信息技術在初中物理實驗教學中的應用優勢分析

張正萬

（靖遠縣興隆中學，甘肅 白銀 730613）

初中物理實驗教學是物理學科的基礎，由于初中物理教學本身是建立在實驗的基礎上的，學生很多物理知識均在實驗中獲得或掌握，因此物理實驗成為學習物理過程中不可忽略的重要部分。信息技術為初中物理實驗教學提供了契機，在教學過程中，教師要正確運用信息技術，幫助學生構建完整的物理知識體系，激發學生的學習興趣，提高整體的教學效果。從多個角度提升初中物理實驗教學的質量，幫助學生打造更適合學習的物理課堂，是每個初中物理教師都渴望達到的目標。

一、信息技術和初中物理實驗教學融合的必要性

（一）時代發展的需要

在新的歷史時期，信息技術已經成為人們生活和學習的重要保障，利用信息技術把物理實驗和教學整合在一起，可以為實驗信息的搜集提供更加便捷的途徑。在信息技術平臺的應用下，構建出一整套教學和科研一體化的發展模式，能夠適應物理實驗教學的新需求，體現物理實驗教學的意義。物理教師應充分發揮信息技術對物理實驗的融合作用，以滿足教育發展的需求，因此，應利用信息技術提升課堂引導力，加速與時代發展相契合。在物理實驗時，教師能夠借助信息技術手段，更加直觀地呈現物理實驗的每一個步驟，學生的積極性也會隨之提高。部分學校已經開展了仿真實驗軟件的推廣，既能保證物理實驗的細致性，同時也可以更靈活地開展物理實驗，為學生繼續學習物理知識奠定基礎，并激發學生的自主探索欲望。

（二）降低學習難度的需要

物理實驗教學能夠幫助學生理解較為抽象的物理原理和公式，以更直觀的方法推進物理實驗的理解進程。在開展重難點教學時，教師可以利用多媒體課件進行重點拓展，使學生形成一個范圍化的知識脈絡，有利于降低學生學習的難度，加深對教學重難點的理解。信息技術能夠發揮模擬空間和立體效果的作用，從而能使學生在信息技術創設的情境中觀看物理實驗、學習物理知識。通過信息技術的輔助，學生在頭腦中反復演練物理實驗的過程，并加深理解，發現細節，從而能夠更好地學習物理知識，同時也能夠在頭腦中形成與物理實驗相關的知識鏈條，連接新舊知識，了解物理實驗背后的理論依據。這樣，可以幫助學生更好地理解物理現象，培養學生優秀的應用能力。物理理論源自實踐和物理實驗，深度挖掘教學內容，確保教學工作順利有序開展，信息技術在其中功不可沒，并且在開展實驗教學過程中能夠幫助教師完成實驗原理和知識的展示。利用信息技術手段展示物理現象，同時以批注的形式快速連接相關知識點，這樣可以幫助學生在很短的時間內集中注意力，達到深度學習的目的，更好地理解物理原理知識，并將物理現象和其他綜合類知識融為一體，形成全新的知識結構，促進學生對物理實驗知識的理解。

（三）改變傳統教學方式的需要

傳統實驗教學采用填鴨式的教學方式，一方面，教學中以教師為課堂的主體，教學方法單一，難以激發學生的學習興趣，甚至導致一些學生對物理學習產生抵觸情緒；另一方面，學校的教學設備有限，質量也難以保證，這嚴重影響了物理實驗教學的順利開展。

信息技術利用計算機通過文本、圖形、圖像、聲音、動畫、視頻等形式將抽象的知識具象化，便于學生理解。而且多媒體具有較強的可視性、模擬性和交互性，能夠吸引學生的注意力，從而優化實驗教學效果，同時讓學生通過多媒體技術了解一些學校因條件不足不能完成的實驗，完善學生的知識體系。

二、初中物理實驗教學中應用信息技術的優勢

（一）可突破常規實驗模式

物理本身建立在實驗的基礎之上，這一特殊的學科在實驗技術的引導下，有其獨特的發展思路。為了能幫助學生更好地理解物理知識點，解放學習思路，教師可突破常規的物理實驗模式，運用信息化手段，實現開放式物理實驗教學。這樣做是為了避免學生在實際物理實驗中無所適從，達不到預期的實驗效果。物理教師只需要利用先進的信息模擬技術，借助教學PPT 課件演示物理實驗的動態進程，更好地向學生展示物理實驗每一步的特點。而且通過教師對關鍵知識點的細致講解，能夠很好地向學生展現物理實驗的過程和細節，使用信息技術的成像功能演示關鍵知識點，通過PPT 模擬實驗參數達到更好的教學效果，讓學生感受到物理實驗在不同情況下能夠達到的不同的效果。常規的物理實驗模式往往只能在課堂上進行單一或一次實驗，而使用信息化多媒體手段進行物理實驗模擬，觀察不同實驗步驟下多次實驗過程的變化，從而能夠自主地總結物理實驗規律，加深對于物理知識點的印象和理解。因此，解放常規實驗模式有助于培養學生的自主探究能力，改變了在傳統物理實驗過程中儀器安全使用的局限性，從而能夠使學生在新的物理實驗情境下得到更多對于物理實驗過程和結果的思考。比如，在觀察“水沸騰”實驗過程和實驗步驟時，教師考慮到直接等待水沸騰可能需要更多的時間，而且沸騰的水有一定的危險性。利用信息技術進行模擬物理實驗不僅可以讓學生在更加安全的前提下觀察實驗參數和結果，而且還可以調整水沸騰的溫度參數，精準地控制溫度，讓學生了解水沸騰的條件，總結氣壓、沸騰溫度、加熱時長等前提條件，并且予以記錄。

