高效信息化课堂 在高中物理实验教学中的应用探析

摘要：在物理课程中，实验是推动学科进步、发展的重要力量，同时也是学生有效掌握物理理论知识、正确联系实践的重要途径。在物理实验教学中，学生可以根据所学物理知识展开实践探索，这对于培育学生物理核心素养，提升实践动手能力、创造能力而言有着重要的价值与意义。伴随着互联网时代的来临，高中物理实验教学中也逐渐引入了信息技术，这对于教学现代化的发展起到了推动作用。众所周知，物理学科实验特征显著，信息技术能够较好发挥实验教学的作用，进而促进课堂教学的多元化，更为有效帮助学生认知物理、掌握现象，加强师生之间的深度交流。

关键词：高中物理;信息化;实验教学;应用

一、引言

在现阶段的教育教学中，信息化教学已经成为应用范围最广、提升效率较高的教学方法，不同学习平台、各类学习应用层出不穷，也在一定程度上缓解了我国传统课堂中存在的弊端[1]。同时，伴随着新高考改革理念的深入推进，高中阶段的物理实验教学也在进一步优化。当下已经有部分高中拥有引入智慧课堂教学模式的意识，但是在实际应用中尚未有效开展。因此，教师需要进一步调整与改善高中物理实验课堂信息化教学模式与内容，有效推动学生的成长与发展，提升综合素养。

二、高中物理实验课堂引入信息化的变化

（一）学生学习的变化

信息技术的应用能够为学生提供更加丰富、真实的课堂体验，在此背景下学生的学习自主性、探究性将会得到显著提升，所产生的学习效果也将会更好。在学习形式中，学生可以借助信息化工具等图片传统课堂教学中的限制，如观看教师准备的实验视频，更加清晰了解实验的步骤、方法，或是通过PPT讲解，掌握基本的实验原理、操作要点[2]。同时，信息技术也能够为学校提供更为完善的物理实验环境，弥补了学校由于客观因素等限制而导致的物理实验场景搭建不完备现象。借助信息技术增强物理实验课堂的完整性、实践性，通过先进的实验操作平台，观察物理现象、验证物理知识，实现自主探究式学习[3]。此外，学生借助VR虚拟仿真实验室也可以反复的验证实验，熟悉操作的流程、步骤。在实验探究方面，应用信息技术也能够进一步拓展物理实验研究的范围与内容，信息化技术的应用，物理实验数据信息采集的效率也将会提高，学生在课堂实验中能拥有更多可以自主探究的时间，进而更加充分、全流程的开展实验，得出准确的实验结果，这也能够将自主探究充满趣味性，学生可以更好调动自身主观能动性，设计实验、参与实验、尝试新的想法，加强探究能力、协作能力。在教师与学生交流方面，信息技术的应用也为学生、教师之间相互交流提供了网络渠道，学生可以借助线上的方式展开合作与交流，同时学生也可以借助互联网发表自己的观点、意见，从而对自身的思维、认知进行优化重塑，促使物理实验教学由封闭向开放、多元化方向发展。

（二）教师教学的变化

在物理课程实验教学中，教师作为组织者、策划者，其设计了教学环节、内容、任务。在信息化支撑下，教師可以开展更为多样的教学活动，为学生提供丰富度较高的实验学习环境[4]。在传统的物理实验课堂教学中，教师通常会提前讲授实验的原理、方法、步骤等，并将所需要用到的实验器材一一列举，学生仅需要按照教师所讲内容按部就班地开展实验即可。但是此种教学模式难以有效激发学生的自主探究细微，同时对于知识的理解与思考也并不深入，难以借助物理实验寻求创新。通过在物理实验教学中应用信息技术，其能够为学生提供更加丰富的实验场景，并带来生动有趣的实验体验，相应的课堂交流也会更为频繁[5]。而在教学内容方面，教师可以借助互联网丰富教学资源，促使高中物理实验更为开放，并引导学生探索富有创新性的物理实验。由此可见，信息技术辅助物理实验教学，能够让学生更加有效理解物理实验中的环节与过程，将原本抽象的物理实验、规律等形象化、动态化。

三、高中物理实验教学中引入信息化教学的特点

（一）更富有趣味且活泼

在高中物理实验课堂中应用信息化教学能够丰富教学的趣味性，信息技术可以为学生创造更加真实的实验环境，同时借助一些开放的物理实验平台，学生可以独立设计实验并直接操作，从而达到既定的实验教学目标，激发学生无限的创造力。此外，信息技术还可以有效提升实验教学的效果，放大实验过程中的微观现象，减缓物体的运动状态，提高学生观察的效果，实现反复实验、反复观看。由此可见，将信息化应用在物理实验教学中，既有趣又高效，还能增强学生学习的信心和兴趣。物理学科中有着也存在一种美，但这种美对学生来说大多是抽象的、无聊的，其常以公式和概念的形式出现，许多学生在一开始感受美时就选择放弃，并对学习物理失去信心。信息技术的融入能够让物理知识直观、生动，让学生真正感受到物理之美，从而激发学习的热情，通过信息技术手段还能够为学生带来沉浸式的视觉、听觉体验，深度开发学生的物理学科思维，并引导学生之间相互帮助、相互协作。同时，随着活泼性的增加，学生在自主探究时也能够更加积极，学习的氛围有所改善，利于学生激发创新性，在物理实验中实现创新。

