信息技术支持下的高中物理实验教学路径分析与研究

期刊: 前沿科学 DOI: PDF下载

吕有功

江苏省沙溪高级中学 江苏省 苏州市 215000

摘要

以新课程标准的视角来审视高中物理实验教学实际情况,教学效率偏低。而造成此种情况发生的主要原因是教学方式方法选用不当,课堂教学不符合学生个性化学习需求,难以引导学生主动学习、思考及探究,未能准确理解实验过程,掌握物理公式或者物理概念等理论知识。对此,应积极利用信息技术来推动物理实验教学改革,提高教学效率。本文将着重分析信息技术支持下高中物理实验教学的优势,探讨如何利用信息技术来支持物理实验教学,提出相关建议。


关键词

信息技术;高中阶段;物理实验教学;优化路径

正文


引言:教学的资源日益丰富,无论是对学生眼界的开拓、思维的启发、行为的引导,还是教学理念的渗透、教育模式的改革,都有着积极的促进作用。以高中物理实验教学为例,将信息技术应用于课堂教学之中,可提供教学资源,丰富教学内容;可模拟实验过程,引导学生深入学习;可呈现生活化案例,鼓励学生进行策划并且实践实验项目等等,促使学生获得良好学习效果,同时提高教学效率[1]

一、信息技术支持高中物理实验教学的优势

(一)打造高效课堂

信息技术支持高中物理实验教学的优势在于它能够打造高效课堂。按照新课程标准要求,将信息技术有效应用于物理实验教学之中,可提供丰富多样的教学资源和工具,以便教师创设互动机会,与学生之间进行有效沟通或者促进生生之间合作探讨,让他们可以进行个性化学习,获得良好的学习体验。首先,信息技术可以提供丰富的教学资源和工具。物理实验教学中依托信息化技术,教师可以利用多媒体课件、虚拟实验室等数字化教学资源,将抽象的物理概念以图像、动画等形式呈现给学生,使学生更容易理解和掌握;同时教师还可以利用在线实验平台,让学生在虚拟环境中进行实验操作,提高学生的实践能力和动手能力。其次,促进学生之间的合作与交流。课堂教学中依托信息平台创设线讨论等,让学生可以互相分享实验结果或讨论问题,促进学生之间合作交流。这不仅能够提高学生的学习兴趣,还能够培养学生的团队合作能力和沟通能力。最后,信息技术还可以提供个性化的学习支持。教师可以根据学生的学习情况和需求,为每个学生量身定制学习计划和实验任务,之后通过在线测试和评估系统来评估学生学习情况或者物理实验完成度,进而了解学生的学习效果,并给予个性化的指导和帮助[2]

(二)推动物理教学改革

新课程标准颁布实施下高中物理实验教学存在的弊端逐渐暴露出来,即不符合学生个性化学习需求,未能有针对性地教授和培养学生,促进他们核心素养发展。而将信息技术巧妙应用于物理实验教学之中,可弥补教学不足,推动该项教学革新。首先,信息技术可以提供更加丰富和多样化的教学资源。根据物理实验教学需求而灵活的应用信息技术,教师可以轻松获取到大量的物理实验教学资源,包括实验视频、动画演示、模拟实验软件等,这可以帮助学生更好地理解和掌握物理实验的原理和方法,提高他们的学习效果。其次,信息技术可以实现个性化教学。通过构建智能化的教学系统,可以带入学生学习相关数据,进而对学生进行合理分层,并且为不同层次学生设置实验任务,促使不同层次学生都能够在任务驱动下主动进行物理实验操作、分析及探讨,从而收获知识、锻炼能力、提高素质,同时推动物理教学改革。此外,信息技术可以促进物理教学创新。信息技术还可以为教师提供更多的教学工具和手段,如虚拟现实技术、智能实验仪器等,使物理实验教学更加生动有趣,激发学生的学习兴趣和创造力,从不同维度、不同角度、不同层面进行实验探讨,获得良好的学习体验,同时也进一步提高教学效率。

二、信息技术支持高中物理实验教学的原则

(一)主体性原则

新课程标准颁布实施下高中物理实验教学的重要性日渐凸显出来,可促进学生核心素养发展。但要想达成这一育人目标,就需要教师遵循主体性原则,充分考虑学生的学情,进而巧妙运用信息技术来创新和优化物理实验教学,比如营造轻松愉悦的课堂氛围,调动学生良好的情绪状态,引导他们主动学习与实验操作;比如模拟物理实验过程,引导学生直观化、立体化学习,使之能够主动参与实验分析、实验探究,有效学习等等,以此来提高教学效率[3]

