高效信息化課堂在高中物理實驗教學中的應用

摘 要：在新課程改革大環境下，對于信息化課堂的構建給予高度重視。現如今，信息技術發展愈發完善，微課視頻資源在高中物理課堂教學中的運用屢見不鮮，加強教育信息化建設。另外，手機、攝像機、相機等數字化產品已經成為社會大眾日常生活的必需品，這些先進的數碼設備運用于課堂教學之中，為高中物理信息化課堂構建提供新思路，促使教育資源更加豐富。故此，文章將以運動試驗為例，探索高效信息化課堂在高中物理實驗教學中的應用對策，希望為高中物理教師提供教學新思路。

關鍵詞：信息化課堂；高中物理；實驗教學

信息化教學具有圖文并茂、聲像相融、動靜結合的顯著特點，會使高中物理課堂教學變得豐富多彩；視頻圖像的特寫鏡頭、放大鏡頭，可牢牢吸引學生的目光，使學生全身心投入課堂學習之中。高中物理信息化課堂的構建，離不開視頻資源的引用，快捷便利的演進方式，可縮短教師講授時間，為學生提供更多思考探索的時間，有助于提高學生的學習質量。為此，高中物理教師要基于傳統視頻資源的利用特性，運用先進的技術手段，展現視頻資源的教育作用，以便優化復雜繁瑣的物理實驗教學環節，提高物理實驗教學水平[1]。

一、高效信息化課堂構建案例——以簡諧振動實驗為例

（一）運用視頻分析方法，培養學科興趣

眾所周知，興趣是學生最好的教師。在高中物理實驗信息化課堂構建中，教師要激發起學生對學科實驗的探索興趣[2]，提高學生的物理實驗學習效率。由于物理課程有顯著的實踐性特點，其知識內容都與日常生活有一定關聯性，教師可從學生的日常生活入手，讓學生通過視頻觀察，深入了解物理實驗基本原理，克服學生的學習難點。

例如，高中物理教師以“簡諧振動”實驗為例，為了培養學生的實驗探索興趣，教師為學生錄攝彈簧振子簡諧運動實驗操作視頻，在實驗錄攝期間，教師可借助方便快捷的手機系統，還可通過互聯網平臺引用與其相關的視頻資料。值得教師在實驗操作視頻錄攝中注意的是：首先，在視頻錄攝時，盡量應用幀率與分辨率偏高的系統操作，一般情況下，幀率水平偏高的系統，可以將物體實際運動過程如實記錄下來。其次，運用與振子顏色不符的背景，如在實驗操作視頻錄攝時，選取鮮艷的小球，并和實驗視頻操作背景形成明顯反差，以便吸引學生的目光。在實驗過程中，教師要利用坐標紙或者刻度坐標，將空間尺寸記錄下來，并和振子處于平行狀態。在實驗操作視頻記錄時，專業攝像頭要與實驗操作設備保持一致，不能運用廣角攝像鏡頭裝置，盡量減少視頻影像的視覺空間偏差。學生通過觀察教師錄制的實驗視頻，可進一步了解簡諧振動實驗基本原理，激發學生對簡諧振動物理實驗的探索

興趣。

（二）運用視頻分析方法，注重操作細節

在高中物理實驗教學前，教師要注重實驗教學目標設定，任何一項實驗都要以目標為前提，在沒有厘清實驗目的的情況下，不可進行盲目實驗，其實驗結果勢必會對學生造成誤導。為此，高中物理教師在信息化高效實驗課堂構建中，運用視頻分析方法，為學生精心設計實驗項目[3]，把控實驗操作細節，確保實驗教學有序展開。

例如，高中物理教師以“簡諧振動”實驗為例，為了讓學生進一步了解“簡諧振動”實驗原理，教師使用智能系統錄制實驗操作視頻其分辨率達到1080P。將該實驗操作視頻上傳到Tracker系統當中，該系統的播放裝置，可以對每一幀進行準確定位，截取相應的視頻初始點、終結點。同時，通過定量分析，依照相應情況，引導學生展開數據探索，學生按照彈簧振子背景圖，將實驗操作視頻中的長度數據進行標注。在系統調節中，學生利用定標桿，實驗操作視頻中按照坐標紙所標注的長度，將系統中的研究對象運動軌跡移位情況計算出來。如此一來，有助于鍛煉與強化學生的實驗操作能力，提高學生的物理實驗學習效率。

（三）運用視頻分析方法，提高學習效率

高中物理教師深受傳統教育觀念影響[4]，成為實驗教學的主導者，導致學生處于被動的學習地位，學生的學習驅動力得不到良好發展，導致學生只能按照教師事先規定的實驗流程進行操作，以至于實驗教學流于表面。為此，在“互聯網+”時代背景下，高中物理教師要依照實驗教學特點，合理運用視頻分析方法，為學生提供高效的實驗探索機會。在高效信息化高中物理實驗課堂構建中，教師運用信息技術、視頻技術，將抽象復雜的實驗現象重現在學生眼前，能夠吸引學生的目光，給學生留下深刻的學習印象。

