信息數字化在高中物理教學中的應用

蔡婷莉

摘 要：隨著信息技術的發展，當前人們的生活已經離不開信息數字化工具、媒介，對于教育事業來說亦是如此。信息數字化的發展，讓傳統教學有了新的出路，教師可以通過信息數字化設備、資源來改變當前的教學途徑，通過多元化的資源整合，給予學生更加優質的體驗，加速知識的內化，使學生更加直觀全面了解知識，建立起完整的知識結構。本文將以高中物理教學為媒介，淺析信息數字化在高中物理教學中的應用策略。

關鍵詞：高中物理;信息數字化;教學策略;應用探析

物理這門學科是學生高中階段學習的一大難點，因為知識較為抽象，需要較強的邏輯思維能力。雖然知識都取材于日常的生活當中，但是卻需要學生運用各類物理模型、物理邏輯進行問題探究，抽象的知識體系讓學生在學習當中問題不斷，一定程度上阻礙了學生的進步和成長。而信息數字化的出現，可以完美解決這一問題，通過信息化數字媒介，利用直觀的音視頻資源、DIS實驗設備、各種數據處理軟件等能夠有效地提升教學效率，且利用信息數字化搭建的教學平臺，可以完善學生的課后學習過程。本文將分析現階段高中物理教學中存在的問題，并詳析幾點教學策略。

一、現階段高中物理教學中存在的問題

（一）以“講授”作為主要的教學模式

現階段的高中物理教學，教師的教學手段相對較為單一，“課堂講授—課后練習—自習強化鞏固”的教學三步走，基本上成為不變的教學節奏。在這種學習模式當中，教師經常以“授予”的方式給學生傳遞知識，甚至可以用“填鴨式”形容。學生很容易喪失學習的熱情，對知識的發現、修正、發展過程缺乏認知，導致無法產生深刻的理解，同時也會造成很難靈活運用規律解決問題。加之物理課本身就是由多樣化的抽象概念構成，知識點融合雜糅的過程中，學生學習的重點比較容易模糊，記憶度不夠深，很容易造成“前學后忘”的窘境。在這種學習模式當中，學生的學習效率極低，而且興趣難以被激發，不僅無法提升學生學習的主觀能動性，也阻礙了教師傳授知識的效率，不利于高中物理教學的進步和發展。

（二）枯燥的課堂使學生興趣缺乏

高中物理知識與日常的生活聯系密切，在知識傳授的過程中，教師本應有著較多的傳輸路徑，讓學生充分感受聲、光、熱等信息，感受物理就在我們身邊，物理能為我們所用，激發其學習的興趣。但是現階段高中物理教學中，教師不注重新課教學，缺少多元化的資源整合和路徑拓展，更注重題目的講解，鼓勵學生多多刷題，在學習中消磨掉學生的熱情，導致了學生對物理知識生吞硬嚼，無法通過主動求知、自主理解形成完備的知識體系，造成了教學效率低下的問題。

（三）高中物理知識較抽象，物理過程不容易呈現

許多物理過程不容易直觀地呈現，造成學生很難深刻理解一些物理現象的特點及本質，教師在教學過程中面臨一定的困難。例如：怎樣讓學生理解平拋運動中豎直方向上的運動為自由落體運動，實驗過程中平拋運動的時間較短，且在空中沒有留下痕跡，很難直觀地呈現出平拋運動物體與同一時刻自由落體的物體豎直運動相同。再比如：作用力與反作用力大小相等，方向相反，時時刻刻如此，而且同時產生同時消失，那么怎樣將這些信息更加準確科學直觀地呈現出來呢？借助工具是非常必要的，比如DIS系統等。

（四）學生課后學習缺乏效率

高中物理知識的學習不僅需要學生在課堂上通過教師講授來完成內化，課后的自主學習也是必不可少的，對于學生來說，自主學習不同于課堂上的知識交互，自主學習時間較為自由，可以針對個人的知識薄弱環節進行針對性提升，但是現階段大部分的高中生做不到高效的自主學習，尤其是對于物理學科來說，學生缺少系統化的知識結構，對重點不夠明晰，難以根據階段性的學情分析自身的劣勢和不足，進而造成了課后自主學習難以起到應有的效果，無法提升學生的物理綜合能力。

二、信息數字化在高中物理教學中的具體應用

（一）興趣為先，提升學生學習積極性

興趣是最好的老師，也是學生在學習過程中的重要原動力。在高中階段，大部分學生因為對物理不了解，所以不愿意學習物理，抽象復雜的知識體系讓學生內心對物理產生了畏懼，覺得物理知識是一座座難以攀越的山峰。但是作為物理教師，深知物理充滿魅力。教師可以通過信息數字化技術來展現物理知識的魅力所在，以趣味化的方式講解知識點，使學生逐漸熱愛物理，進而提升學生的學習積極性。

