初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與信息技術(shù)融合初探

【摘要】隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和計(jì)算機(jī)的廣泛使用，計(jì)算機(jī)教室、多媒體教室、班班通等都進(jìn)入了校園，為信息技術(shù)輔助教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的發(fā)展和完善不斷發(fā)展。智能教學(xué)系統(tǒng)（ ITS ）、智能決策支持系統(tǒng)、智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（ CAI ）系統(tǒng)、智慧校園等軟件的開發(fā)為信息技術(shù)輔助教學(xué)鋪平了道路。提高物理教師運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的能力是時(shí)代賦予我們的使命，也是創(chuàng)新教育和社會發(fā)展的需要。?

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù) ?物理學(xué)科核心素養(yǎng) ?教育觀念 ?實(shí)驗(yàn)教學(xué)

【中圖分類號】G633.7;G434 ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）30-0165-02

以云計(jì)算和人工智能為標(biāo)志的第四次工業(yè)革命已經(jīng)影響到了許多領(lǐng)域，整個(gè)社會正變得越來越自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化。以人工智能、Internet +、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)為代表的信息技術(shù)在教育領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，教育開始智能化、自動(dòng)化和數(shù)字化。MOOC、混合式學(xué)習(xí)和翻轉(zhuǎn)課堂都得到了越來越多的認(rèn)可。信息技術(shù)在教育中的應(yīng)用可以提高教育效率，降低教育投資成本，取得良好的教學(xué)效果。如何定位信息技術(shù)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的地位，充分發(fā)揮信息技術(shù)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用，是物理教師必須面對的一個(gè)不可回避的課題。

一、信息技術(shù)對物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)的影響

李俊先生在《談科學(xué)素質(zhì)》一文中指出：“科學(xué)素養(yǎng)包括科學(xué)知識、科學(xué)能力和科學(xué)態(tài)度、情感和價(jià)值觀。”科學(xué)素養(yǎng)的最核心部分，就是一個(gè)人對待科學(xué)情感態(tài)度和價(jià)值觀，科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)不僅使學(xué)生獲得知識和技能，更重要的是使其獲得科學(xué)思想、科學(xué)精神和科學(xué)方法的熏陶和培養(yǎng)。物理學(xué)科的核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)，是學(xué)生物理核心素養(yǎng)的關(guān)鍵成分，就具體內(nèi)容而言，它主要包括物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)方面。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要始終以學(xué)生能力發(fā)展為中心，面向全體學(xué)生，突出科學(xué)探究過程，讓學(xué)生體驗(yàn)知識的發(fā)生、發(fā)展過程，重視學(xué)習(xí)過程、物理方法的學(xué)習(xí)和學(xué)生思維水平的提高，立足于學(xué)生的全面發(fā)展及全體學(xué)生的發(fā)展，提高全體學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，培養(yǎng)科學(xué)精神。

二、信息技術(shù)對初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的影響

1.在課堂演示實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

使用強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫功能可以解決許多常規(guī)手段難以表達(dá)或能見度低的實(shí)驗(yàn)，如聲學(xué)、分子運(yùn)動(dòng)理論、凸透鏡成像（成像原理、演示對象離鏡頭遠(yuǎn)近、圖像的動(dòng)態(tài)變化等）。也可以通過計(jì)算機(jī)放大微觀世界，利用慢鏡頭模擬外部一些實(shí)驗(yàn)，如環(huán)境變化，來論證分子動(dòng)理論，物體與物體之間的相互作用（如碰撞過程，物體的小變形），氣體狀態(tài)的變化等。這些2D圖片或3D模型清晰、直觀。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)理論的發(fā)展，更深層次的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（ VR ）也得到了進(jìn)一步地完善和應(yīng)用。在教育中的AR技術(shù)， 虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于教育是教育技術(shù)發(fā)展的一個(gè)飛躍。它營造了“自主學(xué)習(xí)”的環(huán)境，由傳統(tǒng)的“以教促學(xué)”的學(xué)習(xí)方式代之為學(xué)習(xí)者通過自身與信息環(huán)境的相互作用來得到知識、技能的新型學(xué)習(xí)方式。它主要具體應(yīng)用在以下幾個(gè)方面：科技研究中可以節(jié)省成本通常我們由于設(shè)備、場地、經(jīng)費(fèi)等硬件的限制。許多實(shí)驗(yàn)都無法進(jìn)行。而利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，學(xué)生足不出戶便可以做各種實(shí)驗(yàn)，獲得與真實(shí)實(shí)驗(yàn)一樣的體會。在保證教學(xué)效果的前提下，極大的節(jié)省了成本，它在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力和培養(yǎng)物理學(xué)科的核心素養(yǎng)方面起著舉足輕重的作用。

2.在課堂驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)不僅可以直觀地驗(yàn)證各種規(guī)律，避免紙質(zhì)討論，而且還可以使學(xué)生進(jìn)一步加深所學(xué)知識，通過實(shí)驗(yàn)手段培養(yǎng)學(xué)生探索自然規(guī)律的習(xí)慣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。例如初中焦耳定律中控制電壓不變時(shí)電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)教師需花一定的時(shí)間與精力來寫電流、電能這些中間值的推導(dǎo)過程。如果使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，不僅可以快速獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使課堂更加緊湊，還能直觀的以各種圖形定量、形象地反映實(shí)驗(yàn)結(jié)論，更有利于學(xué)生思維的啟迪。通過使用具有交互功能的三維課件，使學(xué)生在實(shí)際操作中獲得更深層次的體驗(yàn)。在獲得更豐富感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上，更有利于深化理性認(rèn)識，使基本概念和規(guī)律內(nèi)化，同時(shí)有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)良好習(xí)慣，保持學(xué)習(xí)興趣。

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作者簡介：

吳元軍（1970-），男，漢族，湖北荊門人，本科，一級教師，研究方向：教育教學(xué)。