互聯網技術在高中物理實驗教學中的應用

王文君　李玉德

【摘要】實驗教學是高中物理教學的重要環節，隨著新課程改革的不斷推進，實驗教學的重要性逐漸凸顯.當前的高中物理教學中，存在著部分問題限制實驗教學的實施，影響物理教學質量.近年來，互聯網技術的不斷發展和創新，為高中物理實驗教學的開展提供了有效支撐，將物理實驗教學和互聯網技術相結合，有利于克服傳統物理實驗教學的缺陷，進一步提高物理實驗教學的效率.本文首先分析互聯網技術背景下高中物理實驗教學的現狀，總結互聯網技術應用于高中物理實驗教學的優勢和原則，提出互聯網技術在高中物理實驗教學中的應用策略，以期為相關教學的改革提供有效參考.

【關鍵詞】互聯網技術；高中物理；實驗教學

互聯網技術的發展為高中物理實驗教學的優化提升提供了可能性，也是當前創新教學模式的重要方向.高中物理實驗課程主要用于幫助學生學習相應的物理知識.新課改要求高中物理教學必須重視物理實驗課程的開展，以實驗教學激發學生學習物理的興趣，養成良好的物理學科核心素養，通過一系列的物理實驗形成學生良好的創新意識，為學生未來的持續發展提供重要保障.近年來的物理高考中，實驗題的數量呈上升趨勢，可以發現高中物理教學對學生的思維能力和實驗素養要求越來越高.利用互聯網技術如多媒體、虛擬現實技術等能進一步創新高中物理實驗教學的方式，實現物理實驗教學和理論教學之間的有效結合，進一步激發學生的物理實驗學習興趣，提高學生的實驗能力.因此，教師應該認識到當前高中物理實驗中信息技術的重要性，采取科學手段提高物理實驗教學質量.

1 高中物理實驗教學中的發展現狀

1.1 新課標對高中物理實驗教學提出新要求

新課標背景下，高中物理實驗教學在物理學科教學中越來越重要.要求高中物理實驗教學必須圍繞學生設置教學活動，從激發學生學習興趣出發利用學生對物理實驗的學習興趣促進學生積極主動思考和探索物理知識，養成學生良好的思維創新和拓展能力，加深學生對物理知識的理解和應用能力.同時，新課標更要求高中物理實驗教學注重學習的過程和學習的方法，要求學生身臨其境地去探索物理學科的教學內容，深入了解實驗展示的物理學習意義和學習規律，養成科學的物理實驗研究態度.此外，新課標還強調高中物理實驗教學中的思想情感教育，要求在物理實驗教學中蘊含情感教學，養成學生在實驗中的良好思想和情感態度.

1.2 當前高中物理實驗教學存在的問題

1.2.1 缺乏科學的教育觀念

教師的教育觀念直接關系著教學質量.受到長期的教學實踐以及教學條件等方面的影響，大多高中物理教師并不重視實驗課程的教學，通常以講解——觀看——試題的形式組織開展實驗教學，此類教學模式中，學生的物理實驗學習主要通過觀看和思考等方式，缺乏動手實踐的機會，不利于學生發揮自主探究的精神，不能有效養成學生對高難度問題的分析和解決能力.盡管部分教師為學生提供了實驗操作的機會，但基本教學流程為先教師示范、后學生模仿.學生在實驗中無法養成良好的實驗思維能力，不利于學生養成物理學科的核心素養.

1.2.2 物理實驗條件的限制

部分物理實驗的條件并不能簡單通過物理實驗器材或教師演示等方式實現，對實驗室的條件要求嚴苛.例如，理想狀態下的無摩擦力狀態這一物理實驗并不能簡單通過實驗室內的物理實驗器材實現，導致學生對該概念和該狀態的理解僅僅停留在表面，并不能全面深刻地把握相應的物理現象和規律.同時，部分學校的物理實驗室存在實驗儀器破損、缺失等現象，導致實驗數據缺乏準確性，實驗過程也不夠全面科學.

2 將互聯網技術應用于高中物理實驗教學的意義

2.1 實現物理知識的可視化

互聯網技術在物理實驗教學的應用，能以可視化的方式將物理實驗的情境真實直觀地展示在學生面前.突破了物理實驗對物理實驗室內實驗條件的限制，例如部分高中物理實驗對實驗條件的要求較為嚴苛，并不能通過單純的演示進行物理操作，同時受到物理研究實踐和器材等方面的限制，學生并不能直接參與物理實驗.利用信息技術可以將實驗以視頻的形式展示在學生面前，結合同屏功能幫助學生直觀觀察與感受實驗過程.

2.2 幫助學生理解抽象的物理概念

部分物理實驗中涉及較為抽象難懂的物理規律和結論等知識，學生無法在一般的實驗中直接獲取相應的知識，只能枯燥地背誦知識，在實踐中并不能做到對知識的靈活應用.基于此，教師借助互聯網技術以模擬動畫或相關視頻等將物理實驗的情境直觀展示在學生面前，提高學生對抽象問題的理解能力.

例如 “布朗運動”實驗需要觀察小碳粒在液態水分子中進行無規則運動的過程，通過簡單的實驗并不能讓學生感受微觀物理的運動現象，借此可以利用互聯網技術模擬小碳粒的無規則運動，加深學生對相關知識的理解.

