核心素养引领下高中物理教育信息化探究

崔焕焕

摘 要：当今社会，信息技术越来越多地应用于我们的生产生活。提高物理教学水平，发展学生物理学科核心素养，离不开信息技术和物理学习的融合。基于此，本文提供了适合在高中物理教学中使用的数字媒体和信息化教学方式，以及一些适合高中物理教学、能显著提高教学质量的教学方法和教学资源，构建了高中物理教学新模式，为学生创造了有效的学习途径，提高了学生学习的主观能动性，促进了物理学科核心素养的达成。此外，本文能够在一定程度上弥补传统教学中存在的一些不足，为信息技术与高中物理传统教学模式的整合提供一定参考。

关键词：信息技术;高中物理;教学模式

信息技术的快速发展不但改变了我们日常的生活方式和思维模式，还在很大程度上影响了当前的教育教学形态，在教育行业刮起了一阵教育现代化的风潮。在中学物理的教学活动中，信息技术可以作为辅助教师提高教学效率的有效手段，也能为学生提供行之有效的学习方式，同时也丰富了学生的学习内容和资源。

在高中物理的传统教学中，授课形式多为“粉笔+PPT投影”，教学方法以讲授法为主，形式单一;课后辅导一般为晚自习或者课间休息时学生问问题的形式，辅导内容和范围受限;至于学习效果的反馈，多以教师布置书面的课后作业，由科代表收齐并批改纸质作业的方式获得。这种方式难以及时解决学生在作业中遇到的问题，容易导致学生问题堆积。

物理是一门以实验为基础的学科，但现实情况是很多物理实验教学在高中课堂上很难开展。即使是一些条件好的建有物理教学实验室的学校，也会因为一些客观原因，无法将高中阶段所有的实验在教学过程中开展演示实验和学生分组实验，更何况有很多学校没有条件建设实验室，开展物理实验只能“纸上谈兵”，导致实验教学缺失。由此看来，传统的教学模式是存在不足的。信息化的教学模式在一定程度上可以弥补传统教学的不足，但作为一种新型的教学模式，如何和传统的教学模式相互配合，发挥出最好的效力，构建出适合学校和学生情况的教学模式，这是非常值得一线教育工作者不断深入研究的。基于此，本文旨在解决在目前一般高中学校所具有的软硬件条件下，如何发挥好信息技术的优势，实现信息技术与高中物理教学的有效整合这一问题。

一、信息技术支持下的高中物理教学模式构建

（一）融合信息化教室资源

教室是教学的主阵地，教室中的教学平台则是开展教学活动的主要依托。本校教室的教学平台使用的是希沃交互式白板，希沃是一个教育信息化应用工具，因此它不仅仅可以完成普通计算机的功能，如投影播放PPT、教学视频，还能结合现代信息技术提供更多教学辅助功能。下面简单介绍该工具课堂上几种常用又高效的功能。

1.课堂互动

教师在授课时经常需要走下讲台，查看学生的学习情况，这时候如果需要切换幻灯片就得再返回讲台，很不方便。而希沃配置的麦克风附带有PPT切换功能，只需要按动麦克风上的切换键就能随意切换PPT而不必跑来跑去。这让教师和学生的互动流畅自然，教师授课时辐射的教室面积也更广。另外，系统自带的“班级优化大师”包含计时器帮助学生在课堂上定时练习;随机点名便于课堂提问;抽奖神器可以活跃课堂气氛;噪音器提醒学生自习课要安静。

2.课堂练习实时点评

高中物理的习题点评经常涉及作图和答题规范的讲解，很多题目的原图，如果教师临摹在黑板上要花费大量的时间，有一些与实际联系较紧密的题目图片也不适合画在黑板上，如果没有电子版的资料，教师就只能靠草图讲解，这样学生的学习效果会受到一定程度的影响。另外，展示一些学生的典型作答给全班同学作为参考和对比是习题讲解的一个常用手段，但书本大小有限，靠后的学生就无法清楚地看到作答细节，希沃的视频展台可以有效地解决这一问题。教师只需要打开白板旁边的展台开关，抬起摄像头将展示的内容放在展台上，就能直接投影到白板。更重要的是教师可以随意放大或缩小展示内容，还可以任意批注，这样的习题讲解和点评直观、清晰又高效。

3.课堂内容一键录制

希沃辅助下高中物理教学能够实现一键录制，让学生能够在课后根据自身的学习情况和需求，选择学习内容。该功能突破了时间、地域、环境的限制，让学生按需学习，实现教育教学的个性化。比如：高中物理“常见电场中的场强和电势分布”这一知识点，学生反馈的学习难易程度不一，课堂内容图形复杂，仅仅靠笔记来复习效果并不好。学生这时就可以结合自身的接受能力以及学习情况使用课堂视频重复学习，从而达到良好的学习效果[1]。