例如：在學習“光的折射和全反射”的時候，教師可以通過多媒體來引入一些信息數字化教學資源。以生活中的“彩虹”為例子，彩虹并不是隨時隨地可見的現象，且無法在課堂上演示，教師可以通過多媒體將人們拍到的視頻進行展示，以此來引導學生集中于教學內容當中，生活化的教學媒介能夠降低學生對于知識的排斥，大幅提升教學趣味性。再比如：在學習“超重與失重”的時候，學生很少有機會體驗到完全失重的感覺，對什么是完全失重無法深刻了解，這時教師可以播放天宮實驗給學生們看，他們在驚奇之余還能真正理解完全失重物體的運動狀態，以及物體與其他物體之間的作用力情況。以信息數字化衍生的多媒體教學輔助工具，通過生活來展現物理知識的重要性，讓學生感受物理知識對于人類生活的影響，能夠改觀學生對于物理知識的固有想法，同時大幅提升教學趣味性，達到激發興趣的效果，進而強化學生的學習積極性[1]。

（二）運用數字化技術優化實驗教學效果

物理是研究物質結構及其運動規律并以實驗為基礎的一門極具邏輯性的學科，教師應重視實驗教學，在實驗的基礎上總結規律，從而讓學生更深刻認識規律以及物質相互間的聯系。但是有些實驗細節上可視性不強，運動時間短，需借助一定的技術達到更良好的效果。比如平拋運動，怎么清楚明了地觀察到豎直方向運動與自由落體相同呢？實驗器材可以采用平拋豎落儀，通過聽聲音來判斷，但可視性不強。我們還可以拍攝同時開始做平拋運動和自由落體運動的兩物體，并投放到屏幕上，通過慢放鏡頭將同一時刻兩物體在豎直方向的位置做對比，可以非常直觀地看出它們的運動特點。再比如做簡諧運動物體振動方程，學生可以清楚觀察到簡諧運動的往復性，也可以通過動力學分析了解運動特點，但為什么物體位移按正弦規律變化呢？學生不容易接受，因此可以拍攝簡諧運動與處于同一平面上的圓周運動，并通過慢放鏡頭對比可知。

現在越來越多的教師使用DIS系統進行物理實驗教學，使用數據處理軟件進行數據處理，并能利用軟件自帶的功能做數據分析，可以將原本只能定性分析的實驗改為定量研究，以數據說話，讓我們的教學更加嚴謹科學。比如：講到單擺周期與擺長關系時，以往課堂上僅通過控制變量法，在質量、振幅一定的情況下將兩個擺長不同的擺球運動周期做對比，只能得出定性關系。而現今采用DIS系統中的光電門，快速測出周期，并輸入Excel軟件進行數據處理，做圖像討論周期與擺長的關系。通過這系列過程，讓學生認識到人類了解世界掌握知識的探究過程，培養學生的科學思維能力，形成實事求是的科學意識。

再比如：講動量定理時，以往我們都是從牛頓第二定律推導得來，然后直接告訴學生當物體受到變力沖量也可以適用，現在有方便的數據處理系統，可以直觀顯示作用力大小隨時間的變化，還可以直接計算出變力對時間的累積得到變力的沖量。

有些實驗中我們需要觀察某個稍縱即逝的瞬間，或者需要轉換不同的角度觀察現象，又或者儀器比較小，坐在后面或邊緣的同學不容易觀察到實驗現象，這時就可以使用手機投屏的方式，用手機現場拍攝實驗過程并將其投屏到屏幕上。現今有許多投屏軟件，比如樂播投屏、希沃白板等，釘釘平臺的在線課堂也有相同的功能，將實驗過程及時投放到班班通大屏幕上，可讓學生更方便直觀觀察實驗。比如讓玩具小汽車經過凸橋騰空的瞬間，該過程轉瞬即逝，而且大部分同學看不清楚，可以將該過程投屏到屏幕上觀察。探究單擺周期與振幅關系時，觀察兩擺球是否同時經過最低點，又或者是電磁實驗時觀察電表示數等也可以這樣操作。

（三）掌握數據，實現精準教學

現今許多智慧平臺在幫助教師獲得關于學生學習的具體數據，比如智學網平臺，針對每次考試的情況，系統將分析并給出數據統計，每道題的得分情況，學生在哪里出錯等，教師可以有針對性地講評。再例如問卷星這一系統，它是一個專業的在線問卷調查、測評、投票平臺，教師注冊登錄后臺設計問卷，以網頁的形式呈現問卷，學生通過網址進行填寫和提交，最后平臺自動合成調查結果或判分，能夠快速、高效、科學地組織學生進行課堂教學效果反饋、練習和考試，很好地服務于信息技術課堂中的評價，對提高測試效率很有幫助，從而加強學生練習，提高學生素養。

