信息技術賦能初中物理學科教學成效提升的途徑探索

天津市寶坻區第八中學 張建新

伴隨著信息技術的持續創新，許多新的技術不斷涌現，并在教育領域廣泛應用，為教育帶來了更多的可能性。電子白板、遠程課堂以及相關信息技術的運用極大地推動了中小學教育教學改革進程。物理是許多科學研究的基礎，學生學好物理尤為重要。在當今“雙減”政策背景下，教師不應局限于原有的教育模式，而應充分利用時代帶來的機遇，與時俱進，積極適應信息技術的發展，努力提高自身的信息化能力，將信息技術與物理學科的特點相結合，為學生開辟出一條減負增效的物理學習之路。

一、信息技術對優化初中物理教學的賦能作用

1.激發學生學習興趣。

多媒體教學具有直觀性與動態性的優點。圖片和視頻的應用可以通過直觀的方式將物理知識展示出來。這種方式比傳統老式的教學方式更容易被學生接受，可以直接表達一些物理情境，呈現生動、有趣、形象的學習內容，特別是進入信息化時代后，多媒體形式更加的豐富。抽象的知識點可以轉化為具體的物理情境，學生更容易直接接受，媒體性與互動性的加強特別適合初中學生，彌補了學生難以在頭腦中呈現復雜物理過程這一不足。

2.突出學生主體地位。

教師將多媒體技術應用于課堂教學的方式多種多樣，例如，可以通過展示與知識點有關的圖片、視頻、文字激發學生的學習欲望或針對知識點制作一節或幾節微課來豐富學生的可學習資源，并可以利用計算機創造生動直觀的物理場景供學生思考。教師只需要從側面進行指導，拋磚引玉，為學生的創新學習打下基礎，給學生留足發揮主觀能動性的空間。

3.促進學生知識體系建構。

物理是一門典型的自然學科，其強邏輯性要求學生具有較強的思維發散能力和知識整合能力，因為其中很多知識點是內在關聯的。過去，在物理教學中，學生建構自己的知識體系往往非常困難。并不是每個學生都能夠自主或者在老師的引導下完成構建思維導圖的任務，從而將所學的知識構建成知識網絡。多媒體信息技術在教學中的應用可以不斷挖掘出更多與教學內容相關的新知識和新方法。這不僅豐富了學生的知識體系，而且培養了學生自主學習和探究的能力。在構建過程中，學生的知識廣度不斷拓展，認知結構也可以隨時展現。

二、信息技術賦能初中物理教學的途徑

1.信息技術助力課堂環節實現“熒幕化”。

信息技術可以應用于初中物理教學活動的方方面面。課堂導入是一堂課的開始。好的導入可以迅速抓住學生的“眼球”，使其注意力迅速集中。在學習《牛頓第一定律》的內容時有很多教師會采取創設情境然后設問的形式引起學生的思考。例如：用一輛小車從斜面上靜止滑下。同學們會發現小車到達水平面時可以滑出很遠的距離，老師會把小車翻過來用車頂沒有輪子的面接觸斜面再次下滑，同學們會發現小車滑到水平面時滑行距離明顯變短。老師會讓同學們思考“物體運動是否需要力來維持的問題”，但在實際教學中普遍存在的問題就是老師演示的內容只有靠前的同學能看清，而座位靠后的同學大多都不能夠看清老師演示的內容，所以這個演示很難達到我們的預期目的。如果應用信息技術可以把這段內容制作成一節或者幾節微課，在導入時利用多媒體課件以視頻的形式把這個場景播放出來那么每位同學都能夠看清演示過程。或者也可以利用手持平板電腦通過學校的局域網連接電腦屏幕，在老師演示過程中通過鏡頭的調焦特寫出演示的情境，如此便能達到預先設置的演示目的。

