網絡學習空間在高中物理電學實驗教學的應用

任凡凡

摘 要：隨著教學方式的多樣化和自由化。網絡學習空間成為一種新型教學輔助工具，在高中物理教學中逐漸被廣大教師認可，利用網絡學習空間對高中物理電學實驗進行教學，既能保障實驗教學質量，又培養了學生的探究精神。

關鍵詞：高中物理；網絡學習空間；電學實驗教學

隨著學校開展信息技術能力提高工程的推進，根據上級教育部門以及學校的要求，網絡學習空間逐漸融入教學之中，為師生提供更廣闊自由的學習環境，筆者課題組嘗試著利用網絡空間平臺開展高中電學實驗教學，不僅豐富了實驗內容，還將高中幾個電學實驗進行融合，理順了它們之間的聯系。在實驗數據統計與分析上，降低實驗誤差，保證實驗準確性，提高了學生學習能力、創新能力和思維能力。在物理電學實驗教學中運用信息技術手段，既能保障實驗教學質量，又能提高學生的學習效率，培養學生的探究精神。

一、網絡空間下的物理電學實驗教學

高中電學實驗主要有兩個類型，第一種屬于測量類型，第二種屬于操作類型。例如：“練習使用多用電表”就是操作類的實驗，利用網絡空間平臺，教師可以在平臺給學生發送一個Flash小程序，學生可以在上面進行如何測電阻的操作，當操作步驟錯誤時，程序會給予提示；當指針偏轉太大或太小時，程序會提示換檔；尤其是使用電流檔測電流時，通過模擬動畫讓學生知道，要選擇好量程，注意正負接線柱，否則會引起多用電表的損壞。這些通過電腦的模擬實驗不僅可以直觀地幫助學生掌握操作過程中的一些細節，還為線下具體操作提供了可視化的理論依據，提高了實驗過程的時間效率。這種方式比教師在課堂上枯燥地講實驗的注意事項更加有效。再者，測量類型的實驗中最難的地方，就是如何區分內接與外接，分壓與限流。筆者通過多年的教學經驗發現，無論教師在理論層面多么生動細致地講授，還是有部分學生無法理解和接受。這顯然與學生的認知與理解層面有關，此時教師應該換一種教學方式。筆者課題組就自己動手做了Flash動畫程序，讓學生操作體驗內外接法，分壓限流式接法在測量不同阻值時，觀察電表指針偏轉的情況，來理解兩種接法帶來的誤差。利用多媒體小程序進行實驗，不僅省去了實驗中連接導線的時間，而且還能清楚地知道不同連接方式在實驗器材關鍵部位上的不同點。

網絡空間的引入擴展了學生實驗環境，為教師開辟了更廣闊的教學空間。高中階段需要學生掌握的數據更加細致，對實驗的要求也更多，因此，將信息技術引入到物理電學實驗之中，能夠更加便捷地幫助學生掌握相關實驗，尤其是將實驗數據進行及時整理和分析，課堂上就可以提交給教師，教師利用課堂把學生的數據進行對比，了解學生對實驗的掌握情況，通過信息反饋保障實驗教學質量，學生之間可以相互學習，發現實驗的易錯點。

經過筆者課題組問卷調查研究發現，這種教學非常適合探究式實驗教學，不僅讓學生參與了探究學習，而且能更加有效地去發現問題、分析問題和解決問題。這樣的教學比傳統的探究式教學更有利于學生掌握探究的方法，理解探究式方法在物理問題研究的重要性。

二、網絡空間下的物理電學實驗教學優勢

（一）改變一對一的課堂傳統教學提問模式

在網絡空間中，教師可以與學生共同圍繞著一個問題開展無聲的討論，在平臺上發表著各自的觀點看法。教師還可以提問全班學生，學生回答的問題可以文字或圖片等其他形式呈現出來，不會受到相互干擾影響。同時教師可以把剛才學生回答的答案都展現給全班學生，也可以按小組進行相互批改，讓學生看到他們彼此不足的地方以及好的地方，通過共性可以加深對問題的理解。傳統課堂上教師經常提問電學實驗中有很多涉及電表量程的選擇和器材的連接問題，它是高考的熱點。教師通常會叫一兩個學生到黑板上畫連接電學實物圖或畫電路圖，雖然有互動，但這樣的方式的課堂效率并不理想，通過網絡空間下的集體互動式人人參與，每個學生都可以向大家展示答案，相互批改，可以幫助學生更好地解決難點，不僅提高了課堂效率，也增進了師生、生生之間的互動。過去的教學中容易忽視的就是學生的參與度，受到時間的限制，沒有辦法讓更多的學生參與，這點在網絡空間的平臺上就可以輕松解決。通過筆者的問卷調查，有92.6%的學生對這樣的教學方式表示非常滿意。

