核心素養下的現代信息技術與物理實驗教學融合

周鑫湘

【摘要】在科技迅速發展的時代背景下，現代信息技術逐漸改變了人類的生活、學習和思維方式.信息技術因其高效、便捷、全面的特性，對各個領域的發展產生了廣泛影響.在這種環境下，教育領域也面臨著新的發展機遇和挑戰.如何有效地運用現代信息技術來提高教育教學質量，已成為教育領域急需解決的重要課題之一.物理實驗作為自然科學的重要組成部分，在培養學生科學素養、實踐能力和創新精神方面發揮著關鍵作用.物理實驗能幫助學生更容易理解抽象的物理理論，激發學生對科學探究的興趣和熱情.因此，將現代信息技術與物理實驗教學相融合，創新教育模式，將有助于豐富教學手段，提升教學效果，并全面提升學生的核心素養，使其具備更強的學科能力和綜合素質.

【關鍵詞】核心素養；現代信息技術；高中物理

現代教育領域因信息技術快速發展而變革，因此需思考如何將現代信息技術與傳統教育內容融合以更好地滿足學生學習需求.核心素養包括創新思維、信息素養、合作精神等綜合能力，物理實驗旨在幫助學生理解自然規律和培養其科學精神和實驗技能.如何將現代信息技術與物理實驗教學有機融合以促進學生核心素養的全面發展，已成為備受關注的課題，在此背景下，需進一步探索和研究以適應數字化時代的發展趨勢，提高教育質量和效果.

1 現代信息技術與高中物理實驗教學融合的重要性

1.1 提高實驗可視度

在高中物理實驗教學的過程中，演示實驗扮演著重要的角色.教師需要利用演示實驗，多次引導學生參照課本進行總結，從而幫助他們找到物理規律，并深化對相關知識的理解和掌握.然而，在傳統教學模式下，演示實驗常常受到課堂時間限制和設備精準度不足等因素的影響，導致實驗現象無法被準確地觀察.此外，許多學生由于座位原因，無法積極參與互動.為了解決這些問題，物理教師可以利用信息技術提前錄制相關實驗視頻，并結合多媒體設備和智能白板等工具來播放演示實驗的視頻.通過慢放、放大以及暫停等方法，這些視頻可以更好地呈現出實驗效果.例如，在電學實驗中，教師需要按照電路圖連接實物圖時，后排學生很難觀察到滑動變阻器以及正負接線柱的連接方式.因此，如果利用多媒體設備進行投影，就可以放大教師的操作畫面，方便教師針對物理實驗知識點進行講解.

1.2 方便實驗操作以及數據統計

信息化背景下的物理實驗教學具有與傳統物理實驗教學顯著不同的特點.借助互聯網，物理教師和學生能夠在很大程度上擺脫空間和時間因素的制約，實現學習資源的共享和互動.學生可以在課后自主搜索相關實驗教學資料，深化對物理實驗意義的理解，并將實驗模擬動畫以及操作視頻以文件形式保存，以便在后續需要時進行多次觀看和學習.合理利用信息技術不僅可以激發學生對物理學科的興趣，同時還有助于培養學生的自主學習能力，提升學生的學習效率.

此外，與傳統物理實驗的數據處理方式相比，現代化信息技術可以在短時間內輔助教師完成數據計算過程.對于學生而言，有必要在高中階段開始初步學習數據處理技術，靈活運用Excel等計算機軟件，從而更好地進行數據運算和處理.通過合理利用信息技術，學生可以將節省出的數據運算的時間用于實驗過程的反思和理解上.

例如 在“加速度與力、質量的關系實驗”中，教師可以引導學生利用Excel軟件將實驗數據制作成折線圖，直觀地感受每一個物理量的變化所帶來的影響，從而得出不同物理量之間的正比、反比關系.

