高效信息化課堂 在高中物理實驗教學中的應用探析

摘要：在物理課程中，實驗是推動學科進步、發展的重要力量，同時也是學生有效掌握物理理論知識、正確聯系實踐的重要途徑。在物理實驗教學中，學生可以根據所學物理知識展開實踐探索，這對于培育學生物理核心素養，提升實踐動手能力、創造能力而言有著重要的價值與意義。伴隨著互聯網時代的來臨，高中物理實驗教學中也逐漸引入了信息技術，這對于教學現代化的發展起到了推動作用。眾所周知，物理學科實驗特征顯著，信息技術能夠較好發揮實驗教學的作用，進而促進課堂教學的多元化，更為有效幫助學生認知物理、掌握現象，加強師生之間的深度交流。

關鍵詞：高中物理;信息化;實驗教學;應用

一、引言

在現階段的教育教學中，信息化教學已經成為應用范圍最廣、提升效率較高的教學方法，不同學習平臺、各類學習應用層出不窮，也在一定程度上緩解了我國傳統課堂中存在的弊端[1]。同時，伴隨著新高考改革理念的深入推進，高中階段的物理實驗教學也在進一步優化。當下已經有部分高中擁有引入智慧課堂教學模式的意識，但是在實際應用中尚未有效開展。因此，教師需要進一步調整與改善高中物理實驗課堂信息化教學模式與內容，有效推動學生的成長與發展，提升綜合素養。

二、高中物理實驗課堂引入信息化的變化

（一）學生學習的變化

信息技術的應用能夠為學生提供更加豐富、真實的課堂體驗，在此背景下學生的學習自主性、探究性將會得到顯著提升，所產生的學習效果也將會更好。在學習形式中，學生可以借助信息化工具等圖片傳統課堂教學中的限制，如觀看教師準備的實驗視頻，更加清晰了解實驗的步驟、方法，或是通過PPT講解，掌握基本的實驗原理、操作要點[2]。同時，信息技術也能夠為學校提供更為完善的物理實驗環境，彌補了學校由于客觀因素等限制而導致的物理實驗場景搭建不完備現象。借助信息技術增強物理實驗課堂的完整性、實踐性，通過先進的實驗操作平臺，觀察物理現象、驗證物理知識，實現自主探究式學習[3]。此外，學生借助VR虛擬仿真實驗室也可以反復的驗證實驗，熟悉操作的流程、步驟。在實驗探究方面，應用信息技術也能夠進一步拓展物理實驗研究的范圍與內容，信息化技術的應用，物理實驗數據信息采集的效率也將會提高，學生在課堂實驗中能擁有更多可以自主探究的時間，進而更加充分、全流程的開展實驗，得出準確的實驗結果，這也能夠將自主探究充滿趣味性，學生可以更好調動自身主觀能動性，設計實驗、參與實驗、嘗試新的想法，加強探究能力、協作能力。在教師與學生交流方面，信息技術的應用也為學生、教師之間相互交流提供了網絡渠道，學生可以借助線上的方式展開合作與交流，同時學生也可以借助互聯網發表自己的觀點、意見，從而對自身的思維、認知進行優化重塑，促使物理實驗教學由封閉向開放、多元化方向發展。

（二）教師教學的變化

在物理課程實驗教學中，教師作為組織者、策劃者，其設計了教學環節、內容、任務。在信息化支撐下，教師可以開展更為多樣的教學活動，為學生提供豐富度較高的實驗學習環境[4]。在傳統的物理實驗課堂教學中，教師通常會提前講授實驗的原理、方法、步驟等，并將所需要用到的實驗器材一一列舉，學生僅需要按照教師所講內容按部就班地開展實驗即可。但是此種教學模式難以有效激發學生的自主探究細微，同時對于知識的理解與思考也并不深入，難以借助物理實驗尋求創新。通過在物理實驗教學中應用信息技術，其能夠為學生提供更加豐富的實驗場景，并帶來生動有趣的實驗體驗，相應的課堂交流也會更為頻繁[5]。而在教學內容方面，教師可以借助互聯網豐富教學資源，促使高中物理實驗更為開放，并引導學生探索富有創新性的物理實驗。由此可見，信息技術輔助物理實驗教學，能夠讓學生更加有效理解物理實驗中的環節與過程，將原本抽象的物理實驗、規律等形象化、動態化。