（二）讓課堂更加有序更加安全

上實驗課最頭疼的事情不是學生實驗的成功與否，而是課堂的紀律很難維持，學生在實驗操作過程中跟菜市場買菜一樣，調皮學生會前面看一下、后面借一個東西，做完的學生會跑到前后幫助其他學生，電學實驗有的要用到220v的電源，還要時刻關注學生安全用電的問題，教師課堂上要幫助解答問題，就顧不上那些走來走去的學生，導致的結果就是課堂效率非常低，也存在很多用電的安全隱患。也有很多學生做完實驗，沒時間在課堂上分析數據，得出實驗結論，課后這些學生也不會去進行數據處理。學生養成一種習慣——實驗課就是完成實驗操作，沒有數據處理分析這一環節。這樣的課實際上是無效的，只是為玩實驗而去體驗。這也導致很多教師都不愿意上實驗課，因為反正都沒效果，那就直接講理論做題目，反正高考又不考具體實際操作。應用網絡空間進行實驗探究可以提高學生的動手實踐能力，提高合作探究的成效[1]。

傳統物理實驗教學通常是先用一節課介紹實驗原理、數據處理和注意事項，然后再花一節課讓學生到實驗室進行線下操作。這種方式的優點就是實驗步驟過程具體，學生線下實驗操作成功率高，但會導致學生過于注重實驗的對與錯，忽視了學生應該在整個物理實驗中體驗。而網絡背景下的物理實驗，將會進一步明確物理實驗目的，開放實驗思路，培養學生綜合能力。其實教學的目的不僅是教學生獲得某種知識，而是培養學生多種能力。將網絡空間引入到物理實驗教學之中，網絡環境下的多媒體教學所具有的圖文并茂、豐富多彩的人機交互方式，更能有效地激發學生的學習欲望，有利于發揮學生的課堂主體作用。在實驗過程中，教師給予學生更多的時間和空間，利用交互式教學方式，開展適合學生的不同風格的學習方式，為學生開展個性化學習創造了機會，調動學生學習的內在動力，充分發揮學生學習過程的主動性、積極性和創造性，培養學生探究精神，培養學生終身學習的能力，進而提高學生的科學素養[2]。

（三）輕松突破重難點，提高課堂效率

一節成功的課，不僅要激發學生學習的興趣，讓學生積極參與到課堂中，還要解決課程中的重難點問題。例如：“練習使用多用電表”這節課，其難點在于內部的電阻與電表的連接，通過選擇開關的調節，實現對電壓、電流以及電阻的測量。初中階段對電路的連接偏簡單，而且結構也比較單一。但該實驗由于電表可以對多種物理量的測量，對學生理解能力的要求進一步提高。在十幾年高中教學中，筆者通常把這節課的內容，分成兩節課到三節課來進行講授，主要是教師先講理論，層層分析各種接法對應的測量，由于學生構建模型的能力效果差，沒有進行實際的組裝操作，導致的結果就是效果不好。通過網絡空間，可以把多用電表的內部結構，通過動畫的形式，進行逐一拆解和組合。難點部分，理解慢一些的學生可以重復觀看，尤其是細節的地方，可以通過暫停，想通了、理解了再往后看，這比在課堂上教師播放動畫效果會更好。最后還可以通過Flash的課件自己動手操作組裝，這不僅在視覺上讓學生有一個深刻的印象，而且對電路的連接有了更深入的理解，培養了學生在電學中構建模型的能力，這讓平時枯燥的課堂變得更加生動有趣。

（四）利用網絡空間提升課堂的趣味性

物理課很多時候需要嚴謹的推導過程，這就導致課堂的乏味和枯燥。學生學習的積極性大打折扣，那么教師可利用網絡空間來增強課堂的趣味性，在課堂上將他們對物理的學習興趣激發出來，調動學生的課堂參與積極性，充分利用網絡動畫，網絡游戲與物理相關搞笑的視頻進行課堂的有機合。例如：“閉合電路歐姆定律”這節課中，筆者從網絡上下載了很多搞笑的視頻來加深學生對電壓、電阻等物理量在電路中的作用的理解。通過問卷調查發現，有82.1%的學生對物理常規課是不滿意的，學生希望教師要幽默、風趣，課堂是有趣的，這不僅對教師的素質有很高的要求，也對課前的備課也有了要求，教師要對網絡上最新的資料進行收集整理，就是要讓教師要接觸更多方面的知識，從歷史、地理到科技前沿，這讓筆者意識到網絡資源的價值所在，從而提高教師的信息素養。