1.3 激發學生的學習興趣

相較于其他學科，高中物理涵蓋的知識點相對更為復雜，涉及電能、力能等概念，需要學生具備一定的空間分析能力和邏輯思維.為確保學生能夠準確理解物理公式及知識點，高中物理課程中納入了實驗教學環節，其目的在于通過直觀的實驗現象來解釋抽象的知識點，從而降低學生的學習難度.然而，傳統物理實驗教學手段相對單一，授課教師通常僅針對課本內容進行簡單的實驗解析，無法有效激發學生的學習興趣.此外，部分物理實驗受設備及材料所限，難以確保進行多次實驗教學.

為應對這一系列問題，教師應充分挖掘信息技術的潛在價值.隨著時代的發展，信息技術的應用越來越廣泛以及電子設備對學生的吸引力日益增強.因此，教師應引導學生正確使用信息技術，結合信息技術營造輕松愉快的課堂學習氛圍，從而在保證教學質量的同時，著力培養學生的物理思維能力.

2 信息技術與高中物理實驗教學融合的相關措施

2.1 通過信息技術仿真物理實驗環境

高中物理教學越來越注重實踐性和應用性，每一項物理實驗知識點都具有其獨特的規律性和重要性.教師的角色在于引導學生獨立觀察到這一規律現象，并且能夠隨時隨地地進行實驗操作，從而加深對物理概念和規律的理解.然而，據調查顯示，許多教師在實驗過程中僅僅是進行了簡單的展示，無法確保實驗結果與理論相符，二者之間存在一定的差異.這一現象需要我們引起關注，并進行反思.

為了更好地培養學生的實踐能力和創新精神，教師需要提供更加優質的實驗環境.在傳統的高中物理實驗中，常常存在著設備不足、實驗環境危險等問題，這些問題不僅限制了學生的實踐操作，還可能對學生的安全造成威脅.因此，教師可以運用現代信息技術來模擬仿真物理實驗環境.

例如 在“電源和電流”這一高二知識點的教學過程中，由于在傳統教學模式下難以提供足夠的電流表等設備，教師可以通過信息技術進行模擬仿真實驗.這種模擬仿真實驗不僅可以讓學生親自動手操作，提高了實驗的交互性和趣味性，而且還可以保證實驗設備的完好無損，降低了實驗操作的風險.

此外，運用信息技術開展虛擬實驗可有效解決實驗光線不足的問題.

例如 在光學演示實驗中，由于光線的影響，演示效果往往不盡如人意.運用信息技術開展虛擬實驗可有效解決這一問題.學生通過親自動手操作，可以更加直觀地觀察到實驗現象和規律，從而更好地理解并掌握光學規律.同時，虛擬實驗還可以隨時隨地進行，不受時間和地點的限制，讓學生可以更加自由地進行學習和探索.

2.2 實驗教學課后應用

通過將信息技術與物理實驗進行有效結合應用，學生可以在課后進一步掌握和鞏固相關知識.隨著信息技術的廣泛應用，大部分學生都擁有電子設備，因此物理教師可以在實驗課后作業的布置上使用QQ、釘釘等社交辦公軟件.這些軟件不僅可以降低學生的課后學習負擔，還可以輔助教師更加直觀地了解學生的學習情況.

例如在初步學習光電效應實驗后，教師可以在網絡班級群聊中分享一些蘊含物理知識的現實生活案例，如太陽能電池和半導體等.教師可以引導學生進行自我學習，并教導學生如何了解課外知識.例如，太陽能電池的本質是一種利用太陽光發電的光電半導體薄片，當滿足一定照度條件后可輸出電壓，并在有回路的情況下產生電流.教師可以根據學生的學習進度逐步加大課后習題的難度，主要考查光電子初動能與入射光頻率之間的關系等內容.

學生完成作業后，教師可以借助平臺本身自帶的閱讀功能來整體觀察學生的答題情況，從而判斷大部分學生是否正確掌握相關知識點.此外，在作業評改上，教師也可以借助信息技術直接添加注釋，這樣可以減少課堂上因講解作業所耗費的時間，讓學生可以有更多的時間用于開展物理實驗教學，感受物理實驗所帶來的樂趣.

