高中物理實驗教學中應用

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摘要：隨著互聯網時代的到來，信息技術在高中教育中的應用愈發廣泛，對課堂教學現代化的發展起到了不可替代的作用。物理學科具有較強的實驗特性，信息技術能夠最大限度地發揮實驗教學的效用，促進課堂教學多樣化發展，從而幫助學生更好地觀察物理現象，拓展師生交流。從學生和教師的角度分析了信息技術的作用，探索了信息化物理實驗課堂的特點，研究了信息技術的應用路徑。

關鍵詞：信息化；實驗課堂；高中物理；應用

信息技術是一種促進課堂深度交互的重要手段，它能夠為學生創設真實的學習情境，引發猜想和討論，還可以進行智能化數據分析，加強課堂上的合作、探究、交流，讓網絡信息資源充實課堂教學。信息技術可以彌補實驗儀器、實驗環境的缺陷，突破物理實驗中的問題，讓學生觀察到細致的物理現象。

一、信息化物理實驗課堂的變化

1.學生“學”的變化

信息技術讓學生有了更加真實、豐富的課堂體驗，學習方式充滿自主性和探究性，學習效果更好。在學習形式方面，學生可以突破以往課堂的局限，采用更加多樣化的手段，如觀看教師提前準備的實驗視頻，了解實驗步驟，也可以通過PowerPoint上的圖片文字解說，掌握物理實驗的原理，了解實驗操作的要點。信息技術為學校提供了完善的物理實驗環境，增強了物理課堂的實驗能力，學生擁有先進的實驗操作平臺，能夠開展物理實驗觀察和操作，進行實驗自主探究。另外，學生還可以通過仿真實驗室反復開展實驗，熟悉實驗的流程，不斷提高自身對實驗儀器的操作熟練程度。在實驗探究方面，信息技術的應用很大程度上拓寬了實驗研究的范圍，數字化實驗能夠加快信息數據的采集，這樣學生就可以在課堂上有更多時間自主設計實驗內容，從提出問題到做出假設，再到設計實驗環節，最終得出實驗結果。自主探究充滿了趣味性，可以調動學生設計實驗、參與實驗的積極性，不斷嘗試新想法，增強探究能力、協作能力。在師生交流方面，信息技術為學生和教師提供了方便快捷的網絡溝通條件，學生可以利用QQ、微信群等，開展小組合作交流、師生交流等，這樣每名學生都能通過互聯網充分發表自己的意見，獲得思維和認知的不斷重組，物理實驗也從以往的封閉式教學走向開放式、多元化的教學。

2.教師“教”的變化

教師是物理實驗課堂的主導者，所有的教學環節、教學內容都是由教師設計的，在信息技術的支持下，教師可以開展多元化的教學內容，為學生呈現多種形式的實驗教學。在以往的實驗課堂中，教師都是提前為學生講授物理實驗的原理、步驟，告知學生實驗所需要用到的儀器，學生只需要按照教師的思路開展實驗，最后得出預期的實驗結果就可以。而這種教學方式難以激發學生的自主思考，對知識的理解也不透徹，很難對物理實驗進行創新。通過信息技術的應用，物理課堂的教學形式有了更多可能，信息化教學為學生提供了真實的情境，給學生帶來了更加生動有趣的實驗體驗，課堂合作交流會更加密切。在教學內容方面，教師可以利用互聯網搜集廣泛的物理信息、物理實驗資源、最新研究成果等，讓高中物理實驗課堂變得更加開放，學生也能接觸到多樣化的物理實驗。信息技術能夠輔助實驗教學，彌補以往實驗的弊端，應用多媒體設備放慢物理實驗，讓學生更清楚地了解整個實驗過程，從而擁有更細致的觀察體驗。總而言之，信息化課堂不但豐富了教學資源，還讓原本抽象的物理實驗、物理規律變得形象化、動態化，使學生可以從微觀角度觀察實驗。

二、高效信息化物理實驗課堂的特點

1.趣味性

高效信息化物理實驗課堂具有較強的趣味性特點，信息技術能夠為學生營造真實的物理實驗情境，打造開放的物理實驗平臺，學生可以自主設計實驗，開展動手操作，包括調配儀器、設計實驗環節等，努力達到預設的實驗目標，激發無限創造性。信息技術可以進一步擴大實驗教學效果，放大實驗現象，包括聲音、圖像等內容，降低物體運動速度，提高學生的觀察效果，并實現重復觀看。

2.活潑性

信息化物理實驗課堂具有生動活潑的特點，信息技術能夠帶給學生豐富的視覺和聽覺體驗，加強學生的感官享受，開發學生的物理思維，學生之間可以相互合作，也可以自主探究實驗結果，學習氣氛能得到較大改善，也更有助于充分發揮學生的創造力和創新能力，對物理實驗提出更多新點子。