2.3 強化學生的物理探究意識

高中物理教學中的一系列物理實驗主要應用于對物理規律的研究和揭示.受到相應條件限制，如學校并不具備物理實驗條件，實驗時間和實驗流程較為復雜等都會影響學生實驗探究的效率.利用互聯網技術模擬實驗場景，學生可以利用相關實驗軟件進行實驗的自主探索研究.提高學生的物理實驗研究興趣，強化學生的物理實驗探究意識.

3 互聯網技術應用于高中物理實驗教學的原則

3.1 注意傳統實驗和互聯網實驗的協調

互聯網為物理教師的教學帶來新方式，通過一系列互聯網手段可以將物理教學內容有效呈現在學生面前.由于互聯網技術呈現的實驗內容并不能有效替代線下的實驗教學，學生掌握實驗操作能力、養成物理思維的方式主要依靠物理實驗，因此在實際的實驗教學中，教師應該關注傳統實驗和互聯網實驗之間的協調性，遵循互聯網技術為輔、實驗教學為主的原則，結合實驗教學的學習需要以及教學活動的相關特征選擇合適的物理實驗教學方式，協調好傳統實驗和互聯網實驗的關系.

3.2 堅持適度性原則

新課改背景下，利用互聯網技術開展教學已經成為各科教師教學改革的重要內容.在具體的教學實踐中，為了保證良好的教學效率，教師必須堅持適度性原則，不能過于頻繁地利用互聯網技術開展教學.同時，互聯網技術可以在短時間內進行大量教學知識的傳授，因此教師在組織教學內容時同樣也應該堅持適度性原則，考慮到實際的教學學情以及不同學生之間存在的差異性，制定符合學生整體學習情況的教學計劃，將互聯網教學模式維持在科學的范圍內.

4 互聯網技術應用于高中物理實驗教學的策略

4.1 建立互聯網教學平臺，有效豐富實驗教學內容

實驗教學是高中物理教學的重要內容，是培養學生物理學科核心素養的重要途徑，因此學校必須重視高中物理實驗教學質量，充分利用互聯網技術提高物理實驗教學效率.利用互聯網信息技術建立互聯網平臺，是互聯網技術發展背景下的重要教學方式，學生和教師通過互聯網平臺能有效完成實驗內容的布置或探索.同時，該平臺還能在互聯網中搜索相應的實驗課程學習資源，進一步豐富和完善學生的相應學習資料，優化物理實驗的教學結構，明確整個物理實驗的教學流程.最后為了有效提高物理實驗的教學效率，還可以為平臺創建模擬實驗情境的功能，為學生提供探索性的物理場景.在此基礎上，進行分析、研究和總結，進一步提高學生的研究和分析能力.

例如 在進行“用打點計時器測速度”的實驗時，為了克服傳統實驗模式下實驗器材降低實驗數據準確度的現象，教師可以利用互聯網技術在網絡環境下進行實驗.學生可以直接在平臺上進行一系列的實驗操作，利用互聯網計算機技術控制物體本身的長度以及其運動時間等，有利于學生多次重復實驗，同時也能提高數據的準確性.

4.2 利用虛擬仿真技術，實現虛擬仿真實驗教學

虛擬仿真技術是互聯網技術下的新型網絡技術.在物理實驗教學中應用虛擬仿真技術，可以將抽象的物理知識以具體的形象展示在學生面前，方便學生直接觀察實驗的細節.

例如 在進行高中物理“單擺實驗”的教學時，為了加深學生對單擺周期公式的理解，需要測量其重力加速度.利用虛擬仿真技術可以建立Phylab模板，首先在模板中明確實驗所需的比例尺、坐標系、運動對象等，其次明確懸掛繩的長度和懸掛繩的固定點.隨后在小球處單擊鼠標使小球擺動，統計和觀察小球的運動狀況.通過虛擬仿真技術能有效模擬實驗現象，并選擇實驗條件.在實驗中的小球本身為虛擬物品，并不會受到空氣等助力的影響，學生能獲得更為精確的小球擺動數據.

4.3 利用互聯網技術獲取資源，拓寬實驗教學內容

互聯網作為重要的教學資源獲取平臺，有利于進一步提高學生的實踐技能，拓寬學生的眼界.傳統的高中物理實驗都來自高中物理課本，受到條件的限制教師并沒有對實驗內容進行拓展，限制了學生思維能力的發展.利用互聯網技術可以結合當前的實驗教學內容進一步搜索和示范相關實驗，對實驗內容進行拓展方便學生更好地掌握所學知識.

4.4 利用互聯網技術制作數據圖表，詳細展示實驗結果

對實驗數據的記錄和分析是高中物理實驗的重要環節，是實驗結論以及實驗收獲是否達到預期效果的保障.和自主手動繪制實驗數據相關的表格與圖像相比，利用互聯網技術，結合大數據實現智能數據的處理與表格繪制，能更進一步提高數據和圖表繪制效率，有效提升數據和圖表的信息價值.

5 結語

總之，高中物理實驗教學對培養學生的創新思維和創新能力，推動學生積極進步有著重要的意義.受到物理實驗室條件以及物理實驗本身對實驗時間和條件等方面的限制，能在實驗中有效進行測量、研究或驗證等，進一步提高物理實驗教學的質量.互聯網技術和物理實驗教學之間的有效結合為學生高效學習提供高質量、穩定的支撐，有利于學生直觀高效地了解相應的物理知識.同時值得注意的是，利用互聯網技術開展物理實驗教學并不能全面提高物理實驗質量，在進行高中物理實驗教學時，不能拋棄傳統的物理實驗教學方式，而是堅持互聯網技術下的物理實驗教學原則，利用互聯網手段切實提高物理實驗教學效率.

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