信息技术环境下初中物理课堂教学策略的优化

王 玲

人类社会进入21世纪，信息技术已渗透到社会生产和社会生活的各个方面，深刻地影响着人们的生产方式和生活方式，同时也融入了教育领域的角角落落。那么作为国家教育主阵地的学校、主渠道的课堂，自然更是处处彰显着信息化的特征。2018年4月13日，教育部发布的《教育信息化2.0 行动计划》强调智能教育创新和行动发展，要基于人工智能、大数据、物联网等新技术，依托各种智能设备和网络，积极开展智慧教育创新研究和示范，推动新技术支持教育模式变革和生态改造[1]。最新颁布的《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称《新课程标准》）明确提出：“教师要充分发挥信息技术的优势，将信息技术有效融入物理教学，创新教学方式，提高学习效率。同时，应鼓励学生将信息技术运用到物理学习中，帮助学生适应数字时代的要求，提升学生运用信息技术的能力。”[2]从中可以看出国家对合理运用信息技术进行物理教学的重视程度。因此，应大力提升教育软硬件建设，以教育信息化推动教育现代化，推动中国教育的创新与变革，努力实现我国从教育大国向教育强国的转变。

一、借信息技术之力，优化物理模型建构策略

在实验教学中，当一些物理现象很难真实呈现时，可利用信息技术作为辅助手段，让学生比较直观便捷地进行观察。例如，当有些物理实验无法通过传统实验器材完成，或很难达到预期的效果时，教师可借助信息技术手段，通过数字实验设备来完成实验教学，从而更好地发挥物理实验的育人功能。

物理是一门以实验为基础的自然科学，真实的实验过程和直观的实验现象为学生学习物理知识提供了丰富的感性材料，创设了良好的物理情境，是物理课堂上不可或缺的一种教学手段。但是有些看不到、摸不到的抽象物理概念或物理现象，如分子运动、能量传递等，必然会受到课堂空间、时间的制约，或环境的影响，不可能一一真实地进行再现。因此，如果此时教师能合理地借助信息技术，模拟出物理现象，就能使学生更好地理解学习内容，从而帮助学生更加顺利地建构物理模型，彰显信息技术辅助教学、促进教学的作用。如教师在讲解人教版九年级物理第十三章第一节的内容——“分子热运动”的过程中，需要带领学生由宏观的物体运动进入微观的分子世界。分子的概念本身就比较抽象，这对于习惯形象思维的初中学生而言是一个不小的挑战，在抽象的分子概念的基础之上进一步研究物体的内能，则是抽象基础上的抽象，学生当然会遇到困难。克服这个困难的办法，就是将学生看不到的分子世界用形象的方法或宏观的表征体现出来，而信息技术就能够从中发挥着不可替代的作用。教师可借助信息技术形象地展现“呆板的固体分子”“灵活的液体分子”“散漫的气体分子”，学生在对思维对象进行形象化的过程中，能够更加清晰具体地建构物质的微观热运动模型。

二、借信息技术之力，优化实验探究设计策略

《新课程标准》中关于实验探究活动建议具有这样的表述：“尝试用力的传感器探究影响浮力大小的因素或杠杆的平衡条件。”

“能量的转移和转化”是初中物理的一个很重要的物理概念，无数宏观现象的背后“暗流（能量）涌动”，人们却无法观其形，辨其态，学生很难感觉到现象背后的“无形推手”，但借助信息技术之力就不难破解这一难题。如在讲解“压缩气体做功内能增加”实验的过程中，传统的空气压缩引火仪实验常常令老师有点心悸，拍下活塞时既需要用力，又需要快速，否则硝化棉不能剧烈燃烧，如果没有“硝化棉燃烧”这一现象，就无法倒推出“筒内气体温度升高，内能增大”这一关键结论。然而硝化棉燃烧仅是短暂瞬间，学生很难捕捉到这一闪即逝的光芒，难免会意犹未尽，导致实验草草收场。即使实验做成功了，也容易使学生把硝化棉当成“主角”，而忽视真正的研究对象——筒内气体温度的变化。如今借助现代传感技术来创新实验设计，不但能大大简化实验环节，降低操作难度，而且还能突出研究对象。比如把温度传感器置于气筒内，在压缩活塞的过程中，液晶版数字展示筒内气体温度会逐渐发生变化，使学生能够直接看到“压缩气体时，气体的温度在不断升高”的现象，从而总结出“做功可以改变物体的内能”这一结论，达到教师“不言”、学生“自明”的课堂效果。

