新高考背景下高中物理實驗與智慧課堂有效融合實踐研究

摘 要：本文結合物理實驗特點，從實驗導學、實驗教學、知識鞏固三方面出發，闡述高中物理教師將實驗教學與智慧課堂進行有效結合的實施策略.

關鍵詞：新高考背景；高中物理；智慧課堂；物理實驗

中圖分類號：G632?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1008-0333（2023）21-0083-03

收稿日期：2023-04-25

作者簡介：強湧祿（1983.5-），男，甘肅省禮縣人，本科，中學一級教師，從事高中物理教學研究.

在新高考背景下，高中物理實驗教學需要進行合理優化與改進，為此，物理教師要堅持與時俱進，巧妙地把智慧課堂教學模式融入到物理實驗活動中，借此優化實驗教學形式，創新實驗教學方法，改善知識復習與鞏固的質量，從而真正提高高中學生物理實驗學習效果.

1 利用智慧課堂強化實驗導學教學效果

1.1 微課展現物理概念，明確實驗目的

物理教師為了強化學生對物理概念性知識的理解，為物理實驗打下良好的基礎，可以運用微課開展原理講解活動，并借此幫助學生明確實驗目的，使其設計出合理的實驗方案.

以“用雙縫干涉測量光的波長”課程為例，在實驗教學活動前，物理教師利用微課視頻回顧“光的干涉”課程知識點，復習單色光雙縫干涉條紋的特征，回憶產生光的干涉這一現象的基本條件.讓學生初步了解實驗相關物理學知識.然后，教師利用微課展示“用雙縫干涉測量光的波長”實驗重點和難點知識，如重點內容是讓學生掌握用兩條相鄰亮條紋中心間距的表達式測量出單色光的波長，而難點是如何對這一表達式進行推導.學生通過觀看微課視頻，能夠對相關知識有一個清晰了解，并且，通過解析重難點知識，進一步明確實驗目的，從而設計出符合要求的物理實驗方案.

1.2 微課指導實驗預習，展示實驗流程

教師可以利用微課視頻創建實驗導學智慧課堂，把物理實驗步驟以動態視頻方式展現給學生，讓他們通過觀看視頻了解不同物理實驗步驟，知道實驗操作注意事項，發現其中要點信息，從而使物理實驗預習達到應有效果.

以“摩擦力”課程為例，物理教師為了讓學生對靜摩擦力大小變化因素有一個初步了解，知道此項實驗步驟和要點，可以給學生播放物理實驗視頻.與此同時，教師還需要在學生觀看過程中對他們進行思維引導，從而使其建立與靜摩擦有關認知基礎.在視頻中，學生先看到此項實驗需要的器材，如長木板、木塊、彈簧測力計、紙團.在實驗過程中，實驗者先使用彈簧測力計沿水平方向輕拉長木板上的木塊，在木塊移動前，所使用的拉力與靜摩擦力相等；之后，實驗者繼續增加力的大小，當木塊開始移動時，此時拉力會突然變小.最后，通過對彈簧測力計各階段數據分析，實驗者得出“靜摩擦力的大小隨拉力的變化而變化”的結論.針對視頻，學生需要總結實驗步驟，并根據細節梳理實驗注意事項，如（1）拉動木塊的力要由小到大緩慢變化；（2）時刻記錄彈簧測力計的數值；（3）用紙團標記指針到達的最大位置.最后，學生還需要結合自身的生活經驗和對知識點的疑惑提出相關實驗問題，如如何判斷靜摩擦力的最大值度？只能使用彈簧測力計測出拉力值嗎？木塊移動時，靜摩擦力是多少？借此為學生之后的實驗操作提供明確方向.物理教師利用視頻開展預習活動，不僅改善了學生預習質量，還能使他們對物理實驗有一個大致了解，從而為之后的具體操作打下良好基礎.

2 巧用智慧課堂優化物理實驗教學方法

2.1 利用信息課件，展示特殊物理實驗

在高中物理教學中，包含一部分比較有難度或者難以在課堂上實現的物理實驗，而這些實驗也影響學生理解學科知識原理的效果.對此，物理教師為改進文字或圖片講解方式，讓學生能夠直觀看到此類實驗的過程，可以利用實驗視頻開展信息化教學活動，把特殊的物理實驗帶入到智慧課堂之中，從而有效提升學生實驗認知的質量［2］.

