多模態技術支持下的高中物理探究教學探索

林碧藝

【摘要】科學技術為教育改革的深入進行提供了重要的幫助，通過立足多模態技術來實施高中物理探究教學，有助于優化學生物理學習的方式，使學生在探究式學習中獲得核心素養上的成長.本文以力學教學為例，對如何在高中物理教學綜合運用多模態技術來實現探究式教學，以期為學生的物理核心素養發展創造良好的環境，提升學生的科學探究能力.

【關鍵詞】高中物理；探究教學；多模態技術

在《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》中，明確指出教師應積極探索信息技術與物理教學的深入融合，利用已有數學媒體來開發適合物理教學的教學手段，促進物理教學的有效改革，因此在高中物理教學中，加強對信息技術的應用已經成為教師實施教學活動的一種重要方式.而在實際的教學中，存在教師使用的信息技術手段比較單一、對信息化教學資源開發不到位等情況，導致信息技術對學生的物理學習支撐作用無法充分體現出來.因此教師有必要形成更加開放的教育思想，探索不同信息技術的使用價值，為學生創造探究學習環境，從而改善高中物理教學的質量.

1 創設生活情境，激活問題意識

物理知識具有一定的抽象性，這是影響學生展開深度探究的一個重要因素.因此在教學中，教師可以借助各種信息技術手段來創設情境，借助具有啟發性和趣味性的情境來激活學生的探索興趣，讓學生帶著好奇心參與到學習中，提升學生的課堂學習效果.教師創設的情境要真正起到促進學生學習的作用，避免單純為了學生的興趣而創設情境.

例如 在“摩擦力”的教學中，教師使用多媒體來創設情境.首先向學生展示畫面，一個人首先走過一段路面，沒有發生任何事情，之后這個地方下雪了，同一個人再次走過這段路面，卻出現了滑倒的情況.在學生了解了畫面中的內容之后，教師再向學生提出問題：為什么這個人第二次會滑倒？學生在初中時期已經學習了摩擦力的相關知識，可以很快地想到這個概念.接下來，教師使用多媒體向學生展示更多類似的場景，包括冰壺運動、火車急剎車等，用更多的生活場景來喚醒學生的回憶、促進學生的思考.最后，教師再從這些情境出發，向學生提出接下來要探索的問題：在什么時候滑動摩擦力才會出現？為什么人們在不同情況下受到的摩擦力不同？讓學生明確自己的學習方向.

如此，借助情境創設的方式，可以讓學生更快地進入到探究狀態中來，從而提升教學的效果.因此教師要重視情境創設手段的使用，靈活地使用信息技術來創設情境，為學生創造貼近生活的學習環境.在情境創設過程中，教師要注重師生之間的交流互動，讓學生產生深入的思考，充分發揮出情境的作用.

2 運用多元技術，促進深度探究

在多模態技術的支持下，學生的科學探究方式也變得更加多樣化、便利化，更好地實現對學生科學素養的培養.在引導學生展開科學探究的過程中，教師可以從以下角度來使用信息技術.

2.1 圖象分析

在引導學生探索物理規律的過程中，經常會用到圖象分析的方式，讓學生在數學知識的運用中完成對物理現象的歸納總結.在信息科技的幫助下，學生可以快速地制作出動態表示的圖象，從而在節省課堂時間的同時提升學生對圖象信息的敏感度，讓學生更好地理解物理規律，提升學生的學習效率.

例如 在教學中，教師引導學生使用phyphox這一軟件來探索向心加速度和角速度之間的關系.借助這一軟件的使用，可以讓學生實時看到向心加速度和角速度隨著時間的變化而產生的變化.在轉速達到穩定之后，還可以調節調速器，制作出更多的圖象.如此，通過軟件的使用，可以讓學生看到在軌道半徑一定的前提下，隨著角速度的增大，向心加速度也在不斷地增加，進一步對圖象進行分析，還可以看出向心加速度隨著角速度的變化是非線性關系.之后再操作軟件，將圖象轉化成為拋物線，可以讓學生對a和w之間的關系形成更加深刻的了解，幫助學生完成對知識的構建，提升了學生的學習效率.