三、高中物理實驗教學中引入信息化教學的特點

（一）更富有趣味且活潑

在高中物理實驗課堂中應用信息化教學能夠豐富教學的趣味性，信息技術可以為學生創造更加真實的實驗環境，同時借助一些開放的物理實驗平臺，學生可以獨立設計實驗并直接操作，從而達到既定的實驗教學目標，激發學生無限的創造力。此外，信息技術還可以有效提升實驗教學的效果，放大實驗過程中的微觀現象，減緩物體的運動狀態，提高學生觀察的效果，實現反復實驗、反復觀看。由此可見，將信息化應用在物理實驗教學中，既有趣又高效，還能增強學生學習的信心和興趣。物理學科中有著也存在一種美，但這種美對學生來說大多是抽象的、無聊的，其常以公式和概念的形式出現，許多學生在一開始感受美時就選擇放棄，并對學習物理失去信心。信息技術的融入能夠讓物理知識直觀、生動，讓學生真正感受到物理之美，從而激發學習的熱情，通過信息技術手段還能夠為學生帶來沉浸式的視覺、聽覺體驗，深度開發學生的物理學科思維，并引導學生之間相互幫助、相互協作。同時，隨著活潑性的增加，學生在自主探究時也能夠更加積極，學習的氛圍有所改善，利于學生激發創新性，在物理實驗中實現創新。

（二）有較強的挑戰性與完整性

在信息技術的應用下，高中物理實驗課堂與傳統課堂之間存在明顯區別，不僅需要教師擁有良好的專業化素養，同時還需要擁有基本的信息化技術能力，從而優秀發揮信息化應用的價值。對于學生而言，信息化實驗課堂總的學習方法、學習路徑也出現了差異，學生不能再像往常一樣依賴教師講解，同時也不能以模仿為主開展物理實驗，更多的是需要以主動、創新的意識探索物理實驗，對實驗內容持續創新，進而提升自身搜集信息、資料的能力，并學會利用互聯網平臺共享知識、資源，綜合提升自身的物理知識素養。此外，在高中物理實驗教學中，一些學校由于資金、空間等因素影響，其實驗器材、環境等并不能有效滿足學生學習的需要，導致學生學習過程不夠完整。應用信息技術能夠有效解決此類問題，進而實現物理實驗教學的完整性，提升教學的質量與效果，有助于學生科學、正確理解實驗的原理、流程。

四、高中物理實驗教學中應用信息化的模式

在高中物理實驗教學中應用信息技術需要結合具體的教學場景，如可以有效落實在課前、課中和課后三個環節，并持續在作業、反饋等多個方面加以體現。在課前，教師可以為學生提供一些課程視頻資料，布置一些簡單的實踐活動，從而為課堂的實驗奠定基礎。同時，教師通過對網絡平臺可以掌握學生在實驗中容易出現錯誤或不理解的關鍵點，進而在教學中有效、科學設計教學內容，幫助學生良好提升實驗成效。例如，在借助打點計時器測速度的物理實驗中，教師可以通過網絡視頻將實驗所用到的器材進行展示，而等到課堂實驗環節，教師即可通過信息化技術及時掌握學生在實驗中的實時狀況，為學生提供必要支撐，幫助其正確面對實驗中存在的不足，改進實驗。具體來說，本實驗中學生需要準確理解核心器材即打點計時器，通過所學知識自主探究實驗內容，最后借助描點法畫圖，記錄實驗結果。在實驗結束后，教師還需要通過大數據分析學生的學習狀況，進而能夠有針對性的分層布置作業，提升作業的有效性。在此過程中，教師也可以借助一些智能軟件下發、收集作業，實現線上批改、整合數據，找出學生容易出錯的點，識別題目所考查的物理知識?？傊?，將信息化應用在高中物理實驗教學中能夠提升教學的系統性、高效性，幫助學生開闊視野，提高學習成效。

