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现代信息技术与高中物理教学的深度融合

2023-08-13武风莲

新课程 2023年11期
关键词:定律高中物理实验教学

文| 武风莲

伴随信息时代的到来,网络技术也在飞速发展、日益普及,并对许多行业领域产生了一定的影响。在高中物理教学中,教师需要与时俱进,将信息技术融入物理课堂,这是一种切实可行的教学方法。

一、高中物理教学中的信息化现状

(一)信息技术与高中物理教学缺乏具体的融合策略

信息技术是近几十年新兴的教学方式,虽然具有较广的应用性,但将信息技术融入我国教育领域仍有很长的路要走。在信息技术发展前期,我国的高中教育仍处于应试教育阶段,教育对于信息技术的应用需求较低,教师更愿意使用传统说课的教学模式,在信息技术发展较为成熟的今天,我国教育也进入改革阶段,对二者的融合有了更高的需求,但二者融合仍处于初步阶段,只是在形式上完成了教学融合,缺乏具体的融合策略,缺乏策略创新。

(二)教学理念落后,课堂缺乏实践教学

物理是描绘自然规律的学科,很多物理知识在自然界中有着对应现象,高中物理教学以教授学生物理知识、培养学生物理思维为教学目标,但在实际生活中,受到社会和家长的影响,越来越多的物理教师只关注学生的成绩,忽视了对学生物理思维和实践能力的提升,导致教师注重教授学生答题技巧,却没有使其深入理解物理知识的本质,没有充分发挥信息技术的优势,导致整体教学质量不高,教学理念落后,尤其缺乏实验教学。长此以往,学生将感受不到物理知识的魅力,对物理知识产生抵触感,从而丧失学习的主动性,理念的偏差使得教师在实践教学中缺乏与信息技术的融合,导致信息化教学质量不高。

(三)在物理实验教学中未融合信息技术

高中物理教学中主要分为课堂理论教学和实验教学两方面,以往高中物理教学对理论教学比较重视,近几年才逐渐看重实验教学,课堂理论教学与信息技术的融合发展较快,但实验教学与信息技术的融合度较浅,不能充分发挥实验教学和信息技术的优势。实验课程的开设弥补了理论教学的不足,但实验课程教学的质量并不高,实验教学的目的是帮助学生理解物理知识的本质,信息技术能有效实现这一教学目标。

二、现代信息技术与高中物理教学深度融合的策略

(一)利用信息技术创设优质情境

物理具有较强的应用性和实践性,很多物理理论在日常生活中都有所体现,因此在物理课堂教学中,教师常常使用情境教学法来拉近学生与物理的距离,从而降低学生对物理课堂的抵触感,以更生活化的方式教授物理知识。但在传统教学中,情境教学法往往需要依靠教师的语言和动作表述来实现,很多学生总是没有强烈的代入感,导致其教学效果并不理想。针对以上问题,教师可以合理应用信息技术,创设良好的物理教学情境,提升物理课堂教学效果。在物理理论中,许多物理知识都是对日常运动规律的总结,一些物理知识的定义也比较抽象,导致很多学生难以理解,在教授这些物理知识时,教师可以借助信息技术手段,将原本常见的运动现象,按照定义进行图片分解,以图片或者视频的形式辅助学生理解知识定义,或者利用信息技术手段丰富学生感知,逐渐引导学生进入教学情境中,使学生在情境中学习物理知识。

例如,在“万有引力定律”一课中,万有引力定义对学生来说太过抽象,教师可以以学生的日常视角切入,通过信息技术手段展现一些实例,引导学生学习本课内容。万有引力是自然界中两个物体之间的吸引力,这个力的大小与物体的质量和距离有关,为了让学生能够理解万有引力的本质,教师创设了牛顿与苹果的故事情境,用多媒体技术展现该故事的动画,让学生了解苹果落地是因为地球对苹果有吸引力,同样人不能飞起来也是因为地球对人有引力,通过展现两个动画,让学生先了解到地球上的物体与地球是有吸引力的。教师再将原本的动画进行缩放,将视角放在更高层次,地球与月球是否会有相同的吸引力呢?月球一直围绕地球转,是不是因为受到这种力的牵引而产生的运动呢?这两种力是不是同一类吸引力?再将视角提高,将原本的动画进行缩小,补充地球与太阳的运动动画,地球以及其他行星围绕太阳转,是否也是太阳和地球之间有着相同的吸引力呢?以上思路的拓展可以有效引导学生深入了解万有引力。教师通过在以上案例中引入信息技术,将原本太阳、地球、月球之间的运动以动画的形式展现,从最初的苹果到人再到月球,通过动画逐渐建立起联系,让学生对物体之间的吸引力产生浓厚的兴趣,创设出物体吸引力的情境,有效拓展学生思维,激起学生的探索欲望,使其在教师的引导下了解万有引力的相关知识,充分掌握万有引力的内涵和应用。

