信息技術在高中物理實驗教學中的應用探究

許爾鋒

摘 要：現(xiàn)代信息技術與物理實驗教學的結(jié)合，是教育改革的必然趨勢，符合素質(zhì)教育的發(fā)展要求，能夠激發(fā)學生的實驗興趣，使學生的物理核心素養(yǎng)得到有效提升。高中物理教師要把握實驗教學的特點，巧妙地將信息技術融入實驗中，營造開放性的物理實驗氛圍，強化學生的實踐意識和操作能力，讓每一個物理實驗都意義深遠，增強高中物理整體教育水平。本文筆者根據(jù)高中物理實驗教學現(xiàn)狀，討論信息技術在物理實驗教學中的應用價值，希望對物理教學有所幫助。

關鍵詞：信息技術；高中物理；實驗教學

中圖分類號：G6３ ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ?文章編號：1673-9132（2023）22-0075-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2023.22.025

在信息化背景下，高中物理教學迎來了新的發(fā)展契機，拓寬了物理學習渠道，構(gòu)建起多元化的物理課堂，給學生創(chuàng)造了更大的進步空間。在高中物理實驗教學中運用信息技術是勢在必行的，學生可以通過多媒體技術清晰、直觀地觀察實驗現(xiàn)象，還可以利用微課視頻等消除實驗重難點。這種學習方式拓寬了學生的知識面，有利于他們養(yǎng)成自主學習的習慣。但是仍然有些教師對信息技術的認識存在誤區(qū)，在使用的過程中存在過度依賴、片面化、形式化等問題，需要引起高度重視。在新時期，教師要創(chuàng)新教學理念與方法，正確把握信息技術的優(yōu)勢，積極運用信息技術輔助物理實驗教學，激發(fā)學生的實驗熱情，促使他們找到參與物理實驗的樂趣。

一、高中物理實驗教學現(xiàn)狀

（一）學生參與實驗的機會少

由于高中課程時間緊、任務重，很多物理教師都會把大量的教學時間放到教材知識和習題的講解上，留給學生實驗的時間少之又少，甚至還會通過演示實驗代替學生自主實驗，使得學生的物理綜合能力受到影響。還有些物理教師給學生提出嚴格的實驗要求，要求學生必須按照教師的思路進行實驗，不允許學生加入自己的想法，導致物理實驗千篇一律，毫無新意。尤其是到了高三復習階段，教師讓學生死記硬背各種物理實驗現(xiàn)象和結(jié)論，并沒有系統(tǒng)化地梳理和完善知識體系，在一定程度上限制了學生的實驗水平。

（二）信息技術運用不科學

雖然信息技術的引入具有重要作用，讓高中物理教學煥發(fā)了生機，但是一些物理教師對信息技術的使用不科學，造成了師生互動不暢、實驗教學不達標等情況。有些教師過度依賴信息技術，無論課堂教學是否需要都會給學生播放電子課件或者視頻資源，無法調(diào)動學生的學習積極性和主動性，起不到應有的效果。還有些教師不愿意使用信息技術輔助實驗教學，他們認為傳統(tǒng)的教學方式已經(jīng)運用自如，制作課件會浪費很多時間，而且操作電腦還會遇到各種各樣的問題。這些教師非常抵觸信息技術的使用，限制了實驗教學的長遠發(fā)展。

（三）實驗教學忽視生活化

高中物理實驗內(nèi)容豐富，教師設計的實驗要么過于復雜，要么過于簡單，導致學生產(chǎn)生抵觸情緒，不愿意跟隨教師完成實驗任務。在新高考背景下，教師有必要給學生帶來生活化的實驗，引導學生去挖掘更多有價值的物理信息，并將所學知識巧妙地運用到生活中。但是實際上，教師依然存在應試教育思想，只關注學生是否順利完成了實驗，并沒有對實驗的過程、方法等進行深度剖析和拓展，不能帶動學生的個人思維，導致學生對物理實驗產(chǎn)生較為陌生的感覺。

