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摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，信息技術(shù)在高中教育中的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，對課堂教學(xué)現(xiàn)代化的發(fā)展起到了不可替代的作用。物理學(xué)科具有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)特性，信息技術(shù)能夠最大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效用，促進(jìn)課堂教學(xué)多樣化發(fā)展，從而幫助學(xué)生更好地觀察物理現(xiàn)象，拓展師生交流。從學(xué)生和教師的角度分析了信息技術(shù)的作用，探索了信息化物理實(shí)驗(yàn)課堂的特點(diǎn)，研究了信息技術(shù)的應(yīng)用路徑。

關(guān)鍵詞：信息化；實(shí)驗(yàn)課堂；高中物理；應(yīng)用

信息技術(shù)是一種促進(jìn)課堂深度交互的重要手段，它能夠?yàn)閷W(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的學(xué)習(xí)情境，引發(fā)猜想和討論，還可以進(jìn)行智能化數(shù)據(jù)分析，加強(qiáng)課堂上的合作、探究、交流，讓網(wǎng)絡(luò)信息資源充實(shí)課堂教學(xué)。信息技術(shù)可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)環(huán)境的缺陷，突破物理實(shí)驗(yàn)中的問題，讓學(xué)生觀察到細(xì)致的物理現(xiàn)象。

一、信息化物理實(shí)驗(yàn)課堂的變化

1.學(xué)生“學(xué)”的變化

信息技術(shù)讓學(xué)生有了更加真實(shí)、豐富的課堂體驗(yàn)，學(xué)習(xí)方式充滿自主性和探究性，學(xué)習(xí)效果更好。在學(xué)習(xí)形式方面，學(xué)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(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)視頻，了解實(shí)驗(yàn)步驟，也可以通過PowerPoint上的圖片文字解說，掌握物理實(shí)驗(yàn)的原理，了解實(shí)驗(yàn)操作的要點(diǎn)。信息技術(shù)為學(xué)校提供了完善的物理實(shí)驗(yàn)環(huán)境，增強(qiáng)了物理課堂的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑢W(xué)生擁有先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)操作平臺，能夠開展物理實(shí)驗(yàn)觀察和操作，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)自主探究。另外，學(xué)生還可以通過仿真實(shí)驗(yàn)室反復(fù)開展實(shí)驗(yàn)，熟悉實(shí)驗(yàn)的流程，不斷提高自身對實(shí)驗(yàn)儀器的操作熟練程度。在實(shí)驗(yàn)探究方面，信息技術(shù)的應(yīng)用很大程度上拓寬了實(shí)驗(yàn)研究的范圍，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣涌煨畔?shù)據(jù)的采集，這樣學(xué)生就可以在課堂上有更多時間自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從提出問題到做出假設(shè)，再到設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，最終得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。自主探究充滿了趣味性，可以調(diào)動學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、參與實(shí)驗(yàn)的積極性，不斷嘗試新想法，增強(qiáng)探究能力、協(xié)作能力。在師生交流方面，信息技術(shù)為學(xué)生和教師提供了方便快捷的網(wǎng)絡(luò)溝通條件，學(xué)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(xué)生都能通過互聯(lián)網(wǎng)充分發(fā)表自己的意見，獲得思維和認(rèn)知的不斷重組，物理實(shí)驗(yàn)也從以往的封閉式教學(xué)走向開放式、多元化的教學(xué)。

2.教師“教”的變化

教師是物理實(shí)驗(yàn)課堂的主導(dǎo)者，所有的教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)內(nèi)容都是由教師設(shè)計(jì)的，在信息技術(shù)的支持下，教師可以開展多元化的教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生呈現(xiàn)多種形式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在以往的實(shí)驗(yàn)課堂中，教師都是提前為學(xué)生講授物理實(shí)驗(yàn)的原理、步驟，告知學(xué)生實(shí)驗(yàn)所需要用到的儀器，學(xué)生只需要按照教師的思路開展實(shí)驗(yàn)，最后得出預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果就可以。而這種教學(xué)方式難以激發(fā)學(xué)生的自主思考，對知識的理解也不透徹，很難對物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新。通過信息技術(shù)的應(yīng)用，物理課堂的教學(xué)形式有了更多可能，信息化教學(xué)為學(xué)生提供了真實(shí)的情境，給學(xué)生帶來了更加生動有趣的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，課堂合作交流會更加密切。在教學(xué)內(nèi)容方面，教師可以利用互聯(lián)網(wǎng)搜集廣泛的物理信息、物理實(shí)驗(yàn)資源、最新研究成果等，讓高中物理實(shí)驗(yàn)課堂變得更加開放，學(xué)生也能接觸到多樣化的物理實(shí)驗(yàn)。信息技術(shù)能夠輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，彌補(bǔ)以往實(shí)驗(yàn)的弊端，應(yīng)用多媒體設(shè)備放慢物理實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生更清楚地了解整個實(shí)驗(yàn)過程，從而擁有更細(xì)致的觀察體驗(yàn)。總而言之，信息化課堂不但豐富了教學(xué)資源，還讓原本抽象的物理實(shí)驗(yàn)、物理規(guī)律變得形象化、動態(tài)化，使學(xué)生可以從微觀角度觀察實(shí)驗(yàn)。