(二)在导入环节融入信息技术,激发学生热情

兴趣是学习的重要动力,高中物理教学中缺乏趣味性,学生只是被迫地接受物理教学,针对此问题,教师不妨在导入环节引用信息技术,通过信息技术的优势激发学生对物理课堂的热情。导入课程是物理教学课堂的开端,也是奠定整个课堂扭转基调的重要环节,物理教学拥有一个良好的开端,能够为接下来的物理教学打好基础,有助于提升整体的教学质量,同时,信息技术又具有较强的应用性,能够有效融入课堂的各个环节。因此,高中物理教师可以基于物理教学内容,使用信息技术刺激学生对物理知识产生探索欲望,从而使整个课堂活动充满生机与活力,有效调动学生的学习状态。

例如,在“自由落体”的教学中,本课程重点讲解自由落体运动的特征和性质,了解自由落体运动的加速度和运动规律,本课程教学难度较大,很容易让学生产生挫败感,因此教师要在导入环节牢牢抓住学生的注意力,使学生保持最佳的学习状态,充分激发学生的学习动力,让学生以探索的视角在教师的引导下完成学习。教师可以先向学生展示多个自由落体运动的视频,如日常生活中的蹦极运动、跳伞运动员的跳伞过程、重物从楼上抛出到落地的过程,利用视频资料,让学生以更丰富的角度感知自由落体运动,不仅停留在听上,还有视觉感知,从而引出本课程的重点:不同的物体同时下落有什么现象?引发学生思考,使其对教学内容产生浓厚的探索兴趣。在导入环节融入信息技术,学生会对信息技术展现形式产生浓厚的兴趣,从而实现对教学内容的情感迁移,在教师的引导下,有效激发学生对物理教学内容的学习动力,同时奠定了物理教学的情感基调,让学生以较为欢乐的状态学习物理知识,营造良好氛围,提高学习效率。

(三)利用信息技术突破课堂重难点

在整个教学过程中,教师要充分运用一切教学手段和教学方法,引导学生掌握课程内容,其中,教师可以利用信息技术帮助学生剖析物理内容的重难点,将原本复杂的过程进行简化,将原本抽象的概念具象化表达,有效降低学生的畏惧心理,引导学生循序渐进地学会物理知识,有效突破重难点,提高整体教学质量。

例如,在“行星的运动”的教学中,本课程的重点是开普勒第一、二定律的理解与应用,教师不仅要教授学生了解该定律,还要学会应用该定律解决实际问题。对此,教师可以运用信息技术,以动画或视频的形式展现行星运动过程,根据大量的行星运动视频简单讲述人类对于行星运动的探索历史,了解各种学说及其内容,使学生具有基本的物理历史常识。随后教师讲解开普勒第一定律,先单独播放某一行星和太阳的运动轨迹,再将各个行星的运动轨迹进行重合,让学生发现太阳位置的规律和运动轨迹规律,总结开普勒第一定律的内容,每个行星都在围绕太阳进行椭圆轨迹运动,且太阳一直处在椭圆的焦点中。为了引导学生了解开普勒第二定律,教师可以使用信息技术进行辅助教学,由于开普勒第二定律是关于轨道面积的定律,因此教师需要单独播放某一行星的运动过程视频,观察行星在轨道中运动速率的变化,使用辅助线,行星单位时间内走过的弧线与太阳连接,观察轨道中多个单位时间走过面积的关系,得出开普勒第二定律,任何一个行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相同。在上述案例中,信息技术起到了重要的辅助作用,一些视频和动画的播放能将原本的现象动态展示,有效引导学生理解开普勒第一定律和第二定律的内涵和本质,加深了学生对行星运动的认知,有效突破了教学重难点,从而提高教学质量。