二、信息技術在高中物理實驗教學中的應用

（一）創(chuàng)設教學情境，激發(fā)探究熱情

高中物理是一門以實驗為主、在實驗的基礎上進行理論研究的學科，具有較強的理論性和實踐性特點。和初中物理相比，高中物理在知識廣度和深度上又提升了一個臺階，給學生的物理學習帶來了很多困難。傳統(tǒng)以講代做、灌輸式的實驗教學已經(jīng)難以滿足學生的學習需求，其教學弊端在新課程改革背景下日益凸顯。為此，教師要認識到傳統(tǒng)物理實驗教學的弊端，不斷改進教學方式，在信息技術的推動下創(chuàng)設與實驗教學相關的教學情境，借助視頻、圖文等形式增強實驗教學的趣味性和生動性，使學生形成積極的求知心理，激發(fā)實驗探究的興趣。

物理知識源于生活，又應用于生活，在生活的各個角落中都會發(fā)現(xiàn)物理知識的存在。以往教學中，很多教師都認為物理實驗是孤立的，是為驗證物理理論而服務的，因而對實驗課程導入重視程度不足，甚至沒有實驗教學前的“預熱”，就直接讓學生按照教材和實驗手冊進行操作，導致學生缺乏學習興趣，學習動力不足。為此，教師可以借助生活情境開展實驗教學，利用多媒體展示一些司空見慣的生活現(xiàn)象，引導學生運用學過的物理知識加以分析和解釋，并鼓勵學生運用物理實驗加以驗證，用生活中的物理現(xiàn)象為學生的實驗探究注入動力。學生喜歡新鮮刺激的事物，因此教師可以結(jié)合物理實驗主題，從網(wǎng)絡中搜集與之相關的魔術表演視頻、演示實驗視頻等，用新奇的、出人意料的結(jié)果激發(fā)學生的探究欲望，使其積極主動地融入物理實驗中。另外，教師還可以利用多媒體為學生列舉物理知識在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的具體應用場景，用更直觀的方式讓學生認識到物理知識對人類生活和社會發(fā)展的重要性，提高學生對物理學科的重視程度，進而產(chǎn)生積極向上的學習情感，明確學習目標，以更加飽滿的情緒主動地投入實驗教學中。

（二）引入網(wǎng)絡資源，豐富實驗內(nèi)容

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，它給學生提供了豐富的學習資源。在此基礎上，教師可以在網(wǎng)絡上搜集實驗教學資源，學生也可以自己去網(wǎng)絡中查找物理實驗資料，從不同的角度去認識物理實驗，快速掌握實驗的本質(zhì)。在開展實驗教學的過程中，教師可以借助網(wǎng)絡資源將復雜、枯燥的物理知識變得具體化、形象化，加深學生對每一次物理實驗的印象。網(wǎng)絡資源在高中物理實驗教學中的運用是一個開創(chuàng)性的課題，需要教師不斷進行嘗試和研究，著眼于學生的全面發(fā)展，促進教育資源的高效利用，形成良好的實驗學習風氣。

首先，構(gòu)建網(wǎng)絡資源庫。教師可以將平時課堂教學中使用的物理課件、教學視頻、學生實驗成果、教學軟件等收集起來，分門別類地上傳到資源庫中，并且進行定期更新和維護，讓學生自主選擇需要的實驗內(nèi)容，為物理實驗教學創(chuàng)造更大的空間。這有利于構(gòu)建充滿特色的物理實驗課堂，同時教師擁有了更豐富的教學資源，學生也能夠接觸到更多元的物理知識，在實驗教學中更好地施展才華。其次，優(yōu)化演示實驗。很多物理實驗存在一定的危險性和復雜性，僅靠課堂教學是無法完成的，教師要善于發(fā)揮網(wǎng)絡的作用，通過視頻動畫的方式展示演示實驗，讓學生可以近距離、直觀化地感受實驗步驟和實驗現(xiàn)象，增加物理實驗的真實性。而且在播放演示實驗的過程中，教師可以通過快進、后退、暫停等功能將每一個實驗的細節(jié)都淋漓盡致地表現(xiàn)出來，使學生發(fā)現(xiàn)物理實驗的奇特之處。最后，推進遠程教學。網(wǎng)絡資源是遠程教學的有效載體，教師要把遠程教學提上日程，尤其是在當前教育環(huán)境下，遠程教學能夠提高雙向交互式學習效率，開辟新的學習天地。教師需要結(jié)合學生的實際情況樹立正確的實驗目標，讓學生在線上完成實驗學習，有效地增強物理實驗的時代性。在課后，教師通過網(wǎng)絡指導學生的實驗方法，隨時隨地地向?qū)W生傳遞物理實驗思想，而學生可以在遇到實驗問題時通過網(wǎng)絡向教師請教，發(fā)揮遠程資源的最大效果。

