多技術融合提升物理教學規范化與精準化

肖亮松 廣東汕頭華僑中學

陳瑩瑩 廣東省汕頭市潮陽黃圖盛中學

● 背景

隨著科技的進步和時代的發展，以信息技術為代表的多種高新技術已經滲透到生產生活中，新一輪的課程改革也體現著技術對教育教學的賦能提質?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標準（2017年版）》指出，“重視科學探究能力的培養和信息技術的應用”，通過設計各種活動讓學生探索使用智能工具進行物理學習，通過查閱資料、學習傳感器應用、使用各種信息化手段完成實驗等方式，讓學生在提高物理學習水平的同時，有效提升信息素養。但在現階段的教育教學過程中，因為教師信息技術能力水平或者軟硬件條件的限制，常不能很好地實現高質量的多技術融合，實現有效教學。

筆者認為，借助信息技術手段，能夠提高教學“顆粒度”的細分程度，讓每個教學環節可以借助信息技術的手段實現“有跡可循、有數可依”，讓物理教學更加規范化與精準化，而規范的方法和流程則能更好地幫助學生有效掌握知識和方法。技術賦能是提高教育精準化的有效手段，精準化的教學更有利于教育教學高質量發展，提高教學品質。筆者通過教學實踐，總結了物理學科與多種技術高質量融合實現教育教學規范化、精準化探索的手段，具體如下。

● 多技術融合促進方法流程規范化

方法流程規范化是物理學習必要的學科素養，利用信息技術增強過程性記錄和診斷，可促進方法流程規范化。

1.多技術融合提高演示與示范有效性

在傳統教學中，教師通過課堂演示展示物理實驗的規范操作，但限于時間與空間，課堂上教師演示無法全方位展示，且無法重復收看。而利用信息技術，教師可對實驗操作過程進行多角度拍攝，并將其剪輯制作成示范視頻；學生可以在課堂上觀看演示過程，也可以在課后觀看錄制的微課，還可以利用回放、暫停、慢速播放的方式更好地觀察實驗細節。

例如，針對課程標準要求的21個必做實驗，教師可逐一錄制操作演示視頻，學生通過視頻觀察操作細節，熟悉操作過程，以此提高操作規范性。又如，在講解“追及問題”的過程中，學生不容易理解其位移與空間關系，教師可將多媒體課件與微課結合，幫助學生實現規范化情境問題分析，提高學科素養。

2.多技術融合提高診斷與指導顆粒度

書面作業和檢測是學習過程中的有效診斷手段，但通過批改作業只能看到結果，看不到學生的作答過程，無法針對學生的分析過程進行有效判斷，這樣的“顆粒度”是不夠的。在教學中，教師可引導學生把自己的做題過程拍攝下來，以教師檢查和學生自查的方式，糾正不規范的思路，提高規范性。

對學生在實驗操作過程中不規范不科學的操作，教師也可以利用錄像診斷的方式，通過查看學生的操作過程，實現具體指導，并根據易錯點，加強難點和易錯點的教學。

精準應用技術，通過視頻拍攝、數據采集終端等信息化設備，突破時空限制，可實現對實驗設計、實驗操作、情境分析的有效示范與診斷，促進學生物理觀念的準確形成，實現科學探究能力的培養。

● 多技術融合保障教學實施精準化

技術不僅能夠幫助我們實現示范與診斷，還能促進教學組織和實施的精準化，更好地描繪“學生畫像”，實現智慧教育。

1.以數據為基礎的教學組織

借助智能硬件，可實現有效數據采集，以數據支撐實現學情反饋，可以實現學科學情精準分析，針對年級、班級、個人實現精準化學情分析。例如，在2020級高一年級的物理教學中，筆者所在教研組基于數據采集硬件（試卷掃描儀），通過答題卡實現數據采集；以教學檢測數據為基礎，實現學科學情分析。備課組長可以了解年級學生對各個知識點的學習情況，適當調整教學進度和安排練習檢測，科任教師可以明確所教班級學生對各個知識點的掌握情況，在完成集體備課進度的前提下，對薄弱知識點進行有效加強，不僅如此，通過了解每個學生的知識掌握情況，還可以更好地開展培優扶弱，實現精確提升。