2.3 信息技術在分組合作中的應用

物理教師應當意識到信息技術的應用可以與其他教學手段相結合.應用信息技術的主要目的就是幫助學生整理各個物理知識點之間的聯系，從而構建一個正確的知識框架，在保證學生學業成績的同時培養學生的綜合能力.小組合作就是物理實驗教學中十分常見的一種教學手段，合理利用小組合作可以培養學生的動手能力以及合作意識.因此在實驗課開始前教師就需要先結合教材內容了解實驗的目的以及原理，而后確定教學目標，根據學生的性格特點進行分組.在正式開始實驗教學前教師可以先播放相關的信息模擬動畫，讓學生帶著想要解決疑惑的好奇心參與實驗.

例如 在“使用打點計時器測定勻變速直線運動的加速度”這個實驗中，教師就可以組織學生以小組為單位進行多次實驗并做好相關數據的計算匯總.而后就可以在實驗過程中引導學生合理利用信息設備如計算機、多媒體投影等等，搜索該實驗的相關案例，了解該實驗的其他開展形式.在數據匯總上可以利用Excel軟件進行計算表達.教師需要做到鼓勵學生通過小組間的合作探究，逐步自我解決課前提出的問題，深化對實驗的理解.而后在實驗結束展示小組設計方案以及結果時，教師需要對敢于創新的同學進行鼓勵認可.讓合作創新精神能夠深入到每一位學生心中，促進學生實驗技能的提高和協作意識的形成.

2.4 利用信息技術拓展物理實驗范圍

近幾年，隨著教育政策的不斷優化改革，高考題目難度正在逐漸提高，這就使得學生除了需要掌握基本的高中物理知識以外，還要具備將所學知識運用到實際生活當中的能力.因此，在開展高中物理實驗教學過程中，教師要有針對性地利用信息技術來拓展實驗教學范圍，提高實驗教學質量，以保證學生的學習效率.

例如 在學習“探究小車速度隨時間變化的規律”這一實驗中，教師可以利用信息技術提高實驗難度。因為該實驗本身的難度較低，但是經過對往年高考題目進行調查可以發現很多題目的知識點本質上都是以該實驗為核心.進行實驗時，教師可以為學生提供一個開車短視頻，而后讓學生用該實驗來表達視頻中的內容，分析小車在不同速度情況下自身存在什么力、力與物體運動之間的關系，進而加深對知識點的掌握，構建正確的知識體系.

除此之外，教師還可以根據課堂學習內容尋找一些趣味性的信息、模擬動畫，引導學生學習動畫中所包含的實驗知識，通過搶答的方式培養學生們的思維運作能力，盡可能地讓所有的學生都參與到互動當中，充分發揮信息技術在高中物理實驗教學中的便捷性.教師還可以利用信息技術調整自身的教學節奏.如果教學比較順利，在時間允許的情況下，教師就可以為學生播放實驗短視頻，拓展課外物理實驗知識，拓寬學生的知識廣度，激發學生的學習興趣.

3 結語

綜上所述，隨著社會的不斷進步和發展，教育領域及其工作者必須不斷提升自身的教學能力，以適應時代的需求.積極響應國家教學政策，特別是在信息技術迅速發展的背景下，作為教師更要履行自身的義務和承擔自身的責任.充分認識信息技術對高中物理實驗教學的重要性，并合理利用多媒體設備、模擬動畫及相關教學軟件來培養學生的核心素養.通過這些方式，可以讓學生在理解抽象物理知識的同時，更加重視小組合作和自主學習的必要性.這將有助于激發學生的學習熱情，并促進他們更好地掌握知識和技能.希望本文所提供的思路能夠為相關教育人員提供一定的參考，從而更好地發揮信息技術的作用，為國家培養出現代化綜合型人才.

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