再比如传统的比热容实验由于受到实验条件及实验器材等因素的限制，难以向学生展示准确的物理过程和实验数据。借助现代信息技术创新比热容实验探究过程，在水和煤油中植入温度传感器，通过数据线采集数据并输入计算机，可以实现数据采集、处理、分析和图像绘制的同时进行，克服传统实验测量数据不够准确、数据分析处理所需时间长的缺点，能大大节省课堂时间，提高课堂教学效率。

传感器相当于人类的“五官”，在物理实验中，能够将感受到的物理量，比如力、热、声、光转换成便于测量的电学物理量，并能放大、传输、储存、显示信息或做出必要的控制输出，极大地提高了物理实验的成功率和可视性。信息技术将采集手段由手动测量转为传感器测量，利用计算机处理实验数据，节约课堂教学时间，使学生有更充裕的时间探究实验规律，让学生由感性认知阶段迅速进入理性认知阶段，为高效课堂助力，彰显物理学科重视信息技术运用的特点。传感器进入中学物理实验室，不仅能成为信息技术与物理课程整合、促进教育手段现代化的一个新的突破口，还对培养学生科学探究意识、提升物理学科核心素养有着极为重要的作用。

三、借信息技术之力，优化课堂活动多样性实施策略

《新课程标准》中的课程理念提倡多元化的教学方法，在教学过程中，鼓励教师根据教学目标、教学内容、教学对象和教学资源灵活选择教学方法，合理运用信息技术。进入21世纪以来，课堂教学随着信息技术的进步正悄然发生改变，特别是近些年来有了突飞猛进的进展。在20 世纪90年代之前的课堂教学中，教学硬件只有黑板、粉笔和教材，并不具备智慧信息化教学工具，而当时的“软件”则是声音和文字，教师的讲与学生的听、记构成了课堂的教与学。进入21世纪以后，电脑、PPT 课件已经成为教师课堂教学的基础工具。它们将文字、图片、声音、动画、视频等多种方式相结合，调动了学生视、听等多种感官，增强了课堂的趣味性，有利于课堂教学的有效进行。借助信息技术开展教学，一方面，教师言传口授和粉笔书写的时间明显缩减，劳动强度大大降低；另一方面，课堂教学的信息容量明显增加，教师可以在同一时间向学生传递更多的知识。如今的教室里更是充满了新媒体，比如触屏式智慧黑板，学生人手配以一个平板电脑，大量的教学资源及教学软件可以存储其中，构成了庞大的知识体系和丰富的学习渠道，形成了智慧课堂。智慧课堂通过互动教学系统对计算机、智能终端、互动电子白板、实物展台等硬软件资源进行整合，形成一种智能化的教学方式与学习方式。在逐步实现教学内容呈现方法、学生学习方法、教师教学方法、教师和学生互动方法改革的过程中，智慧课堂能为学生的学习和发展提供丰富多彩的学习环境和强大的学习工具，学生在课堂中的主体地位比以往任何时候都更加凸显。

“猜想与假设”是初中物理教学中科学探究活动的一个重要组成部分。在传统课堂中，考虑到时间因素，教师只能挑选一两个学生让他们表达自己的猜想与假设，绝大多数学生都没有机会表达自己的想法，久而久之，就会打击学生质疑问题与思考问题的激情，严重阻碍了学生科学思维创新能力的发展。信息技术支持下的智慧课堂，给每一位学生提供了表达自己想法的机会和渠道，学生可借助手中的平板，各抒己见，通过无形的网络将自己的想法呈现在触屏式智慧黑板上，教师也可以第一时间捕捉到学生的奇思妙想，及时给予肯定或纠正，使师生之间的沟通交流更加便捷有效。