以“電磁場與電磁波”課程為例，此節課要求學生了解電磁場理論，知道電磁波的特點，知道赫茲證明電磁波存在的實驗過程和實驗方法，明白赫茲實驗的意義.對于高中學生來說，“赫茲的電火花實驗”具有一定的危險性，而物理教師也無法在課堂上進行此項實驗演示.對此，教師為了讓學生能夠真正理解此項實驗意義，需要利用信息課件播放實驗視頻，讓他們通過對視頻畫面的細致觀察，加深對實驗內容的理解與感悟.比如，在視頻畫面中，實驗者先用導線把兩個金屬球與感應圈相連，而當這兩個金屬球產生電火花時，周圍空間的電磁場迅速出現了變化，而這種變化就是電磁場以電磁波的形式在空間中進行傳播.之后，當電磁波遇到導線環時，就會在導線環中激發出感應電動勢，從而導致導線環中間的空隙也產生了電火花，學生看到電火花則說明這個導線環接受到了電磁波.事實上，人類是無法用肉眼看到電磁波的，而學生也是通過觀察導線環的變化和空氣中的磁場變化判斷出了電磁波.對此，物理教師為了讓學生更加清晰地看到電磁波位置變化，可以對實驗視頻進行編輯處理.用視頻編輯器中的符號工具或色彩工具標注出電磁波的產生和發射過程，從而使學生直觀了解到此項實驗的關鍵要素，并借此提高他們對實驗內容的理解，同時，引導學生結合實驗視頻體會到赫茲實驗的真正含義.

2.2 巧用仿真實驗，拓展物理學習空間

隨著智慧課堂深入發展，越來越多物理教師看到了信息化實驗教學的優勢，他們利用專業化教學軟件創建了仿真實驗教學模式，而學生只需要使用鼠標對其進行操作，就可以得到各種復雜性物理實驗的數據，并通過對數據的科學分析得出實驗結論.

以“導體的電阻”課程為例，此節課包含了一項“控制變量法”物理實驗，目的是讓學生通過實驗掌握伏安法測電阻的方法.在伏安法測電阻實驗過程中，學生需要用到分壓式和限流式兩種電路，并通過多次改變滑動變阻器阻值的方式對電阻進行測量.對于學生來說，此節課學習的難點在于他們很難通過教師的講解透徹理解上述兩種電路.而物理實驗雖然可以幫助學生對其進行有效探索與研究，但是，傳統的實驗方式比較復雜，而且多次改變滑動變阻器阻值這個過程非常浪費時間，學生很有可能無法在規定時間內容完成實驗.對此，物理教師為了提高學生實驗學習的效率，可以利用信息仿真軟件開展“伏安法測電阻”物理實驗活動，并借此拓展他們實驗學習的空間.在仿真實驗過程中，學生可以使用鼠標單擊軟件中的滑動變阻器和電阻，根據實驗需求多次改變兩個電阻值的設置，通過雙擊鼠標的方式打開和關閉分壓式電路與限流式電路的開關，并對其進行觀察，記錄每一次操作所得數據，最終根據數據信息總結出實驗結論.

2.3 利用信息軟件，快速處理實驗數據

在高中物理智慧課堂中，教師會給每個實驗小組提供一個平板電腦，此項設備中含有智能化學習軟件，并且學習終端與云平臺進行了綁定，使學生在實驗過程中能夠利用此設備與教師進行高效互動，并且，能夠快速傳輸實驗數據，從而提高其實驗學習的質量.另外，智能化軟件中包含了Excel軟件和大數據處理技術，學生可以使用更加專業的信息技術手段對實驗數據進行精準計算，從而使大量實驗數據能夠得到快速處理，提升其物理實驗的效率［4］.

