信息技術環境下開展初中物理實驗教學

【摘要】本文以《壓強》教學為例，論述在初中物理實驗教學中運用信息技術開展教學的途徑，闡述其中存在的不足，認為教師可以利用信息技術分析學情、創設情境、輔助實驗探究等，從而讓物理課堂更加活躍，有效突破教學重難點。

【關鍵詞】信息技術 實驗教學 初中物理

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2021）09-0047-02

物理實驗是培養學生科學素質的有效途徑之一，也是培養學生創造力的最佳途徑。在物理實驗探究教學中合理利用信息技術手段，可以讓物理課堂更加活躍，讓重難點知識更加直觀易懂。筆者在實驗探究教學中借助信息技術，教學感悟頗多，現以《壓強》一課教學為例進行詳細論述。

一、利用信息技術教學《壓強》的實踐

（一）利用信息技術分析學情，確定教學目標

本課是八年級下冊《壓強》這一章的第一節課，側重概念、探究方法的教學，涉及的知識點有壓力的概念、影響壓力作用效果的因素、壓強的定義、體驗壓強單位1帕斯卡的大小等，其中很多知識都需要實驗探究來驗證。為了更準確地了解學情，從而確定更科學的教學目標，筆者從生活實際和學生已有知識結構體系出發，在課前用問卷星設計了“實驗探究最常用的方法有哪些？”“你對壓強了解多少？”“受力面積和接觸面積相同嗎？”“壓力與重力的區別”等十個與本課知識有關的問題進行全班調查，運用不同方法，多方面、多途徑進行分析，及時掌握學情。調查數據顯示，全班約64%的學生熟練掌握本節課會用到的控制變量法、轉換法以及等效替代法、推理法等四種及以上初中物理實驗探究的常用方法，77%以上的學生知道受力面積和接觸面積的區別，80%以上的學生清楚重力和壓力的區別;只有40%左右的學生能夠獨立設計實驗方案，35%的學生通過討論可以設計出實驗方案，大概還有25%的學生不能設計實驗方案;能夠獨立動手操作實驗探究的學生不足50%，62%的學生能夠利用實驗現象、數據分析得出實驗規律和結論。

基于此，筆者確定了本節課的教學目標。第一，經歷觀察、實驗以及探究等學習活動，培養對物理學習的興趣，發展科學探究的精神和團結協作的團隊精神;第二，理解壓強的大小跟哪些因素有關，了解壓強公式中各物理量的名稱、單位及符號，了解增大和減小壓強的主要方法。同時，筆者針對學生的學習經驗、學習能力以及個性化學習等，找到突破重難點內容的方法與策略，即通過情景再現感知生活中的現象，提出探究問題、設計實驗探究，借助信息技術讓學生獲得壓強的感性認識。

（二）利用信息技術創設情境，激發學生學習興趣

在課堂導入環節，筆者播放網絡微視頻：救援隊在冰面上救援落水市民。視頻中，一位市民不慎掉入寒冷的湖面冰窟窿中，周圍有很多圍觀的市民。救援中隊趕到現場時并不是直接跑入湖中開展救援，而是由一位救援人員匍匐前行，先把落入冰窟窿的市民拉上氣墊船，再由岸上的救援人員用繩子將氣墊船拉到岸邊，最后成功救人。學生的注意力被視頻牢牢吸引，激發了學習物理的熱情。緊接著，筆者演示將兩個裝有水的氣球放在兩種不同受力面積上，學生通過觀察、對比實驗現象提出探究問題：“壓力的作用效果與哪些因素有關？”

為了讓學生直觀地感知壓力的作用效果，使他們獲得身臨其境的感覺，筆者運用PPT呈現兩張圖片（如圖1、圖2所示），一張是教材中的插圖，一張是筆者自己作的圖，讓學生通過觀察圖片發現生活中的不同現象，引發學生的思考，進一步提出探究問題。