（四）搭建平臺，完善課后學習過程

學生的課后自主學習和課堂內學習，最大的區別在于有無教師的指導。在傳統教學當中，受制于時間和空間的限制，學生課后很難在沒有指導的情況下，高效地完成知識的二次鞏固，但是在信息數字化時代，這一切不再是空想。數字信息化的廣泛應用，讓現代教學擁有了云課平臺、線上講解、微課隨學、數據分析等高效的教學手段，教師可以利用這些數字信息化資源和工具，搭建平臺，完善學生的課后學習過程[2]。

首先，教師可以通過數據分析來了解學生問題，以課堂表現、測驗成績、課后作業完成度為參數，利用計算機來分析學生階段性學習問題所在，統計并且收集重難點問題進行針對性作業設計。其次，以電子白板、慕課平臺為路徑，將課堂授課中的重難點問題進行錄制，制作成班級微課，通過社交平臺傳輸到云端之上，供學生課后進行學習。最后，教師還可以建立班級學習群，定時定點地在課后進行線上授課，每日用10～15分鐘的時間，來講解課后作業難點，留出5～10分鐘時間供學生提出問題，予以解答。除此之外，針對性的微課資源推薦、線上實時作業分析、點對點問題解答，都可以作為教師展開信息數字化教學的途徑，通過移動電子設備及互聯網，教師和學生能夠擺脫時間和空間的限制，隨時隨地高效地完成知識交互和溝通，能夠極大地提升學生的課后自主學習效率，延伸課堂教學內容，有助于學生物理知識體系的搭建和自主學習能力的提升。

三、信息數字化應用于高中物理教學的優勢所在

（一）使課堂更豐富

信息數字化運用于高中物理教學，其最重要的特質在于可以提升教學的趣味性。依托于互聯網、電子設備等傳輸介質，教師可以不再單一地以課本作為解讀知識的途徑，以音視頻可以帶給學生更加直接和震撼的學習體驗。趣味性的提升意味著學生能夠投入更多的熱情和精力集中于物理學習當中，知識傳輸的效率自然而然能夠得到大幅的提升。物理知識的解讀角度，會隨著知識的應用場景的變化而變化，在高中物理課堂中，教師時常會因為空間、環境的限制，無法完美地進行物理知識解讀，這樣不僅降低了傳授知識的效率，學生對于知識的認識和理解程度也會有所下滑。信息數字化技術可以通過互聯網整合教學資源，以音頻、視頻、圖片的形式，來多角度呈現不同的物理知識，通過學科間的知識串聯、生活化場景，以及一些模擬實驗，學生可以多維度地進行知識內化，理解知識的角度發生變化，學生就能夠掌握知識運用的不同途徑，形成廣角思維，進而靈活運用知識，對于學生知識體系的搭建和物理綜合能力的提升有著巨大的幫助。

（二）使學習更高效

在當前的數字信息化時代，充分運用好各種多媒體軟件，充分運用好網絡信息，可以讓我們的課堂更高效。它可以呈現用語言無法表達的畫面、物體運動過程等，可以通過慢放鏡頭觀察每個不同時刻物體的位置，調整視角后，還可以多角度觀察運動細節，還可以清楚地觀察到儀表讀數等，讓我們的教學效果達到最優化。還可以利用flash等軟件制作課件模擬一些抽象的動態過程，比如講到多普勒效應時，當波源相對觀察者運動時，接收到的頻率發生怎樣的變化，可以用課件模擬過程，學生直接可以判斷經過觀察者的波數，有了這樣的輔助便于學生理解吸收，達到很好的教學效果。課后的自主學習資源也讓學生擺脫僅靠刷題來鞏固知識的被動局面，學生根據自己薄弱的部分選擇合適的教學視頻加以鞏固，點對點更加有實效。

（三）使教學更便捷

現今各類信息的傳遞速度十分迅速，將數字信息化應用于教學當中，教師可以實時了解學生的問題，通過多種教學平臺及時收取學生的學習反饋，在各類媒介上高效完成指導。很多學校均使用智學網平臺進行考試閱卷，再由平臺對考試結果分析總結，及時將分析結果傳遞給教師，教師可以有針對性地講評。教師擺脫了傳統的在學生紙質卷面上分析的操作，非常便捷迅速，節省了許多時間。特別是在線上教學期間，釘釘平臺自帶的數據統計小程序充分利用起來后，可以方便及時了解學生哪些知識沒掌握好，實現精準教學。

結束語

綜上所述，在高中物理教學當中，信息數字化運用的途徑多種多樣，通過信息數字化技術的運用來拓展教學路徑，以資源整合和輔助工具的不同使用途徑來開拓學生思維，能夠改變傳統高中物理教學的固有模式，帶給學生全新的學習體驗，進而促進學生的能力提升和發展，為高中物理教學開啟新的道路。

參考文獻

[1]鄭亮.數字化教學資源在高中物理教學中的應用策略研究[J].新課程，2020（15）：158.

[2]尤春.數字信息技術在高中物理教學中的應用途徑分析[J].考試周刊，2017（99）：165.