信息数字化在高中物理教学中的应用

蔡婷莉

摘 要：随着信息技术的发展，当前人们的生活已经离不开信息数字化工具、媒介，对于教育事业来说亦是如此。信息数字化的发展，让传统教学有了新的出路，教师可以通过信息数字化设备、资源来改变当前的教学途径，通过多元化的资源整合，给予学生更加优质的体验，加速知识的内化，使学生更加直观全面了解知识，建立起完整的知识结构。本文将以高中物理教学为媒介，浅析信息数字化在高中物理教学中的应用策略。

关键词：高中物理;信息数字化;教学策略;应用探析

物理这门学科是学生高中阶段学习的一大难点，因为知识较为抽象，需要较强的逻辑思维能力。虽然知识都取材于日常的生活当中，但是却需要学生运用各类物理模型、物理逻辑进行问题探究，抽象的知识体系让学生在学习当中问题不断，一定程度上阻碍了学生的进步和成长。而信息数字化的出现，可以完美解决这一问题，通过信息化数字媒介，利用直观的音视频资源、DIS实验设备、各种数据处理软件等能够有效地提升教学效率，且利用信息数字化搭建的教学平台，可以完善学生的课后学习过程。本文将分析现阶段高中物理教学中存在的问题，并详析几点教学策略。

一、现阶段高中物理教学中存在的问题

（一）以“讲授”作为主要的教学模式

现阶段的高中物理教学，教师的教学手段相对较为单一，“课堂讲授—课后练习—自习强化巩固”的教学三步走，基本上成为不变的教学节奏。在这种学习模式当中，教师经常以“授予”的方式给学生传递知识，甚至可以用“填鸭式”形容。学生很容易丧失学习的热情，对知识的发现、修正、发展过程缺乏认知，导致无法产生深刻的理解，同时也会造成很难灵活运用规律解决问题。加之物理课本身就是由多样化的抽象概念构成，知识点融合杂糅的过程中，学生学习的重点比较容易模糊，记忆度不够深，很容易造成“前学后忘”的窘境。在这种学习模式当中，学生的学习效率极低，而且兴趣难以被激发，不仅无法提升学生学习的主观能动性，也阻碍了教师传授知识的效率，不利于高中物理教学的进步和发展。

（二）枯燥的课堂使学生兴趣缺乏

高中物理知识与日常的生活联系密切，在知识传授的过程中，教师本应有着较多的传输路径，让学生充分感受声、光、热等信息，感受物理就在我们身边，物理能为我们所用，激发其学习的兴趣。但是现阶段高中物理教学中，教师不注重新课教学，缺少多元化的资源整合和路径拓展，更注重题目的讲解，鼓励学生多多刷题，在学习中消磨掉学生的热情，导致了学生对物理知识生吞硬嚼，无法通过主动求知、自主理解形成完备的知识体系，造成了教学效率低下的问题。

（三）高中物理知识较抽象，物理过程不容易呈现

许多物理过程不容易直观地呈现，造成学生很难深刻理解一些物理现象的特点及本质，教师在教学过程中面临一定的困难。例如：怎样让学生理解平抛运动中竖直方向上的运动为自由落体运动，实验过程中平抛运动的时间较短，且在空中没有留下痕迹，很难直观地呈现出平抛运动物体与同一时刻自由落体的物体竖直运动相同。再比如：作用力与反作用力大小相等，方向相反，时时刻刻如此，而且同时产生同时消失，那么怎样将这些信息更加准确科学直观地呈现出来呢？借助工具是非常必要的，比如DIS系统等。

（四）学生课后学习缺乏效率

高中物理知识的学习不仅需要学生在课堂上通过教师讲授来完成内化，课后的自主学习也是必不可少的，对于学生来说，自主学习不同于课堂上的知识交互，自主学习时间较为自由，可以针对个人的知识薄弱环节进行针对性提升，但是现阶段大部分的高中生做不到高效的自主学习，尤其是对于物理学科来说，学生缺少系统化的知识结构，对重点不够明晰，难以根据阶段性的学情分析自身的劣势和不足，进而造成了课后自主学习难以起到应有的效果，无法提升学生的物理综合能力。

二、信息数字化在高中物理教学中的具体应用

（一）兴趣为先，提升学生学习积极性

兴趣是最好的老师，也是学生在学习过程中的重要原动力。在高中阶段，大部分学生因为对物理不了解，所以不愿意学习物理，抽象复杂的知识体系让学生内心对物理产生了畏惧，觉得物理知识是一座座难以攀越的山峰。但是作为物理教师，深知物理充满魅力。教师可以通过信息数字化技术来展现物理知识的魅力所在，以趣味化的方式讲解知识点，使学生逐渐热爱物理，进而提升学生的学习积极性。

