對信息技術與高中物理實驗教學深入融合的研究

摘 要：文章從物理實驗教學的角度出發，首先，對融入信息技術的必要性進行了說明，其次，對物理實驗、信息技術融合情況進行了分析，再次，根據信息技術應用原則，圍繞如何使二者得到充分融合展開了討論，內容主要涉及調整教學模式、轉變教師理念等方面，最后，對應用該模式開展教學活動的成效進行了歸納，供相關人員參考。

關鍵詞：高中教學;物理實驗;信息技術

眾所周知，物理是高中教學的重點，對學生成長具有重大意義。作為物理教學的關鍵，實驗教學有助于學生準確理解物理現象并掌握相關物理知識，將信息技術融入物理實驗，一方面可使學生需求得到滿足，確保教學的實效性達到預期水平，另一方面能夠增強課堂的趣味性及活躍性，由此來達到對學生興趣進行激發的目的。

一、信息技術融入物理實驗的必要性

（一）改善教學結構

隨著信息技術的加入，以物理實驗為主題的教學活動，其結構可得到全面改善，這對提升教學質量、培育學生素養等目標的達成具有重大意義。以往所采取教學模式存在無法復現實驗過程與最終結果、實驗速度較快等不足，這也是導致教學效果不理想的主要原因[1]。另外，傳統模式還存在結構不科學的問題，即僅在課上對物理實驗進行教學，而忽略了課下鞏固及提升的重要性。對信息技術加以應用，可使實驗過程得到保留與復現，便于學生利用課余時間進行探究，在加深印象的前提下，使自身思維得到充分調動，教學效果自然可得到保證。

（二）激發學生興趣

眾所周知，物理教學所涉及知識點往往十分抽象，對學生分析能力、邏輯思維具有較高要求，只有具備良好空間思維，同時能夠靈活運用所學知識與物理公式的學生，才能在“填鴨式”的教學模式下取得理想成績。高中引入物理實驗的目的，主要是利用直觀的實驗現象對抽象知識進行展示，降低學生理解并掌握所學內容的難度，使學生能力達到預期水平。

以往開展物理實驗的模式較為單一，即由教師利用相關工具完成實驗，學生根據教師講解，記憶實驗所蘊含的物理知識。該模式無法使學生興趣得到激發，所能取得的教學成果自然難以得到保證。此外，少數物理實驗受原料或其他因素制約，無法在課堂上完成，對于這部分實驗，學生往往難以理解其背后的知識點，只有盡快解決該問題，才能避免學生受到不必要的影響。結合實踐所積累經驗可知，信息技術的加入可使上述問題得到解決，教師可借助信息技術開展物理實驗，在增加課堂趣味性的基礎上，確保學生能夠對實驗步驟、物理現象有更加系統且準確的了解，無論是學習興趣還是學習成果，均可因此而得到有力保證[2]。

二、物理實驗及信息技術的融合情況

（一）融合程度有待深化

通過調研可知，現階段，在將信息技術融入物理實驗方面，亟待解決的問題如下：其一，教師沒有做到細致且深入地研究信息技術，對相關技術所具有的特點了解較為片面[3]。其二，教師沒有做到以教學內容為依據，結合學生需求選用信息技術，致使教學需求和技術應用相割裂，信息技術所具有的優勢無法得到應有發揮，物理實驗自然難以得到高效開展。

（二）實驗條件相對較差

研究表明，制約信息技術優勢發揮的原因，還包括物理課堂缺少對信息技術加以應用的條件。目前，多數高中均已配備了完善的多媒體設備用來輔助教學活動的開展，但仍有極少數學校存在硬件不完備的情況，教師僅憑借現有硬件設施，無法做到對信息技術進行靈活應用，教學效果必然會受到影響。另外，少數教師僅掌握了應用信息技術開展實驗的方法，而不具備對技術應用模式進行創新的能力，久而久之，學生對物理的熱情被打消，無論是物理實驗還是其他教學活動，其效果均難以達到理想水平。

（三）教師理念尚未更新

受傳統理念影響，對物理實驗進行教學時，仍有一部分教師沒有意識到對信息技術加以應用的意義，未能做到主動利用信息技術開展相關教學活動，而是選擇沿用以往教學模式，由此而造成的問題，便是教學效率難以得到提升，教學成果也無法達到預期。另外，還有少數教師受自身能力制約，既無法做到對信息技術進行科學應用，又無法使信息技術、實驗得到充分融合，若不盡快解決該問題，不僅會影響物理實驗的開展，還會使學生積極性被打消，導致學生物理水平止步不前。

