的重要性，在防患于未然的同時也能分析觸電的原因，并掌握基本的電學知識。

二、信息技術與高中物理實驗教學整合的策略

1.借助多媒體課件構建物理情境。物理知識來源于生活，在課堂教學中，教師要通過物理現象幫助學生尋找規律，掌握技巧。應用多媒體技術可以為學生創設良好的物理情境，教師引導學生快速進入情境之中，對物理現象加以觀察，引導學生理解物理原理，提高學習效率。

2.演示實驗中應用信息技術。毋庸置疑，在物理課堂中演示實驗是最為常見的實驗類型，演示實驗可以快速引導學生掌握物理知識，但是也對教師的實驗操作能力提出了要求，在演示實驗中要明確實驗目的，突出實驗現象。教師要根據實驗的過程加以講解，引導學生進行思考與分析。為保證演示實驗的成功，教師在課外需多次練習，如此才能達到理想的教學效果。由于部分演示實驗難度較大，可運用信息技術，以動態化的方式展現實驗步驟與實驗過程，并且學生在觀看的同時也能強化記憶[4]。比如，在講到液體擴散現象時，無色的清水與硫酸銅混合時間需要30天左右，對此，為提高學生的學習興趣，物理教師可以對整個實驗過程進行錄像，讓學生觀看動態液體的擴散現象，并掌握基本的物理知識點。通過信息技術在觀察擴散現象時，學生不僅可以看到兩種液體之間的擴散現象，還可以通過慢放、倒放、重復播放的方式，讓學生反復學習觀看，強化記憶。

3.分組實驗中引入信息技術。在高中物理實驗教學中，學生分組實驗不僅符合以人為本的基本要求，而且能提高教學效率。在學生分組實驗之前，教師須根據教材的內容、實驗目的、實驗原理、實驗步驟進行講解，或通過PPT的方式省去板書畫圖的時間，將更多的時間留給學生進行實驗，如此在提高學生學習有效性的同時也能增強實驗教學的課容量。信息技術的有效應用可以改變傳統分組教學所帶來的不足與缺陷，學生可以通過模擬軟件進行實驗。比如關于電路的實驗，通過模擬軟件進行實驗，即便學生電路連接出錯也不會產生任何危險，且根據實踐證明，模擬軟件實驗方法圖文并茂，能夠帶給學生感官的刺激，并能加深學生的印象。

4.應用信息技術展示實驗過程。應用信息技術可以將物理實驗過程進行全面展示，有效提高學生的主觀能動性[5]。比如，學到彈簧振子的時候，學生對振子運動過程中的受力、加速度、方向等缺乏認識，對此，教師可以在課外通過網絡收集資料，并以視頻的方式為學生展示出來，讓學生對物理運動規律加以了解與掌握，這種方式不需要過多的語言贅述，不僅可以提高課堂的有效性，而且能讓學生對物理課堂知識的豐富性加以認知。從另外一個角度分析，應用信息技術在展示物理過程的時候可以提高自主學習能力與自主探究能力[6]。

第一，提高學生的自主學習能力。從宏觀角度分析，目前信息技術與人們的生活密切相關，在改變人們生活、學習方式的同時，也推動了教育事業的發展。信息技術的有效應用可以改變傳統物理實驗教學方法，提高學生的自主學習能力。除此之外，信息技術與物理實驗的整合能夠將所有的物理知識加以歸納，形成資源庫，讓學生在學習過程中自主選擇分析，打破時空所帶來的限制，實現自主學習，無形中提高物理教學效率[7]。

第二，提高學生的探究能力。信息技術與物理實驗的整合可以為學生創設教學情境，學生在教師的帶領下，通過問題互動改變傳統被動學習局面，提高學生的主觀能動性。在物理實驗中如果不細心會損害實驗儀器，甚至還會對學生的人身安全造成影響，所以在物理實驗中有非常多的規章制度對學生加以限制，并且部分學校實驗環境或者實驗條件有限，實驗的結果會出現偏差[8]。這一系列的問題會對物理實驗的整合與學習產生影響。但是通過信息技術創設虛擬實驗室，能夠為學生創造良好的實驗條件，幫助學生順利開展實驗，使其在虛擬的世界中真實感知物理現象，精準掌握物理概念，提高學生的探究能力。

綜上所述，在物理教學中要改變傳統的實驗教學方法，加強對信息技術的有效應用，實現信息技術與物理實驗教學的有效整合，幫助學生梳理物理實驗知識體系，引導學生觀察物理實驗現象，了解物理實驗結論，如此才能化抽象為具象，才能提高學生學習物理的興趣。

參考文獻

[1]李貴安，劉嬋玉，王較過.高中物理實驗教學“云”模式的構建[J].內蒙古師范大學學報（教育科學版），2013（06）：153-155.

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[3]李培學，王風艷.現代信息技術與高中物理教學整合研究[J].中國教育技術裝備，2017（13）：141-142.

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[5]李培學，馮永慶.高中物理仿真演示實驗設計——以動量守恒定律仿真演示實驗為例[J].中國教育技術裝備，2017（17）：141-142.

[6]郭威，薛耀鋒，王駿，等.基于探究性學習的高中物理數字化實驗教學案例設計研究[J].中國教育技術裝備，2016（12）：131-132.

[7]陳德康，郝睿，李林森.基于現代信息技術的中學物理實驗改進——以“驗證向心力表達式”為例[J].中學物理教學參考，2020（01）：24-27.

[8]張圣羽.基于Arduino的高中物理傳感器實驗教學研究[J].實驗室科學，2020（02）：129-133.

（本文系2020年度甘肅省“十三五”教育科學規劃課題《信息技術應用于高中物理有效性實驗教學的路徑研究》的研究成果，課題立項號：GS[2020]GHB3400）

編輯：張昀