在傳統教學中，教師大多是運用語言描述冰面救援的畫面，畫面感不強，學生較難獲得直觀的感受。而通過播放網絡微視頻進行導入，能在牢牢吸引學生注意力的同時給學生以直觀感受，學生主動探究的熱情更高。教師再運用PPT展示圖片，將本節課要學習的相關內容與實際問題緊密聯系在一起，讓學生在體驗中，持續獲得學習物理的興趣、增強學習信心，為后面實驗教學鋪墊。

（三）利用信息技術輔助實驗探究，促進學科能力的發展

實驗探究是對探究問題進行驗證的有效途徑，客觀的實驗現象和盡可能準確的實驗數據是不可缺少的。為了讓實驗效果更準確、更易于觀察，將實驗誤差降到最小，教師除了讓學生分組開展實驗獲得更多的實驗數據，還可以引導學生運用信息技術進行模擬實驗。

《壓強》一課的探究實驗中，實驗器材多是自制器材，雖然這些改進的實驗器材便于操作，實驗現象也比較明顯，但是在操作時常因個人實驗習慣等因素，實驗結果存在較大的誤差。于是筆者建議學生分組合作探究。一些小組利用網絡查找虛擬實驗替代動手實驗，更準確地觀察到實驗現象，獲得的實驗數據誤差較小，容易發現并總結規律。這不僅培養學生的科學探究精神，而且提升了學生的科學探究品質。在全班展示、交流成果中，教師引導學生利用多媒體投屏功能進行互動，讓學生的思維再次發生碰撞，學生在組內分享、組間分享、全班分享等過程中，發展了表達能力和評價能力。整個實驗教學環節思路清晰，不僅對學生進行學法指導，培養學生的邏輯思維，發展學生的科學探究精神，還促進了學生團結協作精神的發展。

二、《壓強》實驗探究教學的反思

壓強在社會生產和生活中有著廣泛的應用，雖然本課整個探究過程符合學生的發展需要和求知規律，信息技術的合理使用也起到了錦上添花的作用，但仍然存在一些需要改進的地方。

（一）創設物理場景有待改善

整個實驗探究中，實驗設計雖然簡便易操作，但還有些細節需要改進。例如演示實驗小桌子凹陷在沙子中，比較受力面積相同、壓力不同時壓強的變化，實驗現象不夠明顯，學生很難對比，應該增大壓力的改變、沙子的平鋪面積及其松軟度，適當更換一些實驗器材，這樣實驗效果會更好。

（二）實驗探究設計不夠嚴謹

本節課設計的實驗探究過程主要是通過觀察實驗現象，類比得出實驗結論。而對實驗數據沒有更好地量化，導致實驗得出的結論還是存在局限性甚至偶然性。例如學生在演示中把規格相同的兩根竹簽用大小不相同的兩個力插入荔枝時，學生只是通過觀察露在外面的竹簽的長短來判斷壓力的作用效果，從而得出實驗結論。若教師在此探究過程中，提醒學生把竹簽的原始長度及插入荔枝后露在外面的長度用刻度尺測量出來，通過多次測量，把數據記錄在表格中，然后結合觀察到的實驗現象對實驗數據進行分析、論證，再得出實驗結論，那么就能讓實驗結論更加有說服力。

（三）信息技術的應用存在局限性

筆者在整節課中利用信息技術設計了一些引發學生思考的環節，但是部分思考題的素材還是教材中的內容，沒有充分利用多媒體設備擴展教學內容。同時，筆者在操作多媒體教學設備時有停頓，導致教學環節不夠流暢，利用軟件切換多媒體設備時出現了一些失誤，存在翻找現象。技術使用過程中存在以教師操作為主，學生主要通過視覺、聽覺分享的現象，還需要更進一步強化學生在學習中的主體地位。

注：本文系廣西教育科學“十三五”規劃課題“信息技術環境下初中開展混合式教學的實踐研究”（立項編號：2017B002）的研究成果之一。

【作者簡介】趙冬冬（1979— ），廣西興安人，高級教師，南寧市學科帶頭人，研究方向為中學物理教學研究。

（責編 劉小瑗）