大數據大信息，新物理新課堂

梁喆

摘 要：隨著科學技術的快速發展以及計算機運算能力的日益強大，云計算和數據中心的興起，促使大數據時代的快速到來。大數據信息技術支持下的物理教學已經出現了明顯的變化。運用大數據信息技術的各種平臺，既發揮了大數據信息技術教學的優勢，將現代信息技術融合于初中物理課堂教學與實驗過程中，又創新了初中物理實驗教學的新模式，更好地服務于學生的物理學習。

關鍵詞：大數據信息；初中物理；實驗創新

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9132（2019）03-0129-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2019.03.082

信息技術與物理學科教學深層次融合，為全面實現教育信息化提供了必不可少的技術基礎。將初中物理教學與信息技術完美的融合到一起，促進了初中物理課堂教學結構的根本性改變。特別是實驗教學作為物理教學的重要組成部分，在大數據信息技術幫助下已經對培養學生的創新意識和探究能力產生積極作用，讓物理教學變得更加生動有趣。

一、大數據信息技術對物理學科實驗教學的導向作用

（一）大數據信息技術更能突出物理實驗教學的特色

大數據大信息技術的應用充分體現了我國物理實驗課堂的特色。大數據信息技術下的物理實驗教學，更加強調學生的動手實踐能力，符合培養學生的自我探究能力的要求，在研究“串并聯電路中電流、電壓規律”或者是“測量電阻”等電學實驗中，大量的數據可以通過儀器導入設計的處理軟件中，學生運用這些軟件，把自己的實驗中的數據形成各種柱形圖、折線圖等，運用無線局域網內互聯互享技術或藍牙互聯互享技術，讓不同的實驗數據、實驗過程和實驗結論及時分享。我們只需通過手機、平板就可以互聯互享實驗的實時數據，建立更廣泛的交流與互動的形式。

（二）大數據大信息技術有效地創新了初中物理實驗模式

初中物理實驗中很多物理量是定量的，利用大數據大信息技術將物理數據轉化為定量的標準，也更利于學生對不同實驗結果進行比較，如物理實驗中的聲學、力學、光學、熱學等實驗結果。通過編寫更合適的程序、制作能適應初中物理實驗的各種APP，已經為學生呈現出更直觀的觀察形式。傳統課堂物理實驗已經限制了學生科學探索能力的形成，因此我們要結合常見的仿真物理實驗室、MATLAB仿真軟件、傳感器等技術，在培養學生基本動手能力的同時，更加突出教學過程中學生的主體地位，極大地改變傳統物理實驗課堂形式，創設新型的物理實驗課堂和教學環境。

二、大數據大信息技術在物理實驗教學中應用

（一）運用“虛擬實驗系統”來模擬實驗，解決“燃眉之急”

目前，從物理實驗教學的真實情況來看，其課堂教學中還存在一些問題，如用于實驗教學的測量材料有毒，不利于課堂實驗安全實施；實驗數據量大且復雜，人工處理起來費時、費力甚至無法處理等。要解決這些問題，我們可以利用虛擬實驗系統來模擬各種物理實驗，解決實驗無法進行之“急”。可以說，利用大數據大信息技術制作的虛擬實驗系統進行課程設計，是利用現代信息技術開展教學的具體表現，與傳統信息化教學相比，展示型課件和視頻的作用主要是展示一個物理現象，而虛擬實驗軟件的作用則是更好地幫助學生進行理解。例如，利用虛擬實驗系統模擬物體的勻速運動，效果完全不同。虛擬實驗中構造真實物理問題，通過改變虛擬軟件系統中設立的某些變量參數數值，進而可以控制物體運動的速度與壓力。虛擬實驗的畫面形象生動和逼真模擬的場景，讓學生更近距離地體會滑動摩擦力實驗的過程。用虛擬實驗模擬真實實驗，結合對現有實驗器材的分組實驗，學生可以對物理實驗的各種因素有了更全面了解，增強了學生探究物理世界的能力。

（二）結合大數據信息技術的創新力，把定性的物理情境轉變為定量的“大數據大信息”

用大數據信息技術的數據比較功能，把定性的理論分析轉變為定量的數據結論，為物理實驗提供理論鋪墊，實驗數據反過來又證明了這種物理規律，這樣的教學效果自然更加明顯。同時，許多物理實驗的“大膽嘗試”完全可以讓學生自主完成設計過程，“DIY”的過程能激發學生在“課前—課中—課后”自主探究的興趣，突出現代物理實驗課堂教學中學生的地位，形成更適合學生的新型物理實驗課堂。例如，在研究異型容器對桌面壓強時，通過教師的講解演示以及學生進行分組實驗，學生能夠對平面壓強有一定的認識，但更換實驗容器后，他們對液體壓強的不同形狀容器中的壓力很難理解。針對這一現實情況，創新一個壓力檢測儀器，提出利用壓力傳感器來直接體現壓力的大小。

（三）利用大數據信息技術“整合”傳統物理實驗，完成繪圖與數據計算處理工作

創新大數據信息技術來滿足開發初中物理新實驗的需要，運用信息化網絡平臺數據來改造“原有”實驗，精細化每一個物理實驗的作用與體現形式。換句話講，結合物理課堂教學中對大數據信息的“整合”，對實驗數據綜合分析，針對圖像的繪制來選擇適合的數據形式，并對物理實驗數據進行簡化處理，從而更好地運用各種軟件輔助物理實驗教學的創新，體現大數據信息技術與物理學科教學的深層次融合，為探究物理創新實驗提供真實的感官體驗，改變了傳統課堂的組織結構及其教學形態。

三、結語

綜上所述，當大數據大信息的新環境、新技術不斷出現時，物理教師應該學會主動改變自己，深入研究物理創新實驗新方向，聯系自己平時的物理實驗教學，改變傳統的模式與思路，創設“新物理新課堂”，更好地服務學生與回報社會。

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