例如，高中物理教師以“簡諧振動”實驗為例，教師為了幫助學生進一步了解彈簧振子運動規律，需要讓學生知曉其位置隨著時間變化特點，教師將小球保持均衡部位當成坐標原點，順著振動方向，構建坐標軸，使縱軸坐標和球重心保持上下運動相同方向，并統一將豎直向上方向當成正方向。小球處于均衡狀態，發現所屬部位坐標屬于正方向，處于下方時位置坐標屬于負方向，利用此種描述方式，便于幫助學生直接了解小球所處位置，并讓學生知曉小球的變化現象。教師將系統的坐標軸調設成“顯示”模式，通過鼠標將坐標軸原點移動到第一幀小球核心點位，將其設定為旋轉模式。學生在菜單列表中選定“軌跡模塊”“新建模塊”“質點模塊”，構成一個新質量，假設為，在質量的基礎上，選定菜單選項，設定為自動式追蹤，操作“Shift+Ctrl”按鍵，對實驗操作視頻的第一幀小球中心點進行雙擊，將重要幀插入首幀，把鼠標移動至點位置，可對問題中的隱藏條件進行深層分析。對模板演化率設定為70%，對搜索按鍵進行雙擊，對小球的變化過程實施追蹤。黃色小球和背景形成明顯差異，便于學生主動精準觀察小球運動變化情況。如若自動追蹤過程中受到某一因素影響，例如小球和背景顏色大體相同，該程序會自動判定出誤差，同時啟動暫停模式，教師此時可通過手動方式，選擇小球相應位置，確保數據追蹤科學合理。另外，軟件右側還出現小球運動數據記錄表，通過圖形的方式展現出來，依照這一實驗的要求，教師讓學生選取坐標作為數據。

（四）運用視頻分析方法，合理優化元素

在“互聯網+”時代背景下，教師與學生的關系、教學環境、教學目標、教學內容發生巨大改變，在信息技術的支持下，智能化高效課堂的構建，需要對教學要素進行重構，以便展現技術優勢。簡單來講，高中物理實驗教學內容有顯著實踐性、時代性特點，要從學生的學習基礎、課堂表現入手，優化實驗教學內容，促進其與信息技術的有機結合，并利用教學資源、網絡資源、數字教材，將其融入實驗探索活動之中，有助于提高學生的信息獲取能力、實踐操作能力。

例如，高中物理教師以“簡諧振動”實驗為例，教師運用Tracker系統，其目的是進行數據處理，幫助學生了解物理實驗內在原理。彈簧振子通過實施豎直方向的運用，其數據追蹤系統，可編制出“位移與時間”的圖像，教師指導學生細心觀察讓學生發現小球位移與時間的內在關聯性，可通過正弦函數表現出來。運用Tracker系統，在右側數據表格中，雙擊右鍵直接進入數據分析界面，對其函數進行擬合處理。在三角函數擬合處理時，教師可對三角函數參量進行合理調整，確保函數圖像和數據點位圖像相同，已知該彈簧振子的圖像表達式=

0.04895（8.262-0.02845）-0.01033，由此說明彈簧振子的間歇式運動“位移和時間”在關聯性有顯著的正弦函數特征。利用這一共識，便可將周期計算處理，答案為0.6865s，這一結果也與圖像讀取的結果基本一致。借此時機，教師讓學生運用Tracker系統，向學生給出固定的物理條件，引導學生創建動力學與運動學模型，使其和實際運動對象進行對比觀察。在界面選項中，通過“軌跡+新建+粒子運動學模型”的構建，將擬合函數表達式直接輸入其中，便可在視頻中疊加這一模型，幫助學生了解彈簧振子的運動現狀，與簡諧振動圖像形成鮮明對比。

（五）總結概括

在高中物理實驗教學中，構建高效信息化課堂，教師嘗試運用視頻序列幀進行簡諧振動實驗圖像的繪制，將自己手機記錄的物理實驗操作視頻的時間順序，按照一幀幀水平向右鋪平，坐標軸的橫軸由左到右自動生成，非常形象直觀，可為學生留下深刻的記憶印象。如此一來，學生能夠將不同時間電位的彈簧振子偏離位置的平移數據顯現出來，構成鮮明的平面振動推向，并與彈簧振子上下往復振動產生明顯差異，弱化學生對振子運動的時空關系理解難度，使學生通過觀察彈簧振子在時間變化中的運動規律，理清振動原理。在觀察物理實驗操作視頻時，教師指導學生分析簡諧振動內在本質，通過參與實踐活動，能夠發現各個時間電位物體變化規律，降低教師的教學難度，保證物理實驗教學成效。