(二)辅助性原则

对于高中物理实验教学而言,信息技术是非常重要的教学工具或者教学手段,将其应用于该项教学之中,可打造高效课堂,引动学生动手操作实验;动脑学习知识,从而获得良好的学习体验。为了能够良好展开信息技术支持的物理实验教学,教师应遵循辅助性原则,一方面深入研究教材,明确教学重难点;另一方面深入分析学生学情,准确把握学生个性化学习需求,在此基础上灵活运用信息技术来创设更具吸引力、感染力及影响力的实验教学活动,比如展示实验视频,提示学生如何进行策划和实施物理实验项目等;比如将抽象的物理实验转为直观化、形象化的生活实验等等。

(三)适用性原则

高中物理实验教学之中有效应用信息技术,还应遵循适用性原则,也就是教师应根据实验教学内容、新课程标准要求及学生的学情,统筹规划,灵活的安排和设置信息技术,以保证课堂教学能够满足学生个性化学习需求,鼓励和引导他们主动进行实验学习、实验操作及实验探究,从而获得良好的学习体验。例如每个学生的学习能力、学习风格和学习需求都是不同的,利用信息技术来创设差异化的物理实验教学活动。比如对于一些学习能力较强的学生,可以提供更多的自主学习资源,如在线课程、电子书籍等;对于一些学习困难的学生,可以提供一些辅助学习工具,如智能教学系统、个性化学习路径等,促使不同层次学生都能够积极主动地参与物理实验学习与操作,从而获得知识、锻炼能力、提高认知等,促进他们均能良好成长与发展[4]

(四)科学性原则

信息技术作为一种现代化的教学手段,可以为高中物理实验教学提供丰富的资源和便捷的工具,但在使用时,我们必须始终坚持科学性原则,确保所传递的知识是准确无误的,避免误导学生。实验是物理学的基础,通过实验可以验证理论的正确性,培养学生的动手能力和观察能力,因此在使用信息技术辅助实验教学时,教师应确保实验操作的步骤、方法和结果的准确性,避免因技术问题导致的误差;同时,教师还应引导学生正确使用信息技术,培养他们独立思考和解决问题的能力。物理学是一门理论与实践紧密结合的学科,信息技术可以为学生提供丰富的理论知识和实验案例,帮助他们更好地理解物理概念和原理,但实际教学过程中教师不能过分依赖信息技术,忽视学生的实践操作,而是鼓励学生将所学理论知识应用于实际操作中,通过实践加深对物理知识的理解。

三、信息技术支持高中物理实验教学的优化路径

(一)基于课堂主题,引入信息实验

新课程标准指导下高中物理实验教学,注重打造高效课堂,可通过讲解、演示、实践等方式,让学生了解物理实验原理,明确物理学科本质或者规律,达成学习目标。为此,教师应当正确认识到信息技术的应用价值,根据课堂教学主题及教学内容,合理地创设信息实验,一方面吸引学生的注意力,促使他们能够积极主动地参与课堂教学;另一方面通过呈现物理实验过程,并提出相关问题,可引导学生深入思考与探究,循序渐进地理解物理实验原理,促使他们获得良好的学习体验[5]。例如“牛顿第一定律”实验教学,为促使学生能够用自己的语言表述牛顿第一定律;能够认识伽利略的理想实验方法,了解理想实验的实质;能够他们对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神。教师围绕“牛顿第一定律”课堂主题来创设信息实验。也就是在讲解力对物体运动状态的印象时,教师利用实验模拟软件呈现处于静止状态的某物体在外力作用下物体变化情况,之后让学生认真观察外力作用前后物体变化情况,之后鼓励他们对这一现象予以归纳总结。在此基础上教师让学生操作实验模拟软件,对以上物理实验中某些参数予以调整,比如调整物体质量、调整外力的大小等,之后观察物体变化情况,进而引导他们归纳总结牛顿第一定律,达成学习目标。