三、物理實驗及信息技術的融合原則

（一）目標性

在物理課堂上，教師應從三維課程目標的角度出發，在模擬以及演示物理實驗的環節，利用信息技術引領學生思維，例如：先通過大屏幕給出與問題相關的提示，再鼓勵學生根據自己的觀察，對實驗規律進行提煉，隨后，便可呈現出問題的答案。這樣做有助于學生自學意識的培養。在實際教學環節，教師應根據學生反饋對視頻播放速度進行調整，保證各層次學生均能夠對實驗有系統且準確的了解，對重難點知識進行講解時，教師應綜合運用課件及板書，其中，板書的作用主要是記錄教學靈感，通過反復強調知識點的方式，加深學生印象[4]。

（二）效益性

將信息技術融入物理實驗，其初衷是為學生打造良好的學習環境，使其獲得符合心理預期的學習體驗。對教學課件進行設計時，教師需要綜合考慮教學目標以及主要內容等因素，酌情選取適宜的工具，保證信息技術所具有的優勢可得到應有的發揮。另外，教師還應確保所制作課件能夠充分發揮出應有功效，盡快將所制作課件上傳至網絡平臺，由學生自行下載并進行觀看，通過提前預習的方式，了解實驗原理與需要完成的任務，整理預習期間自己所遇到問題，在課上由教師進行解答。教學重難點內容，學生可利用課余時間對課件進行觀看，通過查缺補漏的方式，達到夯實自身基礎的目的。

（三）輔助性

對信息技術加以應用的初衷，主要是輔助物理實驗開展，對物理實驗所具有的趣味性進行強化，通過將抽象知識點轉化成具象物理現象的方式，降低學生理解并掌握物理知識的難度。這里要明確一點，物理實驗的固有屬性為實踐性，要求學生通過動手操作的方式，對實驗所蘊含的物理知識加以了解，由此來達到對科學素養進行培育的目的。由此可見，信息技術并不能夠完全替代師生間的交流，僅憑借信息技術，既無法使師生思維得到碰撞，又無法取代教師人格及肢體語言給學生所帶來的影響。綜上，即使信息技術擁有常規教學所不具備的優勢，仍不應對其過于依賴，舍棄實證有效的傳統模式，而是應當將信息技術視為輔助手段，將其應用在物理實驗中。

（四）適用性

對于無法操作或缺少操作條件的實驗，教師可選擇利用現有軟件進行模擬，例如：利用多媒體課件，對磁場、電場等抽象概念進行講解，通過模擬磁場、電場變化的方式，確保學生能夠準確掌握相關知識。但要注意一點，并非全部實驗均適用于軟件模擬，若物理課堂具備對實驗進行操作的條件，教師應組織學生開展相關實驗。對課件進行制作時，教師需要對學生能力及認知水平加以考慮，根據學生表現設計難度適宜的問題，確保每位學生都能夠享受到成功解決問題所帶來的喜悅，從而主動對物理知識進行探索。

四、物理實驗和信息技術的融合策略

（一）盡快調整教學模式

將信息技術融入物理實驗，需要教師對教學模式進行調整，根據信息技術特點、物理實驗所提出的需求，確定切實可行的教學模式，以此來保證實驗效果能夠最大限度接近預期。以牛頓第一定律為例，在對相關知識點進行教學時，教師便可采取信息技術+物體運動實驗的模式，要求學生觀察運動實驗現象，通過小組討論或其他方式，對實驗所遵循運動規律進行提煉，隨后，再以小組為單位，對某個實驗項目進行研究，在保證學生思維得到激發的前提下，對其理解以及分析問題的能力進行提升，為物理實驗所具有實效性提供保證[5]。

另外，教師還應對微課的應用引起重視。作為信息技術的主要應用形式，微課強調通過視頻對知識點進行展示，制作微課時教師應做到以下兩點：一是保證視頻長度不超過10分鐘，同時對重難點知識進行突出強調，通過搭配音頻、文字講解的方式，降低學生理解難度。二是創設問題情境，確保學生能夠帶著問題觀看視頻，并給出相應的答案。

（二）充分利用信息技術

1.優化教學過程

對物理實驗進行教學時，教師應對信息技術加以應用，通過將相關技術融入前期設計環節的方式，使實驗過程更加詳細且清晰，隨著教學模式得到創新，學生所表現出的學習興趣及最終成果均會獲得不同程度的提高。