(四)利用信息技术丰富知识的呈现形式

高中物理教学整体的教学任务比较重,课程时间有限,对教师提出了更高的教学要求,加之受到传统教育理念的影响,很多高中物理教师越来越偏向应试教育,教学模式也越来越固定化、统一化,大多是教师在单向输出,并没有通过教学模式的多样性来调动学生的积极性,导致很多学生只是在被动灌输物理知识,学会答题技巧,并没有真正理解知识的本质和应用,导致高中物理课堂的教学效果并不显著,学生也没有进入最佳的学习状态。针对以上问题,高中物理教师可以利用信息技术的交互性优势,以丰富的教学模式展现物理知识,将原本抽象的物理知识具象化,利用多媒体设备给学生带来丰富的课堂体验,调动学生的学习积极性,营造和谐的课堂氛围,有效促进师生之间的互动,降低学生对物理教学的厌烦心理,降低整体教学难度,实现高质量教学。

例如,在“圆周运动”的教学中,本课程重点讲授圆周运动中的物理量与每个物理量的内涵和本质,并学会两种不同的圆周运动,了解其运动特点和受力特点,学会运用圆周运动中的公式和定律解决实际问题。为了引导学生主动发现圆周运动的特点,教师可以用多媒体技术播放实际生活中的圆周运动,如花样滑冰中的旋转动作、游乐场中的大摆锤、地球和月球的运动等,让学生观察以上运动轨迹的特点,其轨迹都是圆弧,从而引出本课内容,讲述描绘圆周运动的物理量,通过一些动画帮助学生深刻理解圆周运动,为了让学生了解匀速运动和变速圆周运动的特点,教师可以将比较典型的两种运动视频放在一起比较,通过对比凸显出各自运动的特点,一步步引导学生猜想其中的运动特点。通过以上案例可以看出,信息技术能以多样的形式展现知识内容,方便学生理解物理概念,引导学生主动参与到课堂探索中,使得学生学习具有主动性。

(五)将信息技术融入物理实验教学中

实验教学是帮助学生理解物理课程的重要教学方式,学生在实验过程中能体会到物理定律的发现、推导、证实的整个过程,能更容易掌握物理知识的本质,所以说实验教学能有效促进物理理论教学,物理理论教学又是进行实验教学的基础,二者相辅相成,因此,实验教学是物理教学的重要组成部分,实验教学要求教师不仅要教会学生知识,还要锻炼学生的物理思维,提升学生的动手操作能力,教师要利用一些教学手段促使学生深入了解实验过程,有效引导其发现现象、自主推理验证,使其真正领悟物理原理。信息技术应用到实验教学中,有丰富的展现形式,能有效辅助学生理解物理知识,将一些细节现象放大,有效推动课堂流程。

例如,在“超重与失重”的教学中,教师进行了电梯实验模拟,让学生深刻感受上升和下降两个阶段的感受,并将电梯过程的重力以数值的形式进行展现,让学生清晰地认识到重力的具体变化,结合自己的受力感受和数值变化,总结出失重和超重的特点。随后仔细观察超重与失重现象一般会在电梯哪种运行情况下出现,并利用信息技术将电梯从1 楼运行到5 楼的加速度变化和速度变化图像展现出来,总结得出在电梯匀速运行时不会出现任何情况,超重与失重现象分别出现在从零加速和减速到零的两种情况,总结出加速度向上是超重,加速度向下是失重的现象特点。信息技术图像的展示,可以有效辅助学生理解超重和失重,帮助学生掌握超重与失重现象的特点和产生条件,巩固学生学识,实现高质量教学。

综上所述,教师可以利用信息技术创设优质情境,激发学生热情,突破课堂重难点,丰富教学形式,融入实验教学,充分发挥信息技术的优势,加深高中物理教学与信息技术的深度融合,从而提高物理课堂的教学质量。

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