3.挑戰性

在信息技術的支持下，物理實驗課堂與以往課堂有了較大不同，它要求教師具備專業化的信息素養，同時也要在物理教學觀念、課堂設計等方面充分利用信息技術，發揮其優勢。對于學生來說，信息化物理實驗課堂改變了以往的學習方式，學生不能過分依賴教師，也不能滿足于以往的物理模仿，而是要帶著創新意識學習物理，對物理實驗進行開拓創新，不斷提高自身搜集資料、處理信息的能力，學會利用網絡平臺開展資源共享，綜合應用物理學科的理論知識。

4.完整性

在高中物理實驗教學中，實驗儀器、實驗室環境等會受到很多限制，所以有些物理實驗難以全面呈現，使得學生的學習過程不夠完整。信息技術能夠有效解決這個問題，還原物理實驗教學的完整性，提升實驗教學效果，幫助學生真正掌握實驗原理。

三、信息化在高中物理實驗中的應用模式

信息技術在高中物理實驗中的應用可以落實到課前、課中實驗、作業、反饋等多個方面。課前，教師可以通過網絡平臺為學生傳遞視頻，布置一些簡單的實踐作業，為課堂實驗做準備。另外，教師還可通過網絡平臺整合分析學生在實驗中存在的問題。在教學資源收集方面，教師可以通過互聯網瀏覽海量資源，科學設計教學環節。例如在用打點計時器測速度的實驗中，教師就可以用網絡視頻展示實驗儀器、物品等，包括打點計時器、刻度尺、紙帶、電源等。在具體的課堂實驗環節，教師可以通過網絡數據庫了解學生對實驗的感受，引導學生動手操作整個實驗過程，找到實驗中存在的不足。在本實驗中，學生要了解實驗的核心儀器—打點計時器，通過學習物理知識和原理，在自主探究與合作中開展實驗，最后應用描點法畫圖，記錄時間圖像。在實驗結束后，教師可以利用信息技術開展大數據分析，了解學生的學習成效，分層布置作業，提高作業內容的針對性和有效性。教師可以利用智能軟件下發并收集作業，進行線上批改，匯總學生的反饋。總而言之，信息化課堂具有系統、高效的特點，符合學生的認知發展規律，能夠開拓學生視野，讓學生在物理實驗中獲得更多新發現。

四、構建高效信息化物理實驗課堂的途徑

1.結合數字模擬技術的信息化課堂

將虛擬技術引入物理實驗課堂，可以進行數字模擬，再配合學生的動手操作，提高學生的直觀實驗感受，增強其物理實驗興趣。例如在學習平拋物體的運動這個實驗時，教師就可以讓學生在教室里平拋一個小球，感受平拋運動的整個過程，進行觀察、記錄。在這部分中，平拋運動的軌跡和運動方向是學習重點，教師可以利用虛擬仿真技術，將平拋運動放慢，轉化為物體的曲線運動，記錄物體的位移，然后用計算機描繪出物體的運動軌跡，化抽象為具體。學生需要測出曲線上任意一點的坐標，求出物體的水平分速度，計算平拋物體的初速度。需要注意的是，雖然信息技術所提供的虛擬仿真功能可以有效輔助教學，但學生的動手操作、親身體驗永遠是第一位的，這是虛擬實驗、實驗視頻等不能取代的。

2.以“6+1”模式為主的信息化課堂設計

在整個高中物理教學中，實驗是非常重要的環節，很多物理實驗具有復雜的操作流程，實驗原理也較難理解，這就要求物理數據必須準確、翔實。信息化的物理課堂實驗設計包含實驗導學、實驗思考、實驗過程討論、實驗環節展示、實驗評價、實驗檢查6個環節，此外還需要學生動手實驗，并以學生的實踐為主導。信息化的實驗課堂充分融合了物理教材、實驗導學案、教師教學以及學生實踐，教學效果顯著，能夠充分彰顯實驗的效用和價值。信息化課堂是未來物理實驗教學的重要發展方向，需要教師不斷改進和完善，以提高學生對信息化課堂的適應力，充分發揮信息技術的作用。

3.結合智能程序構建的信息化課堂

智能程序是信息化物理實驗課堂的重要組成部分，也是信息化課堂區別于以往課堂的最大不同。智能程序擁有傳感裝置，能夠對物理實驗課堂中的聲、光、磁、電、力等內容進行科學捕捉，對各種物理實驗數據進行測量和收集，并且還能帶給學生多樣化的實驗感受。例如VR技術，可以讓學生進入月球場景，觀察有趣的物體漂浮，增強對物理學習和物理實驗的興趣。另外，學生還可以把傳感裝置帶到身上，收集傳感數據，繪制相關圖像。智能程序能夠讓信息化物理實驗課堂變得豐富多彩，對學習效果具有較大促進作用，學生利用智能程序學習物理知識、模擬物理現象，能夠有效提升學習積極性，促進對物理知識的深度認知。

五、結語

信息技術對學科素養的提高具有重要作用，需要教師不斷開發、拓展其在物理實驗中的應用。其中包含了多媒體技術、交互性白板、人工智能技術以及大數據分析技術等，使得學生可以在課堂上開展虛擬實驗，了解實驗背后的原理，也可以自主設計實驗內容，開展小組合作探究，大大豐富了教學層次，有效提高了教學實效。

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作者:張耀軍 單位:江蘇省江陰市要塞中