例如：教師可選擇借助信息技術建立實驗網站，定期向該網站上傳教學課件、實驗錄像，供學生自行瀏覽并下載。事實證明，這樣做既能夠促使學生主動對物理實驗進行探究，又有助于對學生能力及學科素養的培育。另外，教師還可以選擇借助信息技術，對物理實驗進行模擬，并通過布置相關課后作業的方式，引導學生利用課余時間圍繞物理實驗展開討論，真正做到以信息技術所具有的高效性、便捷性、科學性為依托，對教學過程和整體效果進行優化，使教學水平最大限度接近預期。

2.改善教學成果

要想使實驗教學活動在物理課堂上得到高效開展，還要獲取學校的支持，例如：根據各班級情況，配備數量適宜的計算機、幻燈器還有其他多媒體設備，同時為學生提供物理實驗所需工具以及模擬器材，確保學生能夠在教師進行實驗演示的過程中，充分利用現有工具及器材對各實驗步驟進行還原。這樣做的目的可概括為以下三點：是使學生學習質量得到強化;是對學生運用物理知識解決實際問題的意識與能力進行培養;是通過提升學生思維的方式，為教學效果提供保證。除此之外，教師還應對應用信息技術的方法和具體手段進行創新，通過充分融合現有信息技術的方式，確保物理實驗可得到有序開展，為教學質效的提高奠基。

（三）轉變教師教學理念

要想使信息技術、物理實驗得到充分融合，利用信息技術對教學質量進行提升，還需要教師盡快轉變自身理念，真正做到在先進教學理念的指導下，對自身運用信息技術的能力進行提高，確保信息技術所具有的優勢可在物理實驗中得到最大限度的發揮。作為主導物理實驗開展的主體，教師所遵循的教學理念及所采取的教學方法，通常會對教學效果產生深遠影響，無論是教師沒有樹立起主動對信息技術加以應用的觀念，還是不具備靈活運用相關技術進行物理實驗的能力，均會使相關技術所取得的應用效果受到影響。由此可見，教師應充分利用空閑時間，對信息技術所涉及的先進理念與方法進行深入學習，確保自身應用能力得到顯著提升，在此基礎上，根據教學計劃和學生情況對信息技術進行科學利用，真正做到借助信息技術之手，推動物理實驗有序開展，為學生全面發展助力。

五、物理實驗和信息技術的融合效果

（一）提高數據處理能力

在傳統觀念中數據處理的關鍵是運算，由于學生往往無法做到準確掌握實驗誤差來源，導致教師需要花費大量時間帶領學生對數據進行處理，進而使后續環節的開展受到影響。對信息技術加以應用，有助于教師快速且準確地整理實驗數據，并通過分析的方式得出最終結論，其現實意義有目共睹。以牛頓第二定律為例，該實驗共存在三個變量，教師可先對某個變量進行控制，保證其數值不變，再要求學生對變量數據進行測量并記錄，借助相關工具對數據進行處理，獲得相應的圖像。另外，學生同樣可以借助信息技術對儀器原理及內部構造加以了解，通過模擬儀器對數值進行讀取的方式，夯實理論技術并優化知識結構。

（二）激發能動性

信息技術的加入，在極大程度上降低了學生對物理知識進行學習的難度，教師通過創設實驗情境、模擬實驗操作和融入音視頻等方式，對教學形式進行了豐富，使學生興趣得到充分激發。大部分學生均能夠做到主動參與物理實驗及課堂交流，提出疑問并發表自己的觀點，不僅課堂氣氛變得更加活躍，學生各方面能力也隨之得到了顯著強化，真正做到從被動接受轉變為主動探究，這對其今后的成長具有重大意義。

結束語

高中階段開展物理實驗教學，要求教師對信息技術引起重視，準確把握對信息技術加以應用的必要性，結合現存問題與成因，制訂相應的解決對策，通過調整教學模式、科學應用信息技術以及轉變自身理念等方式，對實驗過程進行細化，確保實驗效果還有學習質量均可得到顯著提高，為學生全面發展助力。

參考文獻

[1]金娜，郭文杰.信息技術與物理教學深度融合的實踐：以“電場線”為例[J].中學物理教學參考，2021（6）：2.

[2]楊清宇，郝睿.融合Multisim技術的中學物理可視化實驗的設計與實踐：以“電磁振蕩”為例[J].物理通報，2021（18）：1.

[3]張平奎.信息技術在高校數學教育中的應用：評《現代信息技術與數學物理教育的整合探析》[J].中國科技論文，2020，15（5）：1.

[4]林蕓，曾弦，李韻.智能手機傳感器APP在高中物理實驗教學中的應用現狀調查研究[J].中學物理教學參考，2020（23）：3.

[5]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（1）：4.

作者簡介：汪國華（1983—），男，漢族，福建省南平市武夷山市人，大學本科，武夷山市第二中學中學一級。研究方向：高中物理。

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