(二)收集信息资源,丰富教学内容

以往高中物理实验教学中教师仅将教材内容搬动课堂上,并且平铺直叙地讲解物理实验,学生未能真正参与物理实验操作或者未能立体化、具象化了解实验过程,导致他们难以深入理解实验过程,进而未能掌握物理公式或者物理概念等理论知识,无法达成融会贯通的状态。为了改变此种局面,需要教师按照新课程标准要求,利用信息技术来支持物理实验教学,提高教学效率。也就是根据实验教学内容及学生的学情,利用信息技术搜集相关的教学资源,对其予以加工整合,之后巧妙的融入教学活动[6]。那么,物理实验课堂教学之中,教师即可呈现生活案例,提出问题,鼓励和引导学生搜集和应用信息化资源来策划和开展物理实验,之后得出物理结论,尝试解决实际问题。这一教学工程中,将物理实验置于真实生活之中,让学生在生活情境的衬托下产生浓厚的兴趣,灵活运用教学资源来创设和实践物理实验,更容易理解和掌握物理实验原理,提高知识水平的同时,锻炼思维能力、认知能力、分析能力、实践能力等,可促进他们核心素养发展。

(三)利用信息技术,辅助实验教学

1. 探究实验原理

教师在教学过程中,可以充分利用多媒体和互联网等现代化教学工具,这不仅能够提供丰富的视觉和听觉材料,帮助学生更直观地理解物理规律和原理,还能够激发学生的学习兴趣,提高他们的学习效果。在实际教学中教师应通过多媒体展示实验过程,让学生看到实验的实际操作,从而更好地理解实验原理。比如播放实验视频,学生可以清楚地看到实验的每一个步骤,理解实验的操作方法和原理;比如展示实验的动态过程,如物理现象的变化、物理量的测量等,使学生能够从多个角度了解物理规律和原理。此外,教师还可以利用互联网搜索相关的实验资料,如实验报告、实验论文等,让学生阅读和学习,这不仅可以提供实验原理的详细信息,还可以提供实验的背景知识,帮助学生更好地理解实验原理[7]。例如“实验:导体电阻率的测量”教学,为了促使学生能够准确理解导体电阻率如何测量,教师利用多媒体全息融合技术来创设沉浸式学习空间,设计并且展示虚拟实验,即构建导体模型,之后通过调整长度L、电阻R及截面积S的数值变化,分别进行导体导电实验,让学生思考不同因素作用下导体电阻率如何变化,进而引导他们探讨导体电阻率与以上因素之间的关系,促使他们能够真正理解、扎实掌握电学知识。

2. 加强实验探究

信息技术支持下提高高中物理实验教学效率,那么教师还应当引导学生借助信息技术来进行实验操作及实验探究,促使他们能够逐步深入理解物理实验过程,掌握学科本质或规律,提高学习效果。例如“实验:用单摆测量重力加速度”教学之际,教师根据学生的学情,遵循“组内异质,组外同质”的原则,将学生分成几个小组,并布置了实验任务。此证情况下各个小组成员可自动登录信息化平台,自行搜索类似实验视频,予以查看,结合教材内容,尝试设计用单摆测量重力加速度的实验方案,明确实验目的、实验流程等,之后分工协作,进行实验操作,最后归纳总结重力加速度测量公式,即:。这一过程教师观察各个小组项目策划及实施的实际情况,适当的点拨他们,使之顺利地进行实验操作与探究,顺利完成实验任务。最后,教师对各个小组实验情况予以点评,并且梳理、讲解知识,帮助他们解决学习困惑,真正达成学习目标。

结束语:

综上所述,教育改革不断深化的背景下高中物理实验教学问题日渐严重,比如忽略学生的主体性、教学方法选用不当等,导致教学效率偏低。对此,教师应当按照新课程标准要求,将信息技术应用于物理实验教学之中,通过实施模拟实验过程等做法,调动学生良好情绪状态,引导他们主动进行知识学习、实验操作或者实验探究,促使他们获得良好的学习体验,更好地发展核心素养。

参考文献:

[1]陈立峰.信息技术在高中物理电学实验教学中的应用研究[J].高考,2023,(21):111-113.

[2]史海龙.信息技术模拟理想实验在高中物理教学中的应用——以力学为例[J].数理天地(高中版),2023,(14):87-89.

[3]王启超.高中物理数字化实验研究——基于Arduino平台的应用例谈[J].中学物理,2023,41(13):63-65.

[4]张小雷.信息技术支持下的高中物理教学策略研究[J].求知导刊,2022,(19):41-43.

[5]蔡福珍.基于核心素养下高中物理实验教学与信息技术融合的实证研究[J].中学理科园地,2022,18(01):45-47.

[6]谷志云.信息技术支持下的高中物理课堂教学实践研究[J].中国新通信,2020,22(03):191.

[7]李荣国.信息技术环境下的高中物理实验教学[J].中国多媒体与网络教学学报(下旬刊),2021,(01):93-94.

 


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