例如：在学习“光的折射和全反射”的时候，教师可以通过多媒体来引入一些信息数字化教学资源。以生活中的“彩虹”为例子，彩虹并不是随时随地可见的现象，且无法在课堂上演示，教师可以通过多媒體将人们拍到的视频进行展示，以此来引导学生集中于教学内容当中，生活化的教学媒介能够降低学生对于知识的排斥，大幅提升教学趣味性。再比如：在学习“超重与失重”的时候，学生很少有机会体验到完全失重的感觉，对什么是完全失重无法深刻了解，这时教师可以播放天宫实验给学生们看，他们在惊奇之余还能真正理解完全失重物体的运动状态，以及物体与其他物体之间的作用力情况。以信息数字化衍生的多媒体教学辅助工具，通过生活来展现物理知识的重要性，让学生感受物理知识对于人类生活的影响，能够改观学生对于物理知识的固有想法，同时大幅提升教学趣味性，达到激发兴趣的效果，进而强化学生的学习积极性[1]。

（二）运用数字化技术优化实验教学效果

物理是研究物质结构及其运动规律并以实验为基础的一门极具逻辑性的学科，教师应重视实验教学，在实验的基础上总结规律，从而让学生更深刻认识规律以及物质相互间的联系。但是有些实验细节上可视性不强，运动时间短，需借助一定的技术达到更良好的效果。比如平抛运动，怎么清楚明了地观察到竖直方向运动与自由落体相同呢？实验器材可以采用平抛竖落仪，通过听声音来判断，但可视性不强。我们还可以拍摄同时开始做平抛运动和自由落体运动的两物体，并投放到屏幕上，通过慢放镜头将同一时刻两物体在竖直方向的位置做对比，可以非常直观地看出它们的运动特点。再比如做简谐运动物体振动方程，学生可以清楚观察到简谐运动的往复性，也可以通过动力学分析了解运动特点，但为什么物体位移按正弦规律变化呢？学生不容易接受，因此可以拍摄简谐运动与处于同一平面上的圆周运动，并通过慢放镜头对比可知。

现在越来越多的教师使用DIS系统进行物理实验教学，使用数据处理软件进行数据处理，并能利用软件自带的功能做数据分析，可以将原本只能定性分析的实验改为定量研究，以数据说话，让我们的教学更加严谨科学。比如：讲到单摆周期与摆长关系时，以往课堂上仅通过控制变量法，在质量、振幅一定的情况下将两个摆长不同的摆球运动周期做对比，只能得出定性关系。而现今采用DIS系统中的光电门，快速测出周期，并输入Excel软件进行数据处理，做图像讨论周期与摆长的关系。通过这系列过程，让学生认识到人类了解世界掌握知识的探究过程，培养学生的科学思维能力，形成实事求是的科学意识。

再比如：讲动量定理时，以往我们都是从牛顿第二定律推导得来，然后直接告诉学生当物体受到变力冲量也可以适用，现在有方便的数据处理系统，可以直观显示作用力大小随时间的变化，还可以直接计算出变力对时间的累积得到变力的冲量。

有些实验中我们需要观察某个稍纵即逝的瞬间，或者需要转换不同的角度观察现象，又或者仪器比较小，坐在后面或边缘的同学不容易观察到实验现象，这时就可以使用手机投屏的方式，用手机现场拍摄实验过程并将其投屏到屏幕上。现今有许多投屏软件，比如乐播投屏、希沃白板等，钉钉平台的在线课堂也有相同的功能，将实验过程及时投放到班班通大屏幕上，可让学生更方便直观观察实验。比如让玩具小汽车经过凸桥腾空的瞬间，该过程转瞬即逝，而且大部分同学看不清楚，可以将该过程投屏到屏幕上观察。探究单摆周期与振幅关系时，观察两摆球是否同时经过最低点，又或者是电磁实验时观察电表示数等也可以这样操作。

（三）掌握数据，实现精准教学

现今许多智慧平台在帮助教师获得关于学生学习的具体数据，比如智学网平台，针对每次考试的情况，系统将分析并给出数据统计，每道题的得分情况，学生在哪里出错等，教师可以有针对性地讲评。再例如问卷星这一系统，它是一个专业的在线问卷调查、测评、投票平台，教师注册登录后台设计问卷，以网页的形式呈现问卷，学生通过网址进行填写和提交，最后平台自动合成调查结果或判分，能够快速、高效、科学地组织学生进行课堂教学效果反馈、练习和考试，很好地服务于信息技术课堂中的评价，对提高测试效率很有帮助，从而加强学生练习，提高学生素养。

