信息技术在高中物理实验教学中的应用探析

朱修

（宿州市灵璧中学，安徽 宿州 234200）

在高中物理教学中，信息技术是一种推动课堂深度交互的积极手段，其可以帮助学生创设真实的学习情境，并由此引发学生对实验问题或实验现象进行探讨交流。通过信息数据分析等功能的使用，为课堂营造出积极向上、和谐轻松的课堂氛围，在一定程度上弥补教学中实验环境、仪器短缺的不足，针对物理实验中存在的问题做出优化，确保学生获得具象化的物理现象，并因此发挥重要的作用。

一、高中物理实验课堂教学信息化特点

信息技术与高中物理实验课堂的充分融合，在无形中对教师专业化素养提出了更高的要求。教师需要在教学理念、教学观念等方面做出转变。同时，由于信息技术自身具备资源共享、信息量大等特征，这也对学生的学习方式提出了一定的要求，因此这一融合过程对高中物理实验课堂具有一定的挑战性。通过信息技术的应用，为物理教学过程的开展提供了多元化的感性认知材料，同时在此基础上构建了真实的教学氛围和情境[1]。教师可以通过这一方式调动学生的多重感官体验，从根本上激发学生的学习兴趣。例如，学生可以应用信息技术，针对实验装置、现象进行模拟，通过这样的方式达成辅助学生实践的目的，并且在这一过程中，学生也能够感受到实验的乐趣。

（一）活泼性

融入信息技术的物理实验课堂具备出色的生动性。通过运用信息技术，可以为学生提供多元化的视听体验，调动学生感官享受，激发学生发散性思维。学生可以通过独立探索或互相合作的方式，获得最终的实验结果，转变传统学习氛围，这有助于强化学生创造、创新能力，为物理实验的进行提供新思路。

（二）挑战性

由于信息技术的引进，这也使得物理实验课堂教学出现了很大不同。信息化高中物理实验课堂要求教师拥有专业化的信息素养，并在课堂设计、教学观念等方面融入信息技术，发挥出信息技术的积极作用。以学生角度而言，信息化物理实验课堂的出现转变了传统学习形式，学生在课堂中不再过于依赖教师，学习形式也不局限于原有的物理模仿，而是以创新意识为导向学习物理知识，并在基础理论的前提下创新拓展，提升信息处理实践能力，合理运用网络平台中的共享资源，科学利用物理理论知识。

（三）完整性

实验仪器、实验室环境等因素在高中物理实验教学中受到了极大限制，因此有些物理实验无法清晰呈现，导致学生不能完全掌握学习流程。通过运用信息技术手段可以处理这一问题，尽可能完整复原物理实验教学，帮助学生获得完善的实验教学效果，掌握物理实验原理，推动信息化物理实验教学有序开展。

二、信息化物理实验教学的变化

（一）学生学习的变化

第一，先进科学技术的发展，为学生提供了更加广泛、真实的教学体验，且带动学生学习方式向自主性方向发展，可以获得更丰富的学习体验和显著的学习效果[2]。同时，在教学形式上，打破传统课堂教学存在的局限性，拥有更为多样性的教学手段。例如，教师提前录制实验教学视频，明确对应的实验步骤，同时通过微课、网络平台上传等形式，帮助学生掌握实验过程的基本原理，并明确存在于实验教学过程中的关键问题。从某种程度上讲，信息技术对学校的物理实验环境做出了优化和完善，大幅度提升了物理课堂实践能力，学生拥有了较为先进的实践操作平台，其能够进一步开展物理实验操作及观察活动，通过这样的方式深入实践探究。此外，学生还可以依据仿真实验室，进一步开展教学实验，在强化实验流程熟练程度的同时，大幅度提升实验仪器的操作熟悉程度[3]。