三、網絡空間下實驗課后作業的分層布置

考慮學生的感受，傳統的課堂上是很難實現分層次教學和作業的布置。網絡空間可以解決這個難題。通常情況下，教師學生根據學習情況、認知能力，將班級學生分成三個層次，教師將這些學生在平臺上進行分組，布置作業時按難易程度分組推送，例如：在高二年級“測量金屬電阻率”這節課中，將2012年廣東卷和2012年山東卷中實驗題難度較小就推送給了層次低的學生，將2019年天津卷和2021北京卷的試題推送給了層次中等的學生，將2012北京卷和2014年江蘇卷難度高的推送給層次好的學生。這樣學生完成作業時既可以更有成就感，又可以考慮到他們的感受，讓其得到更好的發展。

教師可以利用網絡空間的數據統計功能，更好地分析學生課堂掌握情況。這可以讓教師更加準確地找到學生的問題，提高課堂效率。通過查看題目的正確率可以反饋出學生對知識的理解程度，查看錯誤的答案可以知道學生認知偏差的方向。分層推送能夠實現學生的個性化學習，更有針對性和有效性。由于這些作業內容的不同，筆者不在班級統一講評，課題組將作業的講評制作成了微課，并推送給不同組的學生。這可以讓學生按需反復觀看學習，突破傳統教學時間和空間上的限制，使得各個層次的學生都能夠有所收獲。作業信息反饋能夠促進學生自主學習，同時，學生能夠開展自主訂正、學習，而不必要等教師批改或講解才能判斷答案對錯[3]。

（四）網絡空間下物理實驗教學的困難

物理實驗教學資源直接決定了網絡空間教學的實施，雖然網絡上這些資源非常豐富，但琳瑯滿目的資源如若不能恰當地選擇使用，也會給物理實驗教學帶來困擾。因此，教師在利用網絡空間進行教學時，應對相關資源進行整合，創新物理實驗教學情境，以此提升物理實驗教學質量。此過程需要花費很多時間進行備課，這也是為什么教師不愿意開展教學的原因[4]。在備課過程中也發現很多資源有部分內容不滿足教學實際需求，但又不能對資源進行改動，能真正滿足要求的資源比較少。這時就要求教師掌握各種常見制作物理學科課件的軟件，才能很好地對網絡教學資源進行改進，這就對教師的信息技術提出了很高的要求，并不是所有的教師都能做到，最終導致網絡下的線上實驗教學很難開展，但相信隨著越來越多的教師加入平臺共享優秀的資源，這些問題就能得以解決。

高中物理實驗教學應該走出傳統的課堂教學束縛，要結合網絡環境，引導學生先動腦再動手，線上線下相結合，拓寬學生的物理學習領域，利用網絡激發學生的學習興趣，讓學生體會到物理學習的樂趣[5]。我們不應該局限于以高中物理電學實驗，還應該嘗試其他實驗，課題組就在高一“科學探究：向心力”這節課上，針對向心力有關內容，開展一節“探究向心力”的網絡空間下的教學活動，讓學生通過自主研究的方式，展開影響向心力大小因素內容的探究，從而引導學生了解向心力的概念，讓學生實現物理知識探究性學習[6]。

結束語

將網絡空間平臺引入到物理電學實驗課堂教學中，不僅能夠讓學生的實驗學習變得更加積極主動，還能培養他們的自主學習能力和探究精神。在教學中，教師應將網絡平臺的作用充分發揮出來，推進高中物理教學與多媒體、網絡技術的融合，對優化與改進傳統的高中物理教學模式具有一定的意義，使物理實驗教學模式更符合新時代的學生發展需要。

參考文獻

[1]溫超峰.核心素養理念下應用網絡空間開展物理探究式學習的研究[J].中學理科園地，2020，16（2）：22-23.

[2]巨曉紅.互聯網基礎上網絡空間引入物理實驗教學的探究[J].中國校外教育，2016（15）：98，146.

[3]陳顯灶.網絡空間環境下分層微課程在物理教學中的應用研究[J].中學物理教學參考，2020，49（6）：59，58.

[4]宋欣航.高中物理教學中常見電學實驗問題及優化改良措施[J].新智慧，2021（28）：67-69.

[5]朱存和.高中物理教學電學實驗中實驗電路的選擇與分析[J].中學課程輔導（教師教育），2018（18）：46.

[6]趙彬，趙燈友.優化電學實驗教學促進學生能力提升[J].中學物理教學參考，2020，49（4）：84-85.

本文系福建省教育科學“十四五”規劃2021年度課題“基于網絡學習空間的高中物理精準教學研究”（FJJKZX21-363）的主要成果之一。