信息技術與初中物理實驗教學的有效融合

劉德華

教育部《教育信息化2.0行動計劃》提出，到2022年基本實現“三全兩高一大”的發展目標。本文從初中物理實驗教學的現狀、初中物理實驗教學的信息化理念、初中物理實驗教學與信息技術融合的意義、初中物理實驗教學的信息化提升思路等幾個方面論述了教育信息化2.0環境下，如何更好地借助信息技術實現初中物理實驗教學的創新轉變。2018年4月13日，教育部發布的《教育信息化2.0行動計劃》，首次提出“教育信息化2.0”這一教學計劃，教育信息化從1.0時代邁入2.0時代，是對教育信息化的一次升級與創新，是在教育信息化歷史成就基礎上實現的新跨越，是順應智能環境下教育發展的必然選擇。

物理學是一門以實驗為本的自然科學，物理實驗教學可以將抽象的物理知識具體化、形象化，幫助學生快速理解課堂上晦澀難懂的物理知識，在初中物理教學中起著重要作用。教育信息化通過在教育教學中融入現代信息技術，為教育教學提供了多樣化的信息展現形式。

一、初中物理實驗教學的現狀

隨著教育信息化2.0時代的到來，傳統初中物理實驗教學存在的問題及面臨的困境逐步顯現，主要表現在缺乏正確的現代化教學理念、沒有突出學生在課堂上的主體地位、教學信息化應用水平不高等方面。[1]

（一）部分教師對物理實驗教學缺乏正確的現代化教學理念

受我國應試教育體制影響，部分教師缺乏對初中物理實驗教學的正確認知，重理論，輕實驗，重知識學習，輕過程探究，片面追求學生對知識點的掌握，忽略對學生觀察能力、動手能力、探索能力、創新能力、合作精神等方面的培養，原本拓展激發學生物理思維火花的實驗變成了枯燥無味的理論講述，極大地限制了學生物理思維能力的養成。

（二）傳統初中物理實驗教學沒有以“學生”為主體

傳統的實驗教學是以教師“講”、學生“聽”為主，輔助以少量的演示實驗，大部分學生缺乏主動思考，按照老師講的步驟被動操作，得到既定的實驗結論，匆匆了事，沒有達到實驗的真正目的，嚴重限制了學生創新思維能力的發展，沒有發揮學生應有的主體作用。

（三）傳統初中物理實驗教學信息化應用水平不高

初中物理實驗是激發學生學習興趣和探索熱情的有效渠道之一，但當前初中物理實驗教學未能充分發揮信息技術的支撐作用。

一方面部分教師自身信息素養不足，在課堂上并未靈活運用信息技術提升實驗教學效果。另一方面部分教師為了活躍課堂氣氛，吸引學生的注意力，沒有注重實驗內容與信息技術的有效融合，只是播放一些有趣的實驗視頻或者名人故事，學生較少親自動手嘗試。這樣的信息化教學看似課堂活躍，但實際上偏離了教學目標，學生不能真正理解實驗原理，也不能發現實驗里蘊藏的物理規律，不利于培養學生的創新能力和探究能力。

二、初中物理實驗教學的信息化理念

（一）信息技術只是教學的輔助手段

物理實驗教學是一項師生互動的雙邊活動，任何先進的技術都無法取代教師的創新力、影響力及示范引領作用。不論是人工智能技術還是其他先進的信息技術，它們僅僅是提升物理教學課堂效率的手段之一。教育信息化2.0時代，教師與學生要形成一種新型的學習伙伴關系，我們要為師生構建學習的共同體，在共同體當中，信息技術作為輔助手段，教師作為學生學習活動的組織者，學生作為課堂教學的主體，通過教師引導、師生互動、學生合作，促進學生學習，實現教學目標。

（二）量力而行，不要為了信息化而信息化

教育信息化要量力而行，有多少錢使多少力，不要一味追求眾多高端的硬件設備、資源網站和智慧軟件平臺的全覆蓋。教育信息化需要結合學校的實際情況，研究其必要性、契合度，提高其精準度，不能讓師生成為信息技術的奴隸，要讓其成為師生的助力器。

三、初中物理實驗教學與信息技術融合的意義

信息化教學已經成為當前教育改革的熱點，物理實驗是物理教學最重要的手段之一。初中物理實驗教學與信息技術相融合，運用信息技術直觀性、生動性、跨越時空的數字化模擬功能，實現微觀放大、宏觀縮小、瞬間變慢，解決現實條件下難以直接操作實驗的教學問題，激發學生的學習興趣，讓學生更便捷、高效地獲取物理實驗知識，提高教師課堂教學效率，提升師生信息化素養，助推教育信息化建設。[2]