演示实验经常通过创设情境和引入新课来激发学生的学习兴趣。但在课堂教学中，教师的演示操作细节或现象往往只有前排的学生能够观察到，后排的学生基本看不清楚，而利用智慧课堂教学设备的实物展台或者手机投屏等功能则能够轻松解决这一难题。在分组实验中，学生可以通过手中的平板电脑及时拍照，了解各组的实验情况，并且学生之间也能相互取长补短。每一位学生都想在课堂中展示自己优秀的一面，因此教师可以借助对比分析的方式激发学生的竞争意识，督促学生积极踊跃地投入课堂学习中。

新媒体技术支持下的课堂互动平台还有提问、抢答、点名等功能，能够使教学气氛更加活跃，极大地提升学生的参与度，使课堂上教师与学生的互动及学生之间的互动更加频繁、高效。

四、借信息技术之力，优化课堂教学评价策略

《新课程标准》明确指出：“坚持核心素养导向，注重以评价促进学生发展，构建目标明确、主体多元、方式多样和功能全面的物理课程评价体系。”因此，教师应注重课堂评价，以过程性评价为主，把握课堂评价的关键要素，重视评价目标的确立、评价内容的选择和评价指标的制定，对学生的探究能力、科学态度等方面进行科学评价，并提高评价的真实性和准确性。

在缺乏新媒体信息技术支持的传统课堂教学中，教师仅能凭借个人观察及经验去判断学生的学习行为和学习效果，并重新设计教学方案、教学内容和教学对象，难免会顾此失彼，缺乏科学依据，单凭经验教学难以做到精准施教。智慧课堂主要基于课堂数据进行分析，数据来源于学生测评、学习作业和课堂反馈等各个学习环节。教师可利用数据分析与决策工具或柱状图、饼状图等直观地呈现学生的学习效果，甚至精确定位到哪些学生的哪些知识点出现了错误，使学生的个性化特征得以呈现。教师能及时准确地掌握学生的第一手资料，以学定教，因材施教，精准教学，以免造成教学时间、教学资源的浪费。

作业练习、考试是课堂教学效果评估和评价不可缺少的重要环节，但机械性地批改试卷和作业，对教师来说不仅是乏味、没有创造性的工作，而且还需要花费大量的时间和精力。从作业布置、发放、回收、批改、整理、分析、评价反馈，到最终分析学生的学习情况，不仅耗时费力，而且评价效果也不尽如人意。在智慧课堂教学中，教师利用碎片化时间即可进行选择题的自动批改和非选择题的快速批改，极大地缩短了作业批改时长，提高了教学效率。同时，根据不同学生的评价反馈，教师可进行个性化作业布置，让不同学习层次的学生都能学有所得，共同发展进步。

信息技术支持下的智慧课堂对学习主体的评价除了上述内容之外，还增加了对学生问题分析能力、探究能力、创造能力、合作能力及自主学习能力等的多维度跟踪评价，实现了对学生的多元综合评价。教师可根据学生个人的在线学习时长、在线互动情况、答题情况等，结合线上平台留下的学习数据，对学生的自主学习能力进行评价。同时，教师还可依据小组成员的活动参与度、小组成员的自我评价等进行小组合作能力的评价，通过提问、反馈、团队贡献、作业的完成情况来对学生的科学探究能力及分析和解决问题的能力进行评价。此外，教师也可在长时间的技术数据跟踪中分析学生在学习过程中反映出的情感、态度、策略等过程性表现，并给予适当的引导。

教师作为课堂的组织者和引导者，必须与时俱进，掌握一定的信息技术，更新教学观念，借助信息技术，努力探寻现代信息技术与传统教学方式的有机融合路径，最大限度地提高现代信息技术在教学活动中的积极作用，创新教学策略，构建高效化、智能化的课堂教学模式。