2.基于實時反饋的教學實施

利用紙筆互動系統、即時通信軟件、智慧教室平板系統等硬件，教師可實現課堂數據實時采集，并針對數據直觀圖調整教學內容與教學進度，更好地實現有效課堂。例如，筆者在課堂上利用紙筆互動系統實時采集學生答案，通過學生的實施反饋數據調整教學進度，以實時數據為支持，創設有效課堂。

● 以生為本踐行技術高質化融合

技術融合在提高規范化與精準化的同時，極大地擴展了物理教學的深度和廣度。在課堂教學中，技術融合創設了豐富教學方式，促進了學生全面發展。

1.利用傳感器提高實驗精確度與實驗效率

①利用現有傳感器（傳感器包括專業的傳感器和數據采集器，也包括手機APP）實現精確測量。例如，教師可以利用數據采集器定量驗證牛頓第三定律中力的大小關系，也可以利用手機自帶傳感器測量地磁場與手機位置的關系。

②自主開發傳感器提高測量效率。除了使用現有的器材，也可以利用智能硬件自主開發，實現低成本高品質的測量。例如，筆者在教學中自制教具“可移動式智能單擺演示儀”，實現了單擺測量的智能化和精準化；搭建“基于智能硬件的開源實驗平臺”，實現了如用單擺測量重力加速度、利用自由落體測量重力加速度等多種實驗一體化。

③融合創客教育培養學生創新精神。在物理實驗教學中，筆者引導學生借助在創客課程中學到的技術，自制傳感器、自己編寫程序完成物理實驗。

2.利用攝像設備改進物理實驗

①利用投屏技術促進實驗操作規范化。利用攝像頭投屏，可以提高實驗可見度，通過慢放、多角度等功能，提高實驗效果。高質化運用攝像設備促進實現可視性，提高實驗操作規范化。

②利用視頻編輯技術拓展實驗精準化。利用視頻逐幀播放，可以對過程很短的實驗實現精確分析。例如，使用逐幀播放功能研究自由落體運動，通過對運動圖像進行分析，可以準確研究自由落體運動規律。不僅如此，其他科目也可以使用視頻編輯軟件的快放功能，如在生物學實驗研究中，可以實現對植物生長的觀察分析。

3.利用軟件模擬技術提高實驗廣度

①構建虛擬空間，拓展實驗教學樣式。通過搭建虛擬實驗室，能夠突破時間和空間的限制，讓學生身臨其境地做實驗，通過實驗能讓學生對實驗過程和細節有更加深入的認識。例如，利用3D建模創建虛擬實驗室，構建模擬實驗，以情境化的方式，讓學生經歷實驗全過程，并且通過任務式學習，讓學生在使用過程中潛移默化，實現操作的規范化和思維的準確化。

②軟件模擬技術突破思維困境。物理教學中存在一些抽象的知識和概念，無法利用實物演示，通過語言文字也很難準確傳達。而利用3D建?；蛘邉赢嬛谱鬈浖梢阅M現象和過程，幫助學生準確建立物理觀念。例如，利用3Dmax制作動畫，突破磁場描述困境；利用FLASH、GGB制作動畫，突破動態圓形邊界問題和機械波的相關難點等。

技術與教學的融合，應該避免一個誤區，即為了技術融合而使用技術。技術融合高質化，在嫻熟的技術背后，應該是以學生為主體，以課程標準與高考評價體系為指引，選擇恰當的技術、恰當的時機，為學生創設情境化、生活化的實踐情境，高質量促進學生核心素養發展。

● 總結

多技術與學科教學的融合，是課程標準的要求，也是新一代“數字公民”培養的手段，在學科教學中，應該立足課程標準，以物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任等各項核心素養的培養為前提，恰當利用信息技術，從規范化和精準化目標入手，在教育教學中滲透核心素養的培養和技術思維的提升。

多技術融合學科教學，提高教學有效性，重在高質融合，貴在有效實踐。信息技術的發展為教育教學提供了豐富的資源和方式，教師和學生只有切實做到有效實踐，在實踐中提升教師的應用能力和學生的核心素養，才能做到真正意義的技術賦能，提質增效。