信息技术在初中物理实验教学中的应用

2020-04-07

中学课程辅导·教学研究 2020年34期

初中物理是初中教育阶段的一门重要课程，以实验为基础，以培养学生的物理学科核心素养为目的。信息技术在初中物理实验教学中的应用，可以突破实验环境、条件、空间、时间等方面的限制，把一些不易操作的物理实验生动形象地呈现出来，降低学生的理解难度。

一、运用信息技术把抽象的物理原理形象化

初中物理实验涉及一些原理，而这些原理十分抽象、复杂，学生理解起来很困难，难以较好地掌握。笔者基于信息技术，直接把视频软件融入实验过程，用声像结合的方式呈现物理概念和原理，化抽象为具体、化繁为简，为学生提供动态而直观的感性材料，辅助学生更好地理解并记忆物理原理。首先，教师进行课前准备，搜集并整理与实验概念、理论等相关的视频，制作成多媒体课件。其次，课上播放课件，动态展示物理原理，为学生搭建认知平台，加强学生对物理原理的理解。例如，做色散原理实验时，课前教师通过互联网搜集并整理相关的视频资料，用删减、添加等方式对视频进行二次加工，制作成符合教学要求的“光的分解”多媒体课件。然后，教师课上播放多媒体课件，让学生直观看到光发出色散的基本过程，使其对复色光分解成单色光的过程有一个直接认识，进而准确理解色散原理。

二、运用信息技术丰富实验素材

初中学生思维处于发展阶段，他们主要依靠以往的知识经验和形象认知去思考，而这种思考需要丰富的感性资料予以支持。因此，在初中物理教学过程中，教师要利用信息技术制作微课视频，通过教学视频把课外相关的实验素材引入物理实验，丰富实验素材，为学生提供大量的感性材料，以适应学生的形象思维方式。例如，讲“探究电阻上的电流与两端电压的关系”一课时，教材上都是一些描述性的书面文字，实验需要的素材偏少。对此，基于信息技术，教师可以通过微课课件把网络上相关的资源(如视频、图像等)融入实验，提供给学生更多的实验素材，以便学生发现电流与电压之间的关系。

三、运用信息技术演示物理实验现象

1.运用信息技术展示微观物理世界的实验现象。微观物理世界中的实验即使在课堂上实际操作，学生也难以看得清、看得准，妨碍其对物理知识进行理解。基于信息技术，教师可以通过Flash动画模拟演示微观物理世界，放大物理实验现象，让学生直接捕捉到微观的物理实验现象。例如，做扩散实验时，学生能够很清楚地观看到红棕色的二氧化氮气体在空气中扩散的宏观现象，却无法观察到二氧化氮分子运动的微观现象。而通过Flash动画模拟演示二氧化氮分子在空气分子中的微观扩散现象，可以使微观物理世界的现象可视化，这样学生就能够清楚、准确、直观地看到分子的运动过程，进而认识扩散现象本质。2.利用信息技术呈现稍纵即逝的物理现象。物理实验中的一些现象稍纵即逝，学生很难捕捉到具体的实验现象。对于这种实验现象，教师可以通过微课教学视频予以呈现，借助多媒体视频的暂停、倍数、放大等功能把实验现象清楚、完整地呈现出来，辅助学生观察实验现象。例如，做皮球落地的能量转化实验时，皮球落地一瞬间弹跳起来，对于形变的具体过程，学生根本无从观察，也就理解不了能量转化现象。对此，教师课前把皮球落地的能量转化实验录制成微课教学视频，课上以0.5倍数播放视频，通过暂停、放大等功能清楚展示皮球落地时的形变现象，让学生清楚观察到皮球落地到弹起升高整个过程中的能量转换过程，即动能——弹性势能——动能——重力势能，从而使学生深刻理解能量转化内容。3.运用信息技术展示带有危险性的实验现象。出于安全因素考虑，一些带有危险性的实验根本不能在课堂上操作。对此，教师可以利用信息技术以视频方式展示这类实验现象。例如，讲“串并联电路中电压的规律”一课时，笔者课前利用两个灯泡组成了串并联电路，通过控制电路中的电流等变量探究电压规律。与此同时，笔者把整个实验过程录制成微课，用于课上实验教学，避免学生亲自操作而发生危险。

四、运用信息技术处理物理实验中的图像与数据

初中物理实验教学中，实验结论往往要根据实验中的图像和数据得出，而这些图像、数据比较复杂，如果用纸笔计算，势必会浪费时间，也不易保证图像与数据的准确性。为了保证实验效果，笔者基于信息技术，通过计算软件、图像处理软件对物理实验中的数据、图像进行准确处理。同时，笔者通过投影仪把整理后的数据、图像投放到大屏幕上，让学生利用这些数据进行分析讨论，得到正确的实验结论。例如，做水的沸腾实验时，笔者把实验中的温度、监测次数等数据输入曲线模型，用曲线图的方式表现水沸腾过程中的温度变化情况，辅助学生理解水的沸腾现象。学生通过曲线图，能直观看到沸腾过程中的水温持续不变，得到在沸腾过程中水持续吸热而温度保持不变的结论。

五、运用信息技术模拟实验条件

初中物理学科中的很多定理，其推导过程都是先进行实验测量，再理论延伸，最后推导出结论，而结论成立的前提条件就是理想的实验条件。也就是说，倘若不具备理想的实验条件，就无法得到准确的结论，也就不能推导出定理。为了理想地进行物理实验，笔者基于信息技术，利用动画软件模拟物理实验条件，减少实验误差，以便准确地进行物理定理推导。例如，做直流电动机实验时，转子的转速很快，学生根本无法准确观察到换向器的工作过程，只能去想象。倘若降低转速，实验现象不明显，也不能得到结论。