第二，在实践探究过程中，通过信息技术的应用，可大幅度拓宽实验探究开展的范围，同时依托数字化实验的方式推动信息数据采集的速度，这一方式可确保学生在课堂教学进行过程中，拥有更加充足的时间进行自主设计实验。不论是在实验提出、实验假设，还是最终的实验设计环节，直到得出实验结果都充满了趣味性。由于自主探究过程具备较强的趣味性，其能大幅度提升学生实验设计和参与的热情，并在实践过程中应用新方法，确保学生在教学实验中的探讨交流、协调能力得以全面提高[4]。

第三，在信息交流环节中，通过信息技术的应用，可以为学生以及教师后续的学习提供便捷的网络沟通条件。同时学生可以通过一些社交媒介，包括微信群、QQ等与教师之间开展沟通和交流，由此打破传统教学过程中的局限性，每名学生都能够积极发表看法，并获得思维和认知的分解和重构，而传统的物理实验教学也从封闭式向开放式教学方向转移。

（二）教师教学的变化

对教师而言，其本身是物理实验课堂中的引导者，大部分教学内容和教学流程都由教师策划完成[5]。基于信息技术的支持，教师能够为学生进一步开展内容丰富、形式多元的实验教学。在传统实验课程教学中，教师往往会在课堂正式开始前，为学生讲解理论知识、实验原理，并为学生讲解实验仪器特点、功能等基础知识，学生仅须跟随教师的教学思路开展实验，并在其后总结出对应的实验结果。但这种单调刻板的教学形式，很难充分拓展学生的思维，同时学生也无法从根本上深入理解，无法在原有物理实验的基础上进行创新。而通过创建高效的信息化课堂，则能够带给物理课堂教学更加广阔的发展空间，同时信息化教学的引入也带给学生更加真实的教学情境，通过这样的方式使学生能够获得更加有趣的教学体验，使课堂合作交流展现出更加密切的特征[6]。

在教学内容上，教师可以通过互联网搜集对应的物理信息资源以及有关研究成果等，确保高中物理实验课堂具备更加出色的开放性特征，同时学生也能够进一步了解丰富的物理实验内容。通过在物理实验教学中应用信息技术，可以辅助实验教学，以弥补传统实验教学中的不足。通过多媒体的应用将原本快速的物理实验放慢，确保学生能够清晰感知实验的全过程，借此获取更加多元化的观察体验[7]。总的来说，信息化课堂除了可以从根本上优化教学资源，还可以将学生原本无法理解的物理规律变得更加动态化，确保学生能够从细节中观察到实验要点。

三、信息技术在高中物理实验教学中的应用

（一）信息化课前准备

针对高中物理实验教学而言，其教学基础是掌握理论知识，实验教学无法完全脱离理论知识进行[8]。而在此提到的理论就是存在于物理课本中的内容和知识。这也是在提醒高中物理教师，在开展物理实验教学时，不可盲目地进行实验探究，应在立足于信息技术的基础上，充分结合教材内容中的理论知识开展实验教学。这就意味着实验教学正式开始前，教师首先须向学生讲解理论知识。并且在正式开始物理实验教学前，教师须明确告知学生本次实验过程中涉及的器材以及相关理论知识。利用网络资源，为学生展示各种实验器材的使用方法，以此确保实验教学具有针对性。确保学生能够在实验准备阶段，对即将进行的实验有较为充分的准备，并在此基础上明确和了解相关实验的原理和内容。例如，在教学“机械能守恒定律”内容时，在实验正式开始前，教师须首先告诫学生，本次实验教学开展的根本目的，是为了进一步验证机械能守恒定律，在实验过程中实际需要应用的器材主要包括导线、铁架台、带夹子的重物、低压交流电、打点计时器、纸带、复写纸等。在此环节过后利用多媒体为学生演示各种实验器材的具体使用方法。

（二）信息化课前预习

课前预习是高中物理教学过程中不可缺少的重要环节。传统教学模式下，物理教师往往会要求学生按照教材进行简单的课前预习[9]。而与教材有关的实验内容部分，则会要求学生通过图片展示、文字描述的形式加以认识，但这种简单的方式却难以使学生获得实验操作的真实体验。不过，通过构建高效信息化课堂，教师则可在实验课开始前，通过互联网教学平台提前将录制的微课内容提供给学生，此过程中教师可结合学生的学习情况让学生以合适的学习方式进行预习。在预习过程中，学生可将自己的疑问记录下来，并依据互联网教学平台等媒介将其反馈给教师，在课堂进行过程中，教师则可针对具体的问题进行分析、探讨，并依据互联网平台的数据进行分析，最终形成先学后教的教学形式。