（二）融合信息化教学手段

由于高中物理学科的特点决定了实验在课堂教学中不可或缺的重要地位，仅仅靠现代化教学平台来实现教育信息化显然是不够的。很多现代化实验系统和信息化教学手段在高中物理实验教学中发挥了重大作用。

1.利用DIS数字化信息系统改进传统物理实验

“DIS”是英文Digital Information System的缩写，即数字化信息系统，主要包括传感器、数据采集器、计算机。在物理学中有很多物理量，如距离、位移、力、速度、温度、压强、电压、电流等都可以用DIS进行测量。利用传感器收集数据有一个显著的特点就是数据实时采集：可以捕捉到物理量瞬间的变化，通过数据采集器实时显示在计算机屏幕上，这是许多传统物理实验无法做到的。通过整合传统实验，DIS可以优化传统实验、开发新实验，甚至可以开发出传统实验方法无法实现的全新数字化实验。此外，由于借助DIS实验系统可以即时连续采集大量数据，使问题有效迅速解决，这就给学生的探究活动增加了深度。在传统实验过程中通过创设问题情境，让学生使用不同类型的传感器自己收集、分析、处理数据，体验科学探究过程，从而提高学生分析问题、解决问题的能力。比如人教版（2019年）新教材必修第三册第十三章第2节的演示实验中探究了影响通电导线受力的因素。在此实验基础上利用电流传感器和DIS系统探究安培力大小的实验模块来进行创新实验。通过展示微力传感器、电流传感器、数据采集器等器材，引导学生制订合理的实验方案，探究影响安培力的因素。学生分组讨论实验方案，并交流讨论。教师对学生的实验方案进行指导，开始实验。教師要注意除了指导学生正确使用仪器外，还应该引导学生合理分析数据，并选择合适的曲线进行拟合。最后，由学生总结实验现象，得到正确结论，即F=IBL。

其实不仅仅是教材中的演示实验，一些常见的物理模型也可以在DIS数字化信息系统的帮助下更加直观、形象地展示给学生。例如：人教版（2019年）新教材必修第二册第六章的教学内容是圆周运动，其中单摆作为竖直面内的圆周运动是高中阶段学生经常遇到的物理模型，要理解小球在运动过程中受力和运动情况之间的关系是一个难点。可以设计利用力传感器探究单摆模型中绳子拉力的变化情况帮助学生加深记忆，理解在最低点由拉力与重力的合力提供向心力;利用力传感器和光电门就能方便地得到小球摆动过程中绳子拉力随小球速度的变化情况，根据合力充当向心力来列方程求解，从而验证最低点由绳子的拉力和重力的合力提供向心力。

2.手机内置功能

智能手机作为现代信息技术高速发展的一个代表性产物，已经成为我们生活中必不可少的一部分，其实手机不仅仅方便了日常生活，更是科学探究的重要工具。手机内置传感器可以测加速度、角速度等，手机慢镜头可以帮助学生更加清楚地观察到一些物理现象瞬间变化的全过程，手机同屏则可以将一些演示实验通过投影的方式更加清晰展示出来。比如利用慢放镜头展示汽车过拱形桥和凹形桥时的失重超重现象。通过自制拱形桥和凹形桥可以方便让学生看到汽车过拱形桥和凹形桥时的失重和超重现象，但是汽车经过桥的最高点和最低点时，弹簧秤示数的变化转瞬即逝，如何让学生清楚地看到实验现象呢？这时就可以利用手机的慢镜头摄影和播放功能作为教学辅助，通过投影展示给学生观看，效果非常好[2]。

利用手机同屏还可以将一些不方便展示给全体同学的仪器仪表投影到大屏幕上展示给学生。比如在电学实验中有一些演示实验经常需要观察电表示数变化或者记录读数，但是电表屏幕很小，上面的刻度数字更小，教师同样可以利用手机的同屏功能，不需要专门购买额外的同屏工具，直接下载手机同屏的软件，就可以在课堂上进行演示实验的同时将实验过程同屏放大展示在教室荧幕上，方便学生清楚地进行大小变化的判断和读数。利用手机同屏可以让实验现象更便于观察，兼顾到教室各个位置的同学。