二、高效信息化物理實(shí)驗(yàn)課堂的特點(diǎn)

1.趣味性

高效信息化物理實(shí)驗(yàn)課堂具有較強(qiáng)的趣味性特點(diǎn)，信息技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)生營造真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)情境，打造開放的物理實(shí)驗(yàn)平臺，學(xué)生可以自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，開展動手操作，包括調(diào)配儀器、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)等，努力達(dá)到預(yù)設(shè)的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，激發(fā)無限創(chuàng)造性。信息技術(shù)可以進(jìn)一步擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，放大實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，包括聲音、圖像等內(nèi)容，降低物體運(yùn)動速度，提高學(xué)生的觀察效果，并實(shí)現(xiàn)重復(fù)觀看。

2.活潑性

信息化物理實(shí)驗(yàn)課堂具有生動活潑的特點(diǎn)，信息技術(shù)能夠帶給學(xué)生豐富的視覺和聽覺體驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生的感官享受，開發(fā)學(xué)生的物理思維，學(xué)生之間可以相互合作，也可以自主探究實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)習(xí)氣氛能得到較大改善，也更有助于充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新能力，對物理實(shí)驗(yàn)提出更多新點(diǎn)子。

3.挑戰(zhàn)性

在信息技術(shù)的支持下，物理實(shí)驗(yàn)課堂與以往課堂有了較大不同，它要求教師具備專業(yè)化的信息素養(yǎng)，同時也要在物理教學(xué)觀念、課堂設(shè)計(jì)等方面充分利用信息技術(shù)，發(fā)揮其優(yōu)勢。對于學(xué)生來說，信息化物理實(shí)驗(yàn)課堂改變了以往的學(xué)習(xí)方式，學(xué)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(chuàng)新意識學(xué)習(xí)物理，對物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行開拓創(chuàng)新，不斷提高自身搜集資料、處理信息的能力，學(xué)會利用網(wǎng)絡(luò)平臺開展資源共享，綜合應(yīng)用物理學(xué)科的理論知識。

4.完整性

在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境等會受到很多限制，所以有些物理實(shí)驗(yàn)難以全面呈現(xiàn)，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)過程不夠完整。信息技術(shù)能夠有效解決這個問題，還原物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的完整性，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，幫助學(xué)生真正掌握實(shí)驗(yàn)原理。

三、信息化在高中物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用模式

信息技術(shù)在高中物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用可以落實(shí)到課前、課中實(shí)驗(yàn)、作業(yè)、反饋等多個方面。課前，教師可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺為學(xué)生傳遞視頻，布置一些簡單的實(shí)踐作業(yè)，為課堂實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。另外，教師還可通過網(wǎng)絡(luò)平臺整合分析學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中存在的問題。在教學(xué)資源收集方面，教師可以通過互聯(lián)網(wǎng)瀏覽海量資源，科學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)。例如在用打點(diǎn)計(jì)時器測速度的實(shí)驗(yàn)中，教師就可以用網(wǎng)絡(luò)視頻展示實(shí)驗(yàn)儀器、物品等，包括打點(diǎn)計(jì)時器、刻度尺、紙帶、電源等。在具體的課堂實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，教師可以通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫了解學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的感受，引導(dǎo)學(xué)生動手操作整個實(shí)驗(yàn)過程，找到實(shí)驗(yàn)中存在的不足。在本實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生要了解實(shí)驗(yàn)的核心儀器—打點(diǎn)計(jì)時器，通過學(xué)習(xí)物理知識和原理，在自主探究與合作中開展實(shí)驗(yàn)，最后應(yīng)用描點(diǎn)法畫圖，記錄時間圖像。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師可以利用信息技術(shù)開展大數(shù)據(jù)分析，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，分層布置作業(yè)，提高作業(yè)內(nèi)容的針對性和有效性。教師可以利用智能軟件下發(fā)并收集作業(yè)，進(jìn)行線上批改，匯總學(xué)生的反饋。總而言之，信息化課堂具有系統(tǒng)、高效的特點(diǎn)，符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，能夠開拓學(xué)生視野，讓學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中獲得更多新發(fā)現(xiàn)。