（二）有较强的挑战性与完整性

在信息技术的应用下，高中物理实验课堂与传统课堂之间存在明显区别，不仅需要教师拥有良好的专业化素养，同时还需要拥有基本的信息化技术能力，从而优秀发挥信息化应用的价值。对于学生而言，信息化实验课堂总的学习方法、学习路径也出现了差异，学生不能再像往常一样依赖教师讲解，同时也不能以模仿为主开展物理实验，更多的是需要以主动、创新的意识探索物理实验，对实验内容持续创新，进而提升自身搜集信息、资料的能力，并学会利用互联网平台共享知识、资源，综合提升自身的物理知识素养。此外，在高中物理实验教学中，一些学校由于资金、空间等因素影响，其实验器材、环境等并不能有效满足学生学习的需要，导致学生学习过程不够完整。应用信息技术能够有效解决此类问题，进而实现物理实验教学的完整性，提升教学的质量与效果，有助于学生科学、正确理解实验的原理、流程。

四、高中物理实验教学中应用信息化的模式

在高中物理实验教学中应用信息技术需要结合具体的教学场景，如可以有效落实在课前、课中和课后三个环节，并持续在作业、反馈等多个方面加以体现。在课前，教师可以为学生提供一些课程视频资料，布置一些简单的实践活动，从而为课堂的实验奠定基础。同时，教师通过对网络平台可以掌握学生在实验中容易出现错误或不理解的关键点，进而在教学中有效、科学设计教学内容，帮助学生良好提升实验成效。例如，在借助打点计时器测速度的物理实验中，教师可以通过网络视频将实验所用到的器材进行展示，而等到课堂实验环节，教师即可通过信息化技术及时掌握学生在实验中的实时状况，为学生提供必要支撑，帮助其正确面对实验中存在的不足，改进实验。具体来说，本实验中学生需要准确理解核心器材即打点计时器，通过所学知识自主探究实验内容，最后借助描点法画图，记录实验结果。在实验结束后，教师还需要通过大数据分析学生的学习状况，进而能够有针对性的分层布置作业，提升作业的有效性。在此过程中，教师也可以借助一些智能软件下发、收集作业，实现线上批改、整合数据，找出学生容易出错的点，识别题目所考查的物理知识。总之，将信息化应用在高中物理实验教学中能够提升教学的系统性、高效性，帮助学生开阔视野，提高学习成效。

五、高中物理实验教学中应用信息化的具体路径

（一）物理实验学习资源的构建

对于学生开展物理实验学习而言，构建物理实验学习资源至关重要，在建设物理学习资源时需要遵循课程教学目标，并在最大限度上满足学生实际学习需求。

一是根据物理实验课程内容设置多样化的学习资源，教师可以提供图、文、声、像等不同形式的课程内容;

二是教师需要对物理课程资源实现相关性设计，既要包含对所学知识的有效练习，也应当加强知识之间的系统性关联，从而帮助学生建立良好的逻辑思维，形成体系化的知识网络结构，进而有效地将物理实验课程呈现给学生，满足其在自主探究式学习中的需要;

三是对物理实验学习资源的差异性设计，在高中阶段由于学生自身学习能力与习惯等因素不同，其学习需求也存在一定的差异，教师需要针对个体提供个性化的课程学习资源;

四是教师应当实现对课程学习资源的共享化，引导学生可以参与构建知识内容并持续完善相关课程，进而激发学生的学习热情，彰显集体智慧，促进对知识的共享。

（二）物理实验学习方式的构建

高中物理实验传统教学中通常是将教师作为课堂教学的主导者，此种模式并不利于学生良好开展学习活动。高中教师需要充分整合学生的学习习惯，基于“互联网+”时代，识别高中物理实验的特征与优势，并将信息化有效融入其中，构建统一的学习平台。在统一平台模式下，教师可以准确地对高中学生物理实验进度进行实时了解与掌握，并对物理实验课程科学设计，精准把握课程进度，从而正确指导学生的学习。同时，高中学生作为课堂教学的主导者，教师应当锻炼学生的学习自主性、积极性。因此，高中物理实验教学中应用信息化的重点内容应当是培养学生自主探究学习的能力，帮助学生建立学习动机、增加学习效能、改善学习态度、养成学习习惯。高质量的学习方式需要有效整合学生的学习需求，进而促使学生产生浓厚的学习动机。教师可以采取特定物理实验的专题训练提升学生的知识储备与思维能力。

