淺談信息技術與物理實驗教學的深度融合

物理實驗教學是物理教學的最核心的環節，學生經歷觀察、探究和協同合作實驗過程，發現新的物理規律或驗證已知的物理結論，是學生獲取物理知識和產生能力的最主要途徑。借助信息技術提供豐富的素材，將抽象的物理圖景具象化，將不明顯的實驗現象動態化，將思維實驗可視化，大大增強了獲得直觀體驗。下面，筆者將圍繞著“信息技術與物理實驗教學深度融合的基本原則”和“信息技術輔助下的探究式實驗教學模式構建”兩方面撰文，希望能對各位同行物理實驗教學工作上帶來些許啟示。

一、信息技術與物理實驗教學深度融合的基本原則

（一）輔助性原則。信息技術的引入是為了彌補傳統實驗教學的不足、增強學生直觀體驗、提高實驗效率和增強交互性等，給課堂注入新變化，促進學生自主學習、激發學生學習熱情和提高課堂效率。信息技術與其他傳統教育媒介一樣，應該輔助教師解決各個教學環節中碰到困難點，充分發揮教師在教學中的主導性，從而達到教學目的。因此，信息技術應作為教師解決教學困難、促進學生學習認知和情感激勵的工具。

（二）主體性原則。物理實驗教學的對象是學生，任務是學生學會相關的原理知識并產生能力，方法是學生經歷知識發生的全過程。學生的主體性地位在整個教學實施過程中毋容置疑。信息技術優化實驗教學的途徑是提高學生主體性地位。物理實驗具有很強的實踐性，探究式實驗教學很好體現出學生的主體性特征。實驗過程的原理設計、儀器選擇和組裝、測量方法的選擇、數據的處理，誤差分析與交流改進等過程，就是學生解決問題和產生能力的過程。筆者始終認為，使用越簡單的器材解決問題越能鍛煉一個人的能力。如果采用過于便捷化的信息實驗手段，點一下鼠標就能完成，容易造成學生知其然不知其所以然， 無法從中獲得鍛煉。

（三）適度性原則。信息技術輔助下的物理實驗教學，主要是幫助教師完成傳統實驗不易實施或不能實施的部分。例如α散射實驗不可操作性，思維實驗不易理解，碰撞過程發生太快細節無法探析等，可以通過信息技模擬、可視化和再現功能很容易得到有效解決。信息技術能支持絕大多數傳統教學，得到了廣泛應用，為教學帶來便利。

二、信息技術輔助下的探究式實驗教學模式構建

（一）實驗課程實施前。實驗課前備課階段，教師研讀教材，對照課程標準確定教學目標，分析學情確定教學方法，提煉出具有啟發性的、指向問題解決的梯度化問題組，進行精心的實驗設計，確定實驗各個環節中應用信息技術工具的方式。教師將實驗設計的結合背景資料、相關的物理學史、該實驗的多種探究方法等內容做出網頁形式或推文等形式推送給學生，鼓勵學生提前研讀和補充分享編輯和完成前測問題。鼓勵學生通過聊天室、帖子等工具討論實驗方法和實驗中的注意事項事項。教師可以根據學生實際反饋會的信息，整合預設問題進行二次備課，讓教學更有針對性，提高課堂教學效率。

（二）實驗課程實施中。實驗課引入時，老師結合信息技術播放短片介紹、演示新奇現象或開展趣味體驗創設情景，激發學生的學習興趣，迅速聚焦探究的問題。課堂實驗過程中，并非全過程都需要使用信息化設備。可以在傳統實驗的某個環節中嵌入使用，如在應用在實驗的講解、微小量的放大和測量、數據的處理，實驗方案的改進等方面。教師應盡可能多的提供實驗器材，包括傳統器材和信息化器材，尊重學生的實驗選擇，哪怕是學生實驗存在一定的問題，也應允許學生試錯，讓學生在錯誤中自主總結和改進實驗，達到培養學生的目標。在學生完成探究任務后，應指導學生進一步思考在實驗進行過程中有哪個部分比較麻煩，是否有無更好的方法提高實驗效果和精度等。信息技術的再現功能在實驗的交流環節有重要應用。對關鍵實驗現象或實驗數據記錄，同步推送或同屏展示，為交流提供了有效的素材。課堂檢測環節，教師可以采用大數據支持下的電子問卷形式，對實驗相關問題進行考察，通過數據匯總，教師非常輕松地獲取學生答題情況，并可為作答不理想的學生及時跟進和推送相關學習資料。

（三）實驗課程實施后。實驗課結束后，學生還要完成對實驗原理進一步理解，對操作步驟中細節進行系統回顧，對實驗誤差科學分析，在此基礎上創新實驗方案，進行二次實驗。為了完成這些目標，教師可以進一步完善前期的網頁平臺和推文，推送更多有關本節課中學生感到困惑內容的微課、學生進行實驗時的優秀案例給學生，也可以引導學生進行仿真實驗，采用不同方案重新進行模擬練習。

責任編輯 邱 麗