需要注意的，如果過度依賴信息技術圖象分析的功能，會導致學生的思維產生惰性.因此教師要注重對學生的問題驅動，鼓勵學生自主去探索可能得到什么樣的圖象、圖象中的信息有著什么樣的規律等等，讓學生經歷觀察、推理、猜想等思維活動，從而取得更好的教學效果.

2.2 信息收集

信息收集是信息技術的一大優勢，在以往的高中物理教學中，學生存在被動學習的問題，大多都是被動接受教師提供的信息.而借助信息技術的使用，則可以增強學生在探究教學中的自主性，讓學生有機會自主來完成信息的收集，從而帶給學生更加深刻的學習體驗.

例如 在“探索宇宙的奧秘”的教學中，教師給學生布置了自主學習任務，讓學生自主利用網絡展開調查，了解宇宙方面的科學探究，對自己收集到的資料進行研究，發現一些有效的信息.通過這一活動的展開，能夠讓學生學會利用數據、文字等方式來表述研究成果，并且使學生感受到科學探究的魅力.在學生完成了自主探究之后，教師再組織學生展開成果展示的活動，學生可以使用簡單的語言、PPT、圖象等多種方式來介紹自己的成果.如有的學生對我國古代人們研究宇宙的成果進行了總結，有的學生探索了星云假說的內容，有的學生發現宇宙學起源于哥白尼原則和牛頓力學，感受到了所學知識之間的關聯等.在學生介紹成果的過程中，教師也鼓勵學生說一說自己的學習方法，介紹如何去分辨網絡上的信息，增強學生的思辨能力，讓學生體會到自主學習的成就感.

互聯網為學生的自主學習創造了良好的環境，教師要充分利用這一優勢，豐富學生的學習興趣，讓學生養成合理運用網絡的良好學習態度.

2.3 虛擬實驗

虛擬實驗是改善物理實驗教學的一種重要方式，在以往的高中物理教學中，受到時間、資源、空間等方面的限制，學生經常無法比較好地參與到實驗探究中來.而借助虛擬實驗手段的使用，則可以將一些課堂上無法完成的實驗呈現在學生面前，為學生的科學探究提供良好的環境.

例如 在教學中，教師可以使用3D仿真實驗平臺來引導學生展開虛擬實驗.在平臺上，專門提供了力學探究板塊，提供了小球、滑塊、斜面、彈簧等多種學生在力學學習中需要探索的對象，為學生的自由實驗創造了良好的環境.教師可以引導學生利用軟件上提供的物理對象來進行仿真實驗，通過修改參數、獲得數值、分析圖象等方式來獲得良好的物理探究體驗.在這個平臺上，還可以直接呈現出很多歷年高考的試題仿真場景，將高考題的場景呈現出來，從而讓教師可以引導學生展開更深層次的物理探究，提升學生解決物理問題的興趣.因此教師應適當使用仿真實驗平臺，創新學生的物理探索方式.

2.4 傳感工具

傳感器有著操作便捷的特點，能夠增強高中物理教學的時代性和創新性，讓教師更好地實現對學生核心素養和創新能力的培養.在高中物理教學中，教師可以立足學生科學探究的需要，引導學生合理地使用傳感器工具，幫助學生適應現代科學研究的特點，也為學生的科學探究提供更多的便利.

例如 在探索“力的分解”相關知識時，教師引導學生使用了傳感器工具.在這個實驗中使用到了朗威DIS智能力盤這一工具.首先，將力盤打開，分別將力盤上的兩個傳感器移動到零度，讓傳感器調零.接下來，再將兩個傳感器放到三十度的刻度上，多次在兩個傳感器的下端放置不同的砝碼，并且改變傳感器的角度，記錄下力盤顯示的力的大小.如此，通過傳感器的使用，能夠讓學生以更加精準且便捷的方式收集到實驗中的數據，完成對力的合成與分解知識的探索，加深學生對平行四邊形法則的理解.