四、構(gòu)建高效信息化物理實(shí)驗(yàn)課堂的途徑

1.結(jié)合數(shù)字模擬技術(shù)的信息化課堂

將虛擬技術(shù)引入物理實(shí)驗(yàn)課堂，可以進(jìn)行數(shù)字模擬，再配合學(xué)生的動手操作，提高學(xué)生的直觀實(shí)驗(yàn)感受，增強(qiáng)其物理實(shí)驗(yàn)興趣。例如在學(xué)習(xí)平拋物體的運(yùn)動這個實(shí)驗(yàn)時，教師就可以讓學(xué)生在教室里平拋一個小球，感受平拋運(yùn)動的整個過程，進(jìn)行觀察、記錄。在這部分中，平拋運(yùn)動的軌跡和運(yùn)動方向是學(xué)習(xí)重點(diǎn)，教師可以利用虛擬仿真技術(shù)，將平拋運(yùn)動放慢，轉(zhuǎn)化為物體的曲線運(yùn)動，記錄物體的位移，然后用計(jì)算機(jī)描繪出物體的運(yùn)動軌跡，化抽象為具體。學(xué)生需要測出曲線上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)，求出物體的水平分速度，計(jì)算平拋物體的初速度。需要注意的是，雖然信息技術(shù)所提供的虛擬仿真功能可以有效輔助教學(xué)，但學(xué)生的動手操作、親身體驗(yàn)永遠(yuǎn)是第一位的，這是虛擬實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)視頻等不能取代的。

2.以“6+1”模式為主的信息化課堂設(shè)計(jì)

在整個高中物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)是非常重要的環(huán)節(jié)，很多物理實(shí)驗(yàn)具有復(fù)雜的操作流程，實(shí)驗(yàn)原理也較難理解，這就要求物理數(shù)據(jù)必須準(zhǔn)確、翔實(shí)。信息化的物理課堂實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)包含實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)、實(shí)驗(yàn)思考、實(shí)驗(yàn)過程討論、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)展示、實(shí)驗(yàn)評價、實(shí)驗(yàn)檢查6個環(huán)節(jié)，此外還需要學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)，并以學(xué)生的實(shí)踐為主導(dǎo)。信息化的實(shí)驗(yàn)課堂充分融合了物理教材、實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)案、教師教學(xué)以及學(xué)生實(shí)踐，教學(xué)效果顯著，能夠充分彰顯實(shí)驗(yàn)的效用和價值。信息化課堂是未來物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要發(fā)展方向，需要教師不斷改進(jìn)和完善，以提高學(xué)生對信息化課堂的適應(yīng)力，充分發(fā)揮信息技術(shù)的作用。

3.結(jié)合智能程序構(gòu)建的信息化課堂

智能程序是信息化物理實(shí)驗(yàn)課堂的重要組成部分，也是信息化課堂區(qū)別于以往課堂的最大不同。智能程序擁有傳感裝置，能夠?qū)ξ锢韺?shí)驗(yàn)課堂中的聲、光、磁、電、力等內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)捕捉，對各種物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行測量和收集，并且還能帶給學(xué)生多樣化的實(shí)驗(yàn)感受。例如VR技術(shù)，可以讓學(xué)生進(jìn)入月球場景，觀察有趣的物體漂浮，增強(qiáng)對物理學(xué)習(xí)和物理實(shí)驗(yàn)的興趣。另外，學(xué)生還可以把傳感裝置帶到身上，收集傳感數(shù)據(jù)，繪制相關(guān)圖像。智能程序能夠讓信息化物理實(shí)驗(yàn)課堂變得豐富多彩，對學(xué)習(xí)效果具有較大促進(jìn)作用，學(xué)生利用智能程序?qū)W習(xí)物理知識、模擬物理現(xiàn)象，能夠有效提升學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)對物理知識的深度認(rèn)知。

五、結(jié)語

信息技術(shù)對學(xué)科素養(yǎng)的提高具有重要作用，需要教師不斷開發(fā)、拓展其在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。其中包含了多媒體技術(shù)、交互性白板、人工智能技術(shù)以及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)等，使得學(xué)生可以在課堂上開展虛擬實(shí)驗(yàn)，了解實(shí)驗(yàn)背后的原理，也可以自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，開展小組合作探究，大大豐富了教學(xué)層次，有效提高了教學(xué)實(shí)效。

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作者:張耀軍 單位:江蘇省江陰市要塞中