二、高效信息化課堂在高中物理實驗教學運用的意義

（一）實現信息技術和物理實驗教學的有機結合

在高中物理實驗教學中，運用信息技術手段，通過視頻深層分析，滿足新課程改革的基本要求，促進教育教學信息化建設，實現信息技術和物理實驗教學有機結合。視頻素材的加工處理，教學工具與制作系統的有效運用，充分展現信息化課堂的構建優勢。在高中物理教學組織中，教師融合信息化課堂與物理學科基本特點，創設多元的教學情境，實驗操作系統的運用，也為物理實驗教學提供新的思路，讓學生透過物理實驗了解內在本質，豐富學生的思維，強化學生的學習體驗感，為學生打下堅實的物理學習基礎。

（二）改變傳統教學內容呈現方式

許多物理實現現象往往只是瞬間發生的，用肉眼很難察覺，甚至無法直接進行測量。高中物理教師在實驗教學中，利用攝像儀器的高速錄像系統，借助視頻分析手段，讓學生認真觀察，使學生留下深刻的記憶印象。動態視頻準確記錄物理實驗現象，且實驗數據可真實反映實驗原理，把抽象性思維方式與思考過程用生動且形象的方式呈現出來，讓學生聚焦于實驗內在原理，降低學生的學習難點，提高學生的學習質量。高中物理教師借助信息化技術手段，通過視頻分析技術，彌補傳統教學的缺陷，并為學生帶來新的學習體驗，改變學生傳統學習模式，提高學生的學習能力。

（三）增強學生實驗探索驅動力

常規的高中物理運動學實驗器材常常與學生日常生活不符，學生在實際生活中無法找到適合的實驗器材，無法獨立思考與自主探索。但是，高中物理教師運用先進的信息化設備，在現實生活中進行拍攝，利用視頻深入分析現實生活中的物理現象，使抽象復雜的物理知識變得更加簡單、形象，滿足學生形象思維的特點。回歸生活化的科學探索，能夠拉近學生與物理學科知識點的內在關聯性，凸顯物理實驗教學的趣味性，調動學生的實驗探索驅動力，使學生有效把握物理學科內在本質。利用手機視頻記錄、追蹤數據收集等方式，讓學生感受到物理實驗研究的樂趣，形成科學價值觀念。同時，高中物理教師在課堂教學中，指導學生運用信息化技術手段解決實驗難題，學生可全身心投入物理實驗探索之中，使學生成為物理實驗課堂的主體，發揮自身的主體作用，提高學生自身的自主實驗探索能力。

（四）實驗教學擺脫實驗器材的限制

在高中物理實驗教學中，構建高效信息化課堂，教師通過運用視頻深度分析方式，為學校解決實驗經費有限、實驗器材老舊等問題。尤其是偏遠地區教學條件有限，運用信息化技術手段，可改變物理實驗教學方式，以免出現“畫實驗”“講實驗”的現象，為學生創造真實的實驗探索環境。視頻深層分析的合理運用，給高中物理實驗教學帶來幫助，豐富的視頻資源，能夠牢牢鎖定學生的學習目光，使抽象復雜的物理原理直觀展現在學生眼前，提高物理實驗教學水平。高中物理教師在實驗教學中，運用視頻分析方法，所運用的實驗工具相對簡單，借助常規的手機或者相機，便可記錄生活中的物理現象，有利于調動學生的實驗探索驅動力與創造性思維能力，以便形成科學觀念，促進學生物理核心素養的發展。

結束語

綜上所述，在高中物理教學組織中，高效信息化課堂的構建，能夠通過實驗操作視頻的播放功能、暫停功能所展現出來，以便獲取可靠的數據信息，彌補“教師教+學生學”被動式教學的缺陷。同時，信息化技術的運用，能夠給學生帶來深遠影響，學生通過數據分析、建模探索，能夠及時發現物理問題，并找到解決問題的訣竅，提高學生的問題解決能力。另外，視頻分析與運用也為高中物理教師提供實驗教學新思路，推動物理教學創新發展。由此證實，在高中物理實驗教學中，運用視頻分析技術，為學生構建高效的信息化課堂，不但為教師教學帶來便利，還能激發學生的學習驅動力，使學生的學習方式發生巨大改變，提高學生的物理實驗學習效率。

參考文獻

[1]陳臻榮.高效信息化課堂在高中物理實驗教學中的應用探析[J].考試周刊，2023（50）：136-140.

[2]殷國英.高效信息化課堂在高中物理實驗教學中的應用探析[J].中國新通信，2022，24（7）：203-205.

[3]王劍.核心素養理念下高中物理教育信息化應用研究[J].中國現代教育裝備，2022（2）：48-50.

[4]孫明明.高效信息化課堂在高中物理實驗教學中的應用探析[J].廣西物理，2023，44（2）：60-62.