總之，教師要重視起對多樣化信息技術的使用，讓學生在多模態技術的支持下完成對物理現象的深度探索，提升學生的科學探究素養.

3 加強交流討論，加深探究體驗

在借助信息技術來引導學生展開物理探究的過程中，教師要避免讓學生枯燥地去看、去操作，而是要引導學生之間展開充分的交流討論，讓學生之間產生思維的碰撞，從而讓學生獲得更加深刻的科學探究體驗，促進學生對知識的深入理解.教師在這個過程中也要發揮出自身的引導作用，為學生提供值得深入探索的話題，營造良好的課堂探索氛圍.

例如 在“超重與失重”的教學中，教師引導學生使用phyphox軟件來展開科學探究，讓學生去模擬電梯加速上升或者減速下降的場景，探索人對電梯的壓力，發現其中的規律.在學生完成了合作探究之后，教師再引導全班學生展開交流討論，讓學生說出自己的感悟.有的學生在探究中也使用了傳統的方法，在電子秤上做下蹲站起的動作，通過觀察電子秤的示數來獲得信息，接著再和軟件上反饋的信息進行對比，讓學生得到了更加深刻的認識.如此，通過讓學生展開充足的交流討論活動，能夠有效改變學生死記硬背結論的學習狀態，讓學生真正地理解知識是如何形成的，從而取得更好的教學效果.

4 引導歸納總結，提升學習素養

在引導學生借助信息技術的過程中，教師要注重培養學生良好的歸納總結能力，讓學生學會從圖象、表格、文字、視頻等信息當中獲得自己需要的信息，使學生的學習素養獲得提升.因此在教學中，教師要從學生的階段性學習需要出發，引導學生作必要的歸納總結，讓學生養成良好的分析習慣.

在學生歸納總結信息的過程中，教師要注重增強學生的學習自主性，鼓勵學生說出自己得到結論的過程，包括用到了哪些分析方法、探究中遇到了哪些困難、如何優化探究方式的等.此外教師也要注重對學生進行過程性的評價，客觀指出學生在歸納總結方面存在的不足，同時也要鼓勵學生對自己的學習方式進行評價，讓學生在自評中對自己的思維方式進行優化，從而使學生的學習素養獲得進一步的發展，挖掘學生的成長潛能.

5 結語

在高中物理教學中借助多種信息技術手段來打造探究課堂，有助于改善學生的學習方式，加深學生對物理現象本質的理解，從而促進學生物理核心素養的成長.因此教師要立足當前信息化課堂構建的不足，靈活地使用各種信息技術教學手段，讓學生在信息技術的支撐下展開對物理知識的深入探究，豐富學生的物理學習活動經歷，提升教學的效果.教師應當正確理解信息技術使用的優勢和局限性，協調傳統教學和信息化教學之間的關系，為學生創造更好的物理探索空間，有效培養學生的物理核心素養.

【課題基金：本文系2022年度廈門市第十四期中學學科帶頭人培養對象課題“多模態學習技術支持的高中物理探究教學策略研究”；項目編號：XMXD2022011426】

參考文獻：

[1]費日慶.核心素養背景下信息技術在高中物理教學中的應用策略研究[J].試題與研究，2023（33）：182-184.

[2]王劍.高效信息化課堂在高中物理實驗教學中的應用[J].中國現代教育裝備，2023（20）：70-72.

[3]孟憲松.互聯網信息技術與高中物理教學融合的研究[J].數理天地（高中版），2023（20）：96-98.

[4]鄭光裕.利用信息技術提升高中物理教學效果探究[J].高考，2023（28）：99-101.