（三）運用微課教學，提高實驗效率

微課是一種新型的教學方式，深受廣大師生的青睞，不僅可以有效解決教學重難點，還可以使學生掌握更豐富的物理知識，促進核心素養(yǎng)的發(fā)展。微課符合新課改的要求，以其短小精悍、生動形象的特點降低了物理實驗教學的難度，真正地提高了實驗效率。教師可以將實驗中不容易觀察的現(xiàn)象或者容易遺忘的步驟等制作成微課，然后通過學習平臺或者班級群發(fā)放給學生，活躍實驗氛圍。每一個微課都可以較好地展示一個知識點，將這些微課融合起來就能夠?qū)崿F(xiàn)“知識碎片”的和諧統(tǒng)一，便于構(gòu)建系統(tǒng)化的物理知識體系，滿足學生個性化的實驗需求。

微課翻轉(zhuǎn)課堂已經(jīng)成為當前物理教學的熱門方式，并且發(fā)揮著不可替代的作用。通過課堂翻轉(zhuǎn)，學生成為學習的主人，有效鍛煉了自主學習能力，使課堂教學達到事半功倍的效果。在課前，教師將微課視頻發(fā)放給學生，學生按照視頻內(nèi)容進行自主預習，對實驗目標、實驗器材、實驗環(huán)節(jié)等有一個清晰的認知，能夠在頭腦中形成初步的實驗思路，這樣就可以為后續(xù)的實驗操作奠定基礎。教師也可以把以前學生做失敗的實驗制作成微課，讓學生一邊觀看，一邊找出失敗的原因，這樣可以強化學生的觀察能力和思維能力，有效避免學生犯同樣的錯誤。在課堂上，教師可以把學生的實驗過程制作成微課，與學生一起進行觀看，從中找出實驗的閃光點，將其樹立為學習的榜樣，再找出實驗中的錯誤，幫助學生夯實實驗基礎，提高實驗的實效性。教師還可以在微課視頻中設置環(huán)環(huán)相扣的問題，并引導學生通過實驗操作找到問題的答案，這樣能夠加深學生對實驗的理解，升華學生的物理思維。在課后，教師可以將微課資源上傳到校園網(wǎng)的相關模塊中，便于學生反復調(diào)用學習。此外，教師還要帶領學生一起制作微課，讓學生提供自己認為比較重要的實驗資料，在一片輕松的氛圍中達成共識，實現(xiàn)師生共同進步。

（四）創(chuàng)建仿真實驗，創(chuàng)新實驗體驗

隨著信息技術時代的到來，物理實驗不再單調(diào)，教師可以為學生構(gòu)建仿真實驗室，將虛擬現(xiàn)實技術和實驗教學有機地結(jié)合起來，把不可能完成的物理實驗變成可能，把看不到的實驗現(xiàn)象變得可視化，豐富學生的實驗體驗，提高學生的學習興趣。尤其是在新高考背景下，考查的題型越來越豐富，學生可以利用仿真實驗消除物理疑難問題，輕松地面對物理實驗，從而養(yǎng)成終身學習意識。