2.信息技術促使實驗效果實現“直觀化”。

受初中物理實驗室條件限制的一些實驗不適合我們在課堂上演示，例如“托里拆利實驗”。因為實驗過程中會用到大量水銀。有的中學實驗室并不能滿足實驗的要求，而且在實驗進行過程中水銀會揮發，吸入汞蒸氣對人體有害。所以很多老師會通過講課的方式來處理這部分內容，但是講授法無法將形象生動的實驗過程展現給同學們，信息技術的應用可以幫助我們克服這個困難。在課堂教學的課件中插入這個實驗的教學視頻，更加直觀地給學生展示實驗過程克服了現有條件的束縛，也會避免枯燥授課，讓學生直觀接受知識。也可以采用近景照相的方式，放大照片讓學生觀察一下水銀柱上表面是呈凸起狀，實現超越實驗現有條件。

3.信息技術促進課堂教學實現“高效化”。

高效學習、觀察實驗現象、參與實驗過程對于學生至關重要。但由于實驗條件的限制，有些實驗周期太過漫長，持續時間太長，實驗現象不夠明顯，甚至一節課或幾節課都不能展示完整的實驗現象。因此教師可以借助信息技術模擬真實的物理實驗場景，從而解決教學中的實際問題。比如初中物理教材中提及的“硫酸銅溶液遇水的實驗”，由于在清水的下方注入硫酸銅溶液所會發生的分子擴散現象需要幾天才能完成，顯然不適宜在課堂上完成完整的實驗過程的觀察。此時教師可以借助信息技術，將事先拍攝好的實驗全程通過快進的方式播放給全體學生觀看。如此一來，通過信息技術與初中物理教學的整合能夠有效地解決實驗教學問題，利用多媒體技術演示模擬實驗過程有助于引導學生多方位觀察物理實驗，提高初中生的物理學習能力。相同實驗原理的固體擴散實驗周期更長，也可采用同樣方法進行，極大地縮短了學習這部分內容的周期，在時間上豐富了我們的課堂容量。

4.信息動畫引導實驗過程實現“精確化”。

初中物理教學中有很多實驗，由于操作不當或實際情況，不能顯示出具體生動的實驗效果。例如，測鹽水密度時很容易因為食鹽溶解度問題或者天平和量筒精確度問題導致實驗不能達到預期結果，測出的鹽水密度有時甚至會小于水的密度。可以采用動畫的模式呈現實驗過程，精確度無誤且可以超脫現有器材的限制。還有的內容因為操作過程中可能要解釋清楚需要超越初中范圍的內容。例如：測量滑動摩擦力大小的實驗。為改進實驗，可以改拉動小木塊為把小木塊固定在墻壁上，向外拉動小木塊小的長木板。但在實體操作過程中，如果通過實物投影近景展示給同學們，在拉動木板過程中一旦力度掌握不好又沒有電動機拉動。一旦出現頓挫，連接小木塊的彈簧測力計會出現明顯的示數變大，這是因為頓挫瞬間最大靜摩擦力大于滑動摩擦力所導致的。但為了與學段相契合，教師最好不要給學生從這方面解釋。所以把此實驗做成動畫模式呈現可以使實驗的精確度提高。學生可以很好的接受這部分內容又不會導致不必要的疑問。然后根據以上的實驗改進，最終我們就得到了“影響滑動摩擦力大小因素”的一整套探究實驗動畫。

圖1 “影響滑動摩擦力大小因素”實驗模型

按照實驗要求完成探究，我們最后可以在電腦上得到相關數據。

圖2 “影響滑動摩擦力大小因素”實驗數據

學生在繪制好的表格中整理收集好的實驗數據，然后根據控制變量法對數據進行對比，就能比較容易地得出以下結論：滑動摩擦力大小與壓力大小、接觸面粗糙程度有關，壓力越大，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。

5.信息技術利于教學重難點突破。

（1）動態呈現思維過程，擊破學生思維難點。

物理學科的各個知識點之間是有邏輯聯系的。物理學科在中考的難點和重點是考查學生思維能力的練習。在給學生講解這部分練習的過程中，老師往往會覺得單純枯燥的口頭敘述會很無力。而且單一的講授學生很難理解。因為學生很難利用這些零散的知識在腦海中呈現出一個立體的、動態的物理過程。例如：浮力問題中液面升降問題。