以“導體的電阻”課程中“伏安特性曲線”拓展性物理實驗為例，此項實驗需要學生根據實驗數據思考一般伏安特性曲線的橫縱坐標應該如何?。客ㄟ^觀察伏安特性曲線分析線性元件和非線性元件的伏安特性曲線有哪些不同之處？對此，物理教師為了提高學生實驗數據處理效率，讓他們能夠擁有更多時間分析圖像信息，可以指導學生使用Excel表格自動生成標準圖像，然后再對圖像信息進行細致分析.比如，學生需要把實驗數據錄入到Excel表格中，然后再使用Excel軟件中的曲線功能將數據自動生成伏安特性曲線.這里需要注意的是，需要對自動生成圖像進行檢查，去掉錯誤數據，同時，要運用軟件中的平滑線選項得到平滑曲線.之后，再結合圖像與數據對橫縱坐標進行分析，最終得出正確的實驗結論.在實驗過程中，學生如果遇到無法解決的問題，可以直接使用平板中的交流功能或提問功能與教師進行溝通，而教師也需要及時給予解答，從而使實驗能夠順利進行下去.高中物理教師利用智能化信息技術創建實驗教學活動，不僅給學生帶來了全新的體驗，調動了他們主動參與實驗活動的積極性，還能使其借助軟件功能使實驗數據得到快速處理，并自動生成比較復雜的實驗數據模型，在降低實驗難度的同時，提高學生物理實驗的效率.

3 使用智慧課堂加強物理實驗知識鞏固

物理實驗教學不僅僅是讓學生扎實掌握實驗技巧，鍛煉實驗能力，還需要利用實驗活動培養學生自主設計意識和自主實驗意識，同時，使其在實驗過程中形成正確的實驗思維，并且能夠通過實驗操作加深對學科知識的理解.對此，物理教師為了更好地落實上述教學要求，使學生得到有效的知識鞏固和能力提升，可以布置生活化物理作業，并利用智慧課堂教學模式優化作業的形式.讓學生把實驗設計方案上傳到網絡學習平臺，以便教師能夠對其進行及時批閱和指導.還要讓學生把實驗過程錄制成視頻，同樣上傳到平臺之中，并把不理解的實驗步驟或實驗結果進行標注，而教師則需要根據視頻內容對知識點進行細致講解，從而使學生真正理解物理知識，并且，使課程作業發揮出應有的鞏固效果［5］.

以“探究平拋運動的特點”課程作業為例，物理教師可以給學生布置“利用日常生活中的物體進行平拋運動實驗”作業.對此，學生需要根據所學知識設計物理實驗方案，如用飲料瓶制作噴水工具，用噴出的水流顯示平拋運動軌跡，然后用彩筆在水流后面的玻璃板上畫出其運動軌跡.之后，學生把實驗方案上傳到網絡平臺，由教師進行審核，并對有問題的方案提出完善意見.然后學生再按照修訂后的方案進行實驗操作，錄制成視頻上傳到平臺.物理教師利用智慧課堂布置實驗作業，不僅優化了作業的形式，還能使學生在實驗設計、實驗操作中得到知識的鞏固，進而提高其物理學習的質量.

綜上所述，在新高考背景下，物理教師若想提高實驗教學的質量，則需要將其與智慧課堂教學模式進行有機融合，通過優化導學活動、創新教學方法、強化知識鞏固等方式提高學生物理實驗的積極性，改善他們物理實驗的效率和效果，使其在多樣化實驗活動中提高物理綜合實驗能力.

參考文獻：

［1］ 陳沛.信息技術應用于高中物理有效性實驗教學的路徑研究［J］.學周刊，2021（20）：15-16.

［2］ 詹葆.信息技術與高中物理實驗教學深入融合解析［J］.數理化解題研究，2021（15）：76-77.

［3］ 康莉.信息技術環境下高中物理實驗探究教學模式研究［J］.科技資訊，2021，19（09）：154-156.

［4］ 楊東泉.信息技術與高中物理實驗教學的有效整合［J］.科技資訊，2021，19（09）：157-159.

［5］ 耿碧玉.信息技術與高中物理實驗教學融合的策略［J］.科技資訊，2021，19（07）：26-28.

［責任編輯：李 璟］