五、高中物理實驗教學中應用信息化的具體路徑

（一）物理實驗學習資源的構建

對于學生開展物理實驗學習而言，構建物理實驗學習資源至關重要，在建設物理學習資源時需要遵循課程教學目標，并在最大限度上滿足學生實際學習需求。

一是根據物理實驗課程內容設置多樣化的學習資源，教師可以提供圖、文、聲、像等不同形式的課程內容;

二是教師需要對物理課程資源實現相關性設計，既要包含對所學知識的有效練習，也應當加強知識之間的系統性關聯，從而幫助學生建立良好的邏輯思維，形成體系化的知識網絡結構，進而有效地將物理實驗課程呈現給學生，滿足其在自主探究式學習中的需要;

三是對物理實驗學習資源的差異性設計，在高中階段由于學生自身學習能力與習慣等因素不同，其學習需求也存在一定的差異，教師需要針對個體提供個性化的課程學習資源;

四是教師應當實現對課程學習資源的共享化，引導學生可以參與構建知識內容并持續完善相關課程，進而激發學生的學習熱情，彰顯集體智慧，促進對知識的共享。

（二）物理實驗學習方式的構建

高中物理實驗傳統教學中通常是將教師作為課堂教學的主導者，此種模式并不利于學生良好開展學習活動。高中教師需要充分整合學生的學習習慣，基于“互聯網+”時代，識別高中物理實驗的特征與優勢，并將信息化有效融入其中，構建統一的學習平臺。在統一平臺模式下，教師可以準確地對高中學生物理實驗進度進行實時了解與掌握，并對物理實驗課程科學設計，精準把握課程進度，從而正確指導學生的學習。同時，高中學生作為課堂教學的主導者，教師應當鍛煉學生的學習自主性、積極性。因此，高中物理實驗教學中應用信息化的重點內容應當是培養學生自主探究學習的能力，幫助學生建立學習動機、增加學習效能、改善學習態度、養成學習習慣。高質量的學習方式需要有效整合學生的學習需求，進而促使學生產生濃厚的學習動機。教師可以采取特定物理實驗的專題訓練提升學生的知識儲備與思維能力。

（三）轉化抽象物理知識

對于高中階段的學生來說，其思維認知雖然得到一定的發展，但是物理學科思維相對并不完善，同時個體之間的差異較大，總體呈現出水平參差不齊的特征。而這時如果在物理實驗教學中未能采取科學、有效的措施，容易造成學生無法準確理解物理課程的抽象化知識點，也將會產生一系列的學習困難。因此，高中物理實驗教學教師需要根據學生的實際邏輯思維與認知水平，將一些抽象化的內容具象化，同時也可借助信息化手段將一些相對較為抽象的物理現象或是無法所觀察到的場景用三維模擬動畫的形式呈現出來，引導學生對其進行深入思考，構建思維模式。通過此種方式，教師能夠為學生搭建情景課堂，幫助學生更好理解課程內容，提升物理學習成效。

例如，在教師教學速度章節時，學生能夠準確理解速度的定義，但是當教師描述加速度時，其可能出現模糊，許多學生將會陷入抽象的思維中，無法準確理解與體會加速度的含義，更難以正確分析運動物體的加速度。因此，教師可以將物理場景用信息技術手段描述出來，如速度、位移、加速度等變化狀況，均可以直接形象的展示出來，同時教師可以借助電子白板進行教學，表示物體運動的變化狀況，相關數據被實時記錄與呈現，最終繪制成圖標，學生根據圖表的相關數據規律得出加速度的含義。通過這種方式，學生在思考“這一段時間內，物體速度發生改變為什么加速度并沒有變化”等問題時也就更為清晰，進而有效提升抽象思維的認知能力。