（二）可培養學生的自主探究能力

由于新型信息化物理實驗教學通過模擬的方式，不需要再考慮太多傳統實驗的局限性，因此，實驗環境和實驗條件變得更加多樣化，容易使學生精準地把控實驗結果和正常結果間的關系。學生對于新型物理實驗非常感興趣，學習興趣高漲，也更愿意在實驗過程中自主探究，學生通過與實驗伙伴間的共同討論，能夠找到實驗教學中的普遍性規律。針對新型物理實驗及特殊的物理現象，教師借助互聯網資源實現對物理模擬實驗的細致操作，并鼓勵學生自主搜集資料，通過模擬實驗探究實驗的發展及變化進程，讓學生通過模擬實驗找到物理現象的規律。即使有的學習小組在實驗過程中模擬失敗也會幫助學生找到實驗失敗或數據不精準的原因，從而能夠更加深入地理解物理實驗規律的真諦。由于模擬實驗的結果有所不同，很多小組之間的結果出現了偏差，反而調動了學生學習物理知識的積極性。而且也希望能夠借助互聯網找出數據不統一的原因，使學生通過不斷的交流和改進調整實驗參數，最終獲得模擬實驗的全面進展，學生也會在這種虛擬物理實驗帶來的真實感中，提升對于物理知識的認知。只有學生擁有對于物理實驗的自主探究興趣，才能夠通過自主探究行為理解物理實驗操作的目的，同時能夠對于與實驗相關的物理概念有更深層次的理解，并能夠在未來的理論應用中舉一反三，做好物理實驗相關的學習和研究。

比如，在進行“電磁感應”物理實驗教學時，為了使學生理解感應電流的產生條件，教師可以采用信息化的教學方式，突破傳統教學時學生對于電流內涵理解速度較慢的弊端。由于信息化模擬實驗能夠快速地顯示電流的運動導向和電流強度，教師可以利用模擬實驗讓學生看到電磁感應現象的大致規律，能夠使學生更容易認識到電磁現象的本質，對于電流的產生及其根本原因有相對清晰的認知。由于電磁感應現象非常神奇，也不能夠通過肉眼直接感受，在這一仿真實驗過程中，很多同學都對實驗過程和實驗原理產生了興趣，推動了學生自主探究意識的形成。

（三）可幫助學生理解抽象的物理概念

通過信息化手段能夠更好地查閱與實驗相關的知識和理論。由于初中物理知識有著抽象性、邏輯性較強這一特點，教師在平時的物理實驗教學中，常常需要為學生做更多的實驗前鋪墊教學。教師希望學生能夠把抽象的物理概念內化到內心之中，從而提前了解物理實驗的大致脈絡和實驗目的。而結合信息化手段的物理實驗，則可以使學生主動將抽象的物理概念和信息技術相結合，既能夠提高學生學習的積極性，同時又能夠解決教學難點。教師還可以借助實物投影儀記錄實驗過程中的一些關鍵點和需要注意的地方，同時也可以對學生整合出來的電子表格和變化圖像進行展示及評價。在對比和分析的過程中，可以激發學生的探究欲望，同時也可以引導教師和學生共同討論，依據探索性的問題，引發學生對于物理知識深層次的探索。比如，在進行“凸透鏡成像”這一特殊實驗教學過程時，雖然學生的肉眼能夠看到凸透鏡成像的過程，但卻對于其成像原理、物距、像距和圖像之間的關系并不能很快理解。很多學生在觀察時雖然能觀察到部分實驗細節，但卻不能夠掌握整個實驗的全貌，因此就不能很快理解凸透鏡在成像過程中的基本條件以及過程、變化。利用信息技術生成虛擬實驗，能夠反復回看凸透鏡成像過程的現象，從而方便學生以小組為單位探討凸透鏡成像這一特殊物理現象成立的原因，總結其規律。學生在教師的引導下細致地觀察，最終加深了對于凸透鏡成像這一物理現象的認知，而且還生成了一些自己的感悟和理解，并能夠清楚地感受到距離變化對于成像效果的影響，掌握物理實驗規律。

（四）可在學校層面提供支持

為了保證教師能夠進行較好的物理學習資源的開發，學校應大力提倡并支持教師對課堂教學進行改革。在硬件方面，由于視頻的拍攝對于燈光布置，室內消音都有一定的要求，學校需要設立專門的實驗教室用于物理實驗視頻的拍攝，配備相應的拍攝設備和收音裝置。在技術方面，學校需要統籌物理教師與信息技術教師間的合作，加強學科間的交流與融合。借助于信息技術教師的參與，制作較高水平的、較系統化和標準化的物理實驗視頻。同時可以開展校本課程，由信息技術教師教授學生相應視頻拍攝、編輯方法和技巧，提升學生學習能力。在制度方面，建立學生使用實驗室制作視頻的規則。在軟件方面，改進并維護相應的資源共享平臺。如學校云平臺，或者借助于一些社交或媒體平臺，如嗶哩嗶哩、抖音、喜馬拉雅FM 等，使學生的自主學習成果得以展示和傳播。研究互聯網環境下教學的新模式、新方法，加強傳統學習和在線學習的深度融合。創建學生和老師的在線學習空間、教師微課社區、教育云平臺、課件資源庫，擴大優質教育資源共享范圍。

綜上所述，隨著計算機技術和多媒體技術的迅猛發展，初中物理實驗教學發生了巨大的變化。新課程標準要求教師能夠提升學生的物理核心素養。而對于初中生來說，在教學活動中加入信息化的手段，不僅可以使學生的學習過程更加便捷、學習知識更易內化，而且還可以依托于現代教育中合理應用信息技術手段的前提，打破傳統實驗方式的弊端，突破難點和局限，贏得物理實驗教學的新未來。