除此以外，目前市场上绝大多数智能手机集成了多种高精度、高灵敏度的传感器，结合手机软件能实现多种物理量的测量，这为教师开展物理实验教学、揭示物理规律提供新的方法和途径。比如由德国亚琛工业大学第二物理研究所开发的“phyphox”，借助这一软件可以开展探究超重失重现象、自由落体运动的加速度、声音在空气中的传播速度、验证向心加速度和角速度关系等探究实验。

二、信息技术支持下的高中物理教学评价

新课程标准指出高中物理学习评价是以学生发展为本，基于物理学科核心素养的评价。而物理学习评价应围绕物理学科核心素养的具体要求，采用主体多元、方法多样的评价方式，客观全面地了解学生物理学科核心素养发展状况，促进学生全面而个性的发展。因此，在信息技术支持下的高中物理教学评价可以在日常学习和课堂问答评价、书面作业评价、阶段性测试评价以及学期末的自我评价和小组同伴评价这几个方面来开展。

（一）日常学习和课堂问答评价

日常学习主要是指学生在日常学习过程中所表现出来的素养水平和综合能力。日常学习的具体呈现形式一般是通过课堂问答，即在课堂教学过程中教师和学生之间的语言互动。为了确保评价尽量全面、真实、有效，在教学设计中设置的评价任务就要尽量有针对性，要有恰当的思维难度，并且形式要多样化，一般可以通过问题难度分层、课堂任务分梯度、小组合作等方式来开展课堂教学活动。希沃内置的班级优化大师则可以记录每个学生在课堂上回答问题的次数和准确程度，便于教师及时地掌握学生的日常学习情况。

（二）书面作业评价

书面作业评价是指教师对学生的作业、实验报告、研究性活动等进行书面评语。传统意义上的书面评价往往是一个等级或分数，面对这样一个抽象的字符，学生很难准确地判断出学习过程中出现的问题，也无法快速地调整学习方法。在当今信息技术的极速发展下，使用信息化手段可以除了给出等级和分数外，还采用更加具体、便捷的方式来进行，比如附加一段文字，一段音频，甚至是一个小视频。评价的内容也不再是单一的分数或者等级，而是具体地描述学生学习态度，指导学习方法，以及指出学习中存在的问题。当然，评价应以正面鼓励为主，同时明确指出学生学习中存在的问题，并进行合理分析，达到帮助学生认识问题和解决问题的目的[3]。

（三）阶段性测试

经过一段时间的学习以后，就需要对学生的学习成果进行阶段性的测试，以便更全面更深入地了解学生学习的效果和存在的问题，一般为两周一次或一个月一次。测试内容的选择应该围绕课程标准中有关内容和学业要求，来评价学生是否达到要求。传统教学模式下阶段性测试的结果分析一般是班级分数排名，试卷错题分析。但是仅仅看测试成绩和纠正错误题目并不能真实反映学生物理学科素养发展的水平，也不能全面地反映学生学习过程中遇到的问题。教师应该引导学生参与测试结果的判断和分析过程，利用成绩分析软件，帮助学生发现、纠正学习中存在的问题，增强学生学习物理的兴趣和自信心，促进学生的发展。

（四）自我评价和小组同伴评价

在一个阶段的学习结束之后，教师可以组织学生进行学习分析讨论会，引导学生在学习过程中及时进行自我反思和相互讨论。结合学生学习成长记录，让学生用自己的语言描述学习和进步的情况，对自己和同伴的学习情况进行分析和讨论。教师可以通过提出具体问题的方法，引导学生讨论，和学生一起分析总结并进行评析，肯定学生的进步，发现存在的问题，明确下一步学习的方向。自我评价和小组评价作为传统考试成绩的补充，可以更加全面和科学地评估学生的学习情况，促进学生核心素养的全面发展。

总之，高中物理课程的教学评价在重视结果的同时也应该重视过程，应以评价促进学生的学习与发展，帮助学生认识自我，建立自信，改进学习方式，达到发展核心素养为目的。

结束语

将信息技术和高中物理课堂有效融合，充分借助信息化工具开发丰富的学习资源，发挥好信息技术在辅助教师教学和促进学生自主学习等方面的优势，改进传统教学模式与评价方式，可以为学生营造出能自主、探究、交流和合作的信息化学习环境。在核心素养引领下，以信息化的教育模式开展高中物理教学更能激发学生的内在动力，为学生的终身发展，以及应对现代和未来社会发展的挑战打下基础。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]唐秋梅.“互联网+”教育背景下高中物理教学的策略研究[D].南充：西華师范大学，2018.

[3]闫日峰.基于教育信息化技术的高中物理教学实践探究[J].中学生数理化，2019（8）：17.