圖3 浮力問題中液面升降問題

冰塊漂浮在水面上，隨著冰塊融化燒杯中的水面如何變化。此類問題單純講解告訴學生液面不會有升降，記住簡單但理解起來有困難。如果利用信息技術把它做成動態的演示過程，冰融化成水后質量保持不變而漂浮的冰浮力等于自身重力，根據阿基米德原理融化完的水恰好占據了圖中陰影部分區域，故液面不會上升或者下降仍處在原位置。這樣直觀的呈現易于學生理解。

（2）多樣化呈現物理過程，促進學生深度學習。

在教學過程中，物理知識的講解與實驗過程受到很多因素的制約，比如體積大小、溫度、氣味等。這些變量不利于實驗現象的直觀呈現。如果繼續單獨使用傳統的教學方法，學生就不能清晰明了地了解物理過程。因此，在教學過程中，教師要將傳統教學與信息技術相結合，使用多媒體技術展現傳統的物理實驗過程，為學生創設身臨其境般的學習體驗，促進學生認知水平的提升。譬如，在學習“水的沸騰”這部分內容時，水沸騰有一系列的現象。學生雖對這種現象有一定的理解，但對實驗細節沒有清楚的認識，更不能規范地表達出來。因此，教師可以借助信息技術來模擬水溫從常溫到達沸點的全部過程，水聲用音效呈現，水蒸氣用顏色呈現，使學生直觀感受到整個過程中水的變化，從杯底出現氣泡到氣泡變大上升，并在上升過程中變小直至最后氣泡上升并變大在水面破裂，水蒸氣散發在空氣中水由液態汽化成氣態的水蒸氣這一過程。

三、分析與展望

1.教師要更新自身教學觀念。

在備授課過程中，老師們要與時俱進，創新教育理念，不斷完善自身的知識結構，從而促進信息技術與初中物理課堂的深度融合。在學習了解了更先進的信息化教學理念后，教師可以根據學生的情況將相關信息技術融入課堂教學，并根據實際教學效果不斷調整優化，持續地用理論聯系實際，用理論帶動實踐，進而在實踐過程中不斷豐富理論。教師要體驗信息技術的樂趣和有效性，促進自身教育觀念的轉變。同時，積極參與相關信息技術與課堂教學融合的競賽，展示自己的教育教學理念和信息化專業水平。

2.課堂教學要分清主次，把握好節奏。

教師要基于教學內容選擇適應性最高、有利于學生注意力聚焦的教學方法，不應一味追求教學手段的新穎而忽視教學的本質。信息技術在教學中的運用是十分靈活的，這就要求教師要正確把握教學節奏，合理利用信息技術的優勢。教師要在教學中融入信息化，充分調動每個學生的興趣愛好，并設置好信息技術的使用環節，充分激發每個學生的自主學習能力。比如備課時，教師可以根據教材列出教學大綱，并根據教學大綱利用互聯網查找教學資源，避免浪費時間，忽視關鍵內容。在教學的過程中，不應一味地按照原始課件開展教學，可以結合學生對知識的吸收能力，對教學內容進行適度的調整，從而更好地把握課堂的教學節奏。

3.學校要積極構建信息化教學環境。

隨著信息技術的快速發展，建立信息化教學環境可以大大提高教育教學質量。相關教育行政部門和學校要及時關注教育設備和技術，根據本地區、本校實際情況進行配置和優化，為信息化教學的深入發展奠定基礎。學校要注重信息化教學所需的各項教學硬軟件設備的更新迭代，定期對教師進行信息化培訓，使其掌握相應的教學技能，同時提升教師的教育理念，使其形成更加完善的思想體系，促進信息技術與物理課堂的有效融合。

隨著“雙減”工作的持續深入推進和信息技術的不斷迭代與創新，信息化教學將愈發凸顯其他教學手段所不能比擬的實用性和可操作性。在初中物理教學中，教師要結合教育教學實際，選擇恰當的信息技術和教學手段，為學生物理學習的減負增效添磚加瓦。