例如，在教学“利用打点计时器测定速度”内容时，首先让学生清楚电火花、电磁打点计时器的工作原理。利用实验步骤明确以上两种打点计时器的基本原理以及使用过程中的注意事项，按照对应的实验步骤分别明确两种打点计时器的使用方法，并且可以通过打点计时器的应用测量速度。对于学生来说，如果仅凭教师简单的口头讲述，则很难完全领悟打点计时器的工作原理。因此，在实验正式开始前，教师可通过录制教学短视频为学生讲解一些理论知识，以此确保在教学过程中，学生能拥有更充足的实验操作时间。

（三）信息化教学辅助

对于物理学而言，其本质是一门以实验教学为核心内容的学科，学生可在物理教学过程中塑造良好的物理观念[10]，其中主要包含学生对物理规律、概念的学习，一系列物理观念都是通过相关实验现象和结论总结出来的。但在高中物理学习过程中，有很大一部分物理定律和概念相对抽象，这会增加学生理解的难度。因此，在实践教学过程中，教师可通过创建高效信息化课堂，利用多媒体促进学生深入理解有关物理概念，利用信息技术开展教学演示实验，将实验现象具象化地展示出来，刺激学生的感官，并结合理论知识深入理解物理规律和概念。

例如，在教学“自由落体运行”内容时，由于在实践教学过程中，受到一些外部因素影响，致使具体实验过程很难在课堂教学过程中开展，甚至很多学校并没有牛顿管这样的实验器材，或是在实验演示过程中，因为仪器自身的原因，导致牛顿管很难完全呈现真空状态，这将严重影响实验过程，不利于学生后续理解理论知识。因此，在课堂教学阶段，教师可以提前录制牛顿管实验微课教学视频，在教学过程中为学生反复播放。如果学生出现对“如果在忽略空气阻力的情况下，不同物体下落速度是一致的，其与物体自身质量并无关联”的理解并不透彻，则教师可将牛顿管中羽毛、金属片的下落情况单独截取出来，使学生在课下也能够观看，以此帮助学生清晰了解自由落体的定义。

（四）课后复习

课后复习与正式课堂教学的重要程度是相同的，只有确保课后复习环节的质量，才能说是真正意义上完成了一堂物理实验课的教学。课后复习是对学生课堂学习的合理补充，因此，构建信息化高效课堂的复习环节也十分重要。

物理实验过程具有逻辑严谨、课堂时间较短的特征，并且学生的学习过程也存在较大的差异，并非每位学生都能清晰地观察到物理实验的每一个细节、掌握每一个实验原理。为此，在课后巩固阶段，教师可借助微课实验视频的教学形式，使学生多层次和多角度理解教学内容。同时在实验平台上发布对应的教学习题，通过微课实验视频与习题相结合的形式，确保学生能够结合自身掌握知识的程度以及需求选取对应的内容，通过此种方式确保满足学生不同的学习需求。

例如，在教学“感应电流”内容时，其主要是立足于电学、磁学这一教学基础上，针对感应电流发生条件进行学习，并为后续自感互感等教学内容的学习奠定良好的基础。

由于课堂时间有限，学生很可能未能理解教师所讲的内容，但教师也无法重复讲解，因此，在课堂实验过程中，教师可将课堂演示内容录制下来并上传到教学平台上，使学生通过在课下观看实验视频回放以复习巩固所学内容。

通过高中信息化课堂的构建，能够大幅度提升高中生学科素养，因此，高中物理教师应进一步拓展物理实验教学的新路径，其中包括交互式电子白板、多媒体等一系列信息技术的应用，以开展虚拟实验，有助于学生掌握实验教学背后的原理。