（四）持續優化教學要素

互聯網時代，教師、學生關系以及教學內容、教學環境、教學目標等各個要素均產生了細微的變化，在信息技術的支撐作用下，智能化時代教學課堂需要加強對教學要素的重組與優化，進一步發揮技術的優勢。具體來說，高中物理實驗課堂中的教學內容需要具備時代性，并以學生的身心發展、學習狀況為對照，強化教學內容、信息技術之間的關聯融合，并將教學資源、網絡資源、數字教材等作為重要的資源要素，在教學目標中有效融入，進而提升學生信息獲取的能力、社會實踐的能力、創造性的能力等。同時，信息化應用背景下，還需要強調高中物理實驗教學模式應當協同發展、以生為本。

此外，在教學方法上還需要注重對于時間、空間的突破，催生一系列新組合、新模式。在高中物理實驗教學中應用信息化，同樣也離不開人工智能，人工智能技術能夠在教學的相關要素中充分發揮自身作用，并重點在教學服務、決策引導、數據分析、個性化學習等方面凸顯優勢，促使高中學生在學習過程中投入更多精力。

（五）完善教學評價

在傳統的教學模式下，其一直沿用的是統一考試、統一大綱、統一評價的模式，而隨著信息化在高中物理實驗教學的應用，其為實驗教學生態架構融入了個性化培養方案，并根據學生的學習情況予以針對性的考核輸出，進一步幫助學生有效建構物理理論知識。此外，通過智能評價分析能夠有效識別出學生的認知水平、思維模式、實驗風格、潛在能力等，從而定制化地提供物理實驗課程教學服務。此種過程將會改善傳統的教學評價定式，通過系統中的數據定量分析學生在物理實驗中的績效表現，客觀、全面描述學習成果，并形成輔助性分析學習建議，給予綜合性評價、過程性評價，使得教學評價更加科學，實踐操作性更強。

六、結束語

高中生在學習物理時，必須具備一定的知識儲備與學科思維能力，才能順利展開想象，理解物理知識系統構建的抽象世界。信息化時代，傳統的教學模式已經被顛覆，高中物理實驗教學需要借助時代特征，利用互聯網課程資源與學習平臺，豐富物理實驗學習資源、優化學習方式、轉化抽象的物理知識、持續優化教學要素以及完善教學評價等，進而促使高中生物理學習更加高效。

作者單位：殷國英? ? 黑龍江省齊齊哈爾市第八中學

課題： 黑龍江省教育科學規劃領導小組 《基于核心素養培育的“三步領學”模式的典型課例研究》 課題編號 JYC1320084

殷國英（1968.08-），女，漢族，遼寧新民，大學本科，中學高級教師，曾榮獲全國優秀教師、全市課堂教學改革先進個人，研究方向：高中課堂教學改革。

參? 考? 文? 獻

[1]董友生.信息技術與高中物理教學深度融合的策略探究[J].教育現代化，2019，6（57）：150-152.

[2]伍龍飛.信息化背景下大學物理與高中物理知識銜接的教學分析[J].計算機產品與流通，2017（12）：221.

[3]郭雅潔.TPACK視角下的高中物理教學案例分析與思考——以“學習包—電磁波”的教學為例[J].物理教師，2019，40（03）：26-29+32.

[4]李鳴.用“微課模式”解決高中物理疑難問題的研究[J].物理教學，2017，39（02）：23-26+17.

[5]黃海涌，夏學順.對高中物理多媒體輔助教學現狀的調查與對策分析[J].中國教育技術裝備，2018（09）：27-28.