（四）搭建平台，完善课后学习过程

学生的课后自主学习和课堂内学习，最大的区别在于有无教师的指导。在传统教学当中，受制于时间和空间的限制，学生课后很难在没有指导的情况下，高效地完成知识的二次巩固，但是在信息数字化时代，这一切不再是空想。数字信息化的广泛应用，让现代教学拥有了云课平台、线上讲解、微课随学、数据分析等高效的教学手段，教师可以利用这些数字信息化资源和工具，搭建平台，完善学生的课后学习过程[2]。

首先，教师可以通过数据分析来了解学生问题，以课堂表现、测验成绩、课后作业完成度为参数，利用计算机来分析学生阶段性学习问题所在，统计并且收集重难点问题进行针对性作业设计。其次，以电子白板、慕课平台为路径，将课堂授课中的重难点问题进行录制，制作成班级微课，通过社交平台传输到云端之上，供学生课后进行学习。最后，教师还可以建立班级学习群，定时定点地在课后进行线上授课，每日用10～15分钟的时间，来讲解课后作业难点，留出5～10分钟时间供学生提出问题，予以解答。除此之外，针对性的微课资源推荐、线上实时作业分析、点对点问题解答，都可以作为教师展开信息数字化教学的途径，通过移动电子设备及互联网，教师和学生能够摆脱时间和空间的限制，随时随地高效地完成知识交互和沟通，能够极大地提升学生的课后自主学习效率，延伸课堂教学内容，有助于学生物理知识体系的搭建和自主学习能力的提升。

三、信息数字化应用于高中物理教学的优势所在

（一）使课堂更丰富

信息数字化运用于高中物理教学，其最重要的特质在于可以提升教学的趣味性。依托于互联网、电子设备等传输介质，教师可以不再单一地以課本作为解读知识的途径，以音视频可以带给学生更加直接和震撼的学习体验。趣味性的提升意味着学生能够投入更多的热情和精力集中于物理学习当中，知识传输的效率自然而然能够得到大幅的提升。物理知识的解读角度，会随着知识的应用场景的变化而变化，在高中物理课堂中，教师时常会因为空间、环境的限制，无法完美地进行物理知识解读，这样不仅降低了传授知识的效率，学生对于知识的认识和理解程度也会有所下滑。信息数字化技术可以通过互联网整合教学资源，以音频、视频、图片的形式，来多角度呈现不同的物理知识，通过学科间的知识串联、生活化场景，以及一些模拟实验，学生可以多维度地进行知识内化，理解知识的角度发生变化，学生就能够掌握知识运用的不同途径，形成广角思维，进而灵活运用知识，对于学生知识体系的搭建和物理综合能力的提升有着巨大的帮助。

（二）使学习更高效

在当前的数字信息化时代，充分运用好各种多媒体软件，充分运用好网络信息，可以让我们的课堂更高效。它可以呈现用语言无法表达的画面、物体运动过程等，可以通过慢放镜头观察每个不同时刻物体的位置，调整视角后，还可以多角度观察运动细节，还可以清楚地观察到仪表读数等，让我们的教学效果达到最优化。还可以利用flash等软件制作课件模拟一些抽象的动态过程，比如讲到多普勒效应时，当波源相对观察者运动时，接收到的频率发生怎样的变化，可以用课件模拟过程，学生直接可以判断经过观察者的波数，有了这样的辅助便于学生理解吸收，达到很好的教学效果。课后的自主学习资源也让学生摆脱仅靠刷题来巩固知识的被动局面，学生根据自己薄弱的部分选择合适的教学视频加以巩固，点对点更加有实效。

（三）使教学更便捷

现今各类信息的传递速度十分迅速，将数字信息化应用于教学当中，教师可以实时了解学生的问题，通过多种教学平台及时收取学生的学习反馈，在各类媒介上高效完成指导。很多学校均使用智学网平台进行考试阅卷，再由平台对考试结果分析总结，及时将分析结果传递给教师，教师可以有针对性地讲评。教师摆脱了传统的在学生纸质卷面上分析的操作，非常便捷迅速，节省了许多时间。特别是在线上教学期间，钉钉平台自带的数据统计小程序充分利用起来后，可以方便及时了解学生哪些知识没掌握好，实现精准教学。

结束语

综上所述，在高中物理教学当中，信息数字化运用的途径多种多样，通过信息数字化技术的运用来拓展教学路径，以资源整合和辅助工具的不同使用途径来开拓学生思维，能够改变传统高中物理教学的固有模式，带给学生全新的学习体验，进而促进学生的能力提升和发展，为高中物理教学开启新的道路。

参考文献

[1]郑亮.数字化教学资源在高中物理教学中的应用策略研究[J].新课程，2020（15）：158.

[2]尤春.数字信息技术在高中物理教学中的应用途径分析[J].考试周刊，2017（99）：165.