（三）转化抽象物理知识

对于高中阶段的学生来说，其思维认知虽然得到一定的发展，但是物理学科思维相对并不完善，同时个体之间的差异较大，总体呈现出水平参差不齐的特征。而这时如果在物理实验教学中未能采取科学、有效的措施，容易造成学生无法准确理解物理课程的抽象化知识点，也将会产生一系列的学习困难。因此，高中物理实验教学教师需要根据学生的实际逻辑思维与认知水平，将一些抽象化的内容具象化，同时也可借助信息化手段将一些相对较为抽象的物理现象或是无法所观察到的场景用三维模拟动画的形式呈现出来，引导学生对其进行深入思考，构建思维模式。通过此种方式，教师能够为学生搭建情景课堂，帮助学生更好理解课程内容，提升物理学习成效。

例如，在教师教学速度章节时，学生能够准确理解速度的定义，但是当教师描述加速度时，其可能出现模糊，许多学生将会陷入抽象的思维中，无法准确理解与体会加速度的含义，更难以正确分析运动物体的加速度。因此，教师可以将物理场景用信息技术手段描述出来，如速度、位移、加速度等变化状况，均可以直接形象的展示出来，同时教师可以借助电子白板进行教学，表示物体运动的变化状况，相关数据被实时记录与呈现，最终绘制成图标，学生根据图表的相關数据规律得出加速度的含义。通过这种方式，学生在思考“这一段时间内，物体速度发生改变为什么加速度并没有变化”等问题时也就更为清晰，进而有效提升抽象思维的认知能力。

（四）持续优化教学要素

互联网时代，教师、学生关系以及教学内容、教学环境、教学目标等各个要素均产生了细微的变化，在信息技术的支撑作用下，智能化时代教学课堂需要加强对教学要素的重组与优化，进一步发挥技术的优势。具体来说，高中物理实验课堂中的教学内容需要具备时代性，并以学生的身心发展、学习状况为对照，强化教学内容、信息技术之间的关联融合，并将教学资源、网络资源、数字教材等作为重要的资源要素，在教学目标中有效融入，进而提升学生信息获取的能力、社会实践的能力、创造性的能力等。同时，信息化应用背景下，还需要强调高中物理实验教学模式应当协同发展、以生为本。

此外，在教学方法上还需要注重对于时间、空间的突破，催生一系列新组合、新模式。在高中物理实验教学中应用信息化，同样也离不开人工智能，人工智能技术能够在教学的相关要素中充分发挥自身作用，并重点在教学服务、决策引导、数据分析、个性化学习等方面凸显优势，促使高中学生在学习过程中投入更多精力。

（五）完善教学评价

在传统的教学模式下，其一直沿用的是统一考试、统一大纲、统一评价的模式，而随着信息化在高中物理实验教学的应用，其为实验教学生态架构融入了个性化培养方案，并根据学生的学习情况予以针对性的考核输出，进一步帮助学生有效建构物理理论知识。此外，通过智能评价分析能够有效识别出学生的认知水平、思维模式、实验风格、潜在能力等，从而定制化地提供物理实验课程教学服务。此种过程将会改善传统的教学评价定式，通过系统中的数据定量分析学生在物理实验中的绩效表现，客观、全面描述学习成果，并形成辅助性分析学习建议，给予综合性评价、过程性评价，使得教学评价更加科学，实践操作性更强。

六、结束语

高中生在学习物理时，必须具备一定的知识储备与学科思维能力，才能顺利展开想象，理解物理知识系统构建的抽象世界。信息化时代，传统的教学模式已经被颠覆，高中物理实验教学需要借助时代特征，利用互联网课程资源与学习平台，丰富物理实验学习资源、优化学习方式、转化抽象的物理知识、持续优化教学要素以及完善教学评价等，进而促使高中生物理学习更加高效。

作者单位：殷国英    黑龙江省齐齐哈尔市第八中学

课题： 黑龙江省教育科学规划领导小组 《基于核心素养培育的“三步领学”模式的典型课例研究》 课题编号 JYC1320084

殷国英（1968.08-），女，汉族，辽宁新民，大學本科，中学高级教师，曾荣获全国优秀教师、全市课堂教学改革先进个人，研究方向：高中课堂教学改革。

参  考  文  献

[1]董友生.信息技术与高中物理教学深度融合的策略探究[J].教育现代化，2019，6（57）：150-152.

[2]伍龙飞.信息化背景下大学物理与高中物理知识衔接的教学分析[J].计算机产品与流通，2017（12）：221.

[3]郭雅洁.TPACK视角下的高中物理教学案例分析与思考——以“学习包—电磁波”的教学为例[J].物理教师，2019，40（03）：26-29+32.

[4]李鸣.用“微课模式”解决高中物理疑难问题的研究[J].物理教学，2017，39（02）：23-26+17.

[5]黄海涌，夏学顺.对高中物理多媒体辅助教学现状的调查与对策分析[J].中国教育技术装备，2018（09）：27-28.