演示實驗的重要性不言而喻，是教師常用的教學手段。傳統(tǒng)的教學方法不能保證每個學生都能清楚地觀察到實驗操作細節(jié)和實驗現(xiàn)象。而在仿真實驗室中，教師可以把演示實驗利用3D引擎和仿真算法進行實驗器材和實驗環(huán)境的仿真模擬，通過高精度的3D建模高度還原真實的實驗場景，為學生呈現(xiàn)逼真的效果，讓學生獲得身臨其境般的實驗感受，從多角度、多方位進行實驗觀察。而且教師還可以利用快進、慢放、暫停等功能隨時控制演示實驗的進程與節(jié)奏，使實驗現(xiàn)象更加清晰可見，幫助學生更好地理解物理知識。物理實驗教學應當以學生的動手操作為主。為了提高學生自主操作的成功率，教師要做好規(guī)劃，利用虛擬仿真實驗室，讓學生在動手操作前進行實驗模擬，借助仿真實驗室中的學習資源，觀察實驗操作的全過程，把握實驗的每一個細節(jié)，使學生對物理實驗進行全面的了解，掌握正確的實驗操作方法。學生是實驗教學的主體，在物理實驗教學的過程中，教師要鼓勵學生發(fā)揮聰明才智，自主設計實驗，自主構(gòu)建實驗模型，并且運用仿真實驗室對實驗進行模擬，以此來檢驗物理實驗設計的科學性和合理性，從而避免因?qū)嶒炘O計錯誤而造成的儀器損失，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和科學探究意識。

（五）輔助實驗復習，培養(yǎng)綜合能力

在高中物理教學中，復習課對于學生至關重要，影響著學生對物理知識的掌握、遷移與運用。但由于復習主要是重溫學過的知識，對于正值青春的學生而言，他們更喜歡新知識新事物，對物理復習課往往興趣不足。特別是在物理實驗的復習中，由于教師不可能再像新授課時把所有的物理實驗重新做一遍，更多的時候是用講和做題的方式來復習實驗，容易遺漏很多實驗的細節(jié)。為此，教師可以運用信息技術輔助物理實驗復習，為學生再現(xiàn)實驗過程，讓學生經(jīng)歷主動學習的過程，感受解決問題的艱辛和喜悅，培養(yǎng)學生的物理品質(zhì)。

教師可以把在日常教學中涉及的典型性、代表性的物理實驗制作成實驗課件，對實驗過程中的重點與難點進行詳細的講解，學生在課后也可以自學或模擬實驗操作，對學過的物理知識進行回憶和聯(lián)想，扎實物理知識基礎。教師還可以結(jié)合高考物理題型，為每個物理實驗設計相關的問題，帶領學生共同研究和探索，加深對實驗現(xiàn)象、實驗過程、實驗結(jié)論的印象，達到學以致用的目的，有助于物理綜合能力的提升。對于物理實驗中的重點與難點，每個學生在課堂上的理解和接受程度是不同的。為了滿足學生多樣化的學習需求，教師要充分挖掘信息技術的潛力，利用微信、釘釘?shù)溶浖M建物理學習交流群，利用線上平臺進行師生間的交流與討論，及時消除復習環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題。教師還可以開發(fā)物理教學軟件，讓學生進行線上答題，并把答題結(jié)果及時地反饋給教師，然后再提供一對一的輔導，為下一步的復習和教學奠定基礎，使課堂教學可以更好地服務于學生。

三、結(jié)語

總而言之，實驗是高中物理課程的重點，也是難點。在實驗教學中引入信息技術是實施新課改的重要舉措，能夠最大限度地提升學生的物理水平和信息素養(yǎng)。高中物理教師應該遵循生本理念，將信息技術與物理實驗相融合，使實驗充滿樂趣，吸引學生的注意力，增強實驗教學質(zhì)量。高中物理教師還要善于開發(fā)網(wǎng)絡資源，豐富實驗內(nèi)容和實驗環(huán)節(jié)，注重師生互動，培養(yǎng)出高素質(zhì)、綜合型人才。

參考文獻：

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