四、初中物理實驗教學的信息化提升思路

（一）借助豐富的網絡資源，設計優質的教學課件

教師要根據教學的需要及時更新和優化知識儲備、知識結構。互聯網2.0時代，再加上大數據的廣泛應用，教師可以輕松地通過各種網站獲取課堂所需的物理教學資源，如電子課件、電子教案、3D資源、微課等，教師從中篩選適合實驗教學的優質網絡資源，運用于物理實驗教學中。教師根據學生的需求、學習目標、實驗教學目標以及實驗操作過程中的重難點、注意事項，自主設計適合本次課堂的實驗教學課件，并提前發放給學生，指導學生進行良好的課前預習，有針對性地開展實驗教學，提升實驗教學質量和學生學習物理的效率。

（二）借助動畫演示技術，模擬物理實驗情景

物理實驗可以培養學生觀察、分析和解決問題的能力。動畫演示技術可以模擬真實的物理實驗情景，將抽象的物理概念、物理規律轉變為具體的、可衡量的、可重復再現的物理模型，如教師在講解電流、電壓時，借助動畫技術，可以將抽象的電流、電壓類比為形象化的水流、水壓，將電流受阻類比為水流受阻，這樣原本看不見摸不著的電流、電壓就變得形象化、可感化，便于學生理解和消化實驗知識，促使學生更透徹、更深刻地理解和掌握物理實驗知識。[3]同時直觀的動畫演示技術，讓學生猶如“身臨其境”，激發學生的學習興趣，提升學生的學習效果。

另外，一些不易現場操作或儀器短缺的實驗，借助動畫演示技術模擬完成，也可以達到和現場操作實驗一樣的學習效果。

（三）將微課應用于初中物理實驗教學

近年來，隨著互聯網的普及、教育信息化2.0的推進，微課作為一種新型教學模式應運而生，作為傳統課堂的補充和延伸，教師越來越普遍地將微課應用于初中物理實驗教學中。

教師借助微課開展教學，將自己從反復操作實驗的重復勞動中解放出來，走下講臺，融入學生群體，和學生一起探討問題。整個過程中，教師從一個單純的知識講授者轉變為學生學習的指導者和合作者，拉近了與學生的距離，調動學生學習的興趣和積極性，促進學生更好地學習。[4]

實驗微課作為傳統教學的線上拓展形式，還為學生提供了豐富的共享學習資源，教師提前將微課件放入班級公共資源平臺供學生下載，引導學生課前預習、自主學習，學生如果在課堂上對實驗理解得不夠透徹，可通過手機、平板、電腦等終端設備進行二次觀看學習，有助于學生的課后復習。

（四）將AR/VR技術引進物理實驗教學

教育部發布的《關于加強和改進中小學實驗教學的意見》（以下簡稱《意見》）中提到，要拓展創新，不斷將科技前沿知識和最新技術成果融入實驗教學，豐富內容，改進方式;強化學生實踐操作、情境體驗、探索求知、親身感悟和創新創造，著力提升學生的觀察能力、動手實踐能力、創造性思維能力和團隊合作能力，培育學生的興趣愛好、創新精神、科學素養和意志品質。[5]

借用AR/VR技術，打破傳統枯燥的“被動實驗教學”，創建一個逼真的虛擬實驗環境。老師可以重點模擬一些重要的但在目前條件下不能做或不方便做的實驗，將枯燥的物理實驗知識點變成觸手可及的虛擬現實影像，彌補常規實驗的不足，提高實驗的演示效果，幫助學生想象、理解，讓學生深度吸收轉化實驗內容。

（五）信息技術要與傳統教學方式有機結合

信息技術是增加教師教學吸引力和激發學生學習興趣的有效手段，但其只是教師教學的輔助手段，不能完全取代師生課堂的實驗操作。傳統教學手段雖然有諸多弊端，但其中仍有可以汲取的優秀成果。初中物理教師要善于總結傳統教學中的優秀教學理念、教學方法，并與信息技術有機融合，幫助學生有效地完成知識體系的構建及創新能力的培養，打造高效課堂，提升教學質量，實現傳統教學和信息技術的優缺點互補。比如，教師在開展物理實驗的過程中，可以先讓學生自己布置實驗器具、觀察實驗過程、撰寫實驗小結，教師在做實驗總結時，再通過微視頻、動畫等多媒體形式將實驗過程展現出來，幫助學生再次理解知識點，鞏固所學知識。

五、小結

綜上所述，信息技術與初中物理實驗教學的有效融合，不僅可以解決物理實驗教學存在的客觀難題，如實驗所需理想條件的設定，還可以將抽象的物理實驗直觀化、形象化，提升物理實驗教學的生動性和物理實驗教學的質量，加快推進教育信息化的落地，對教育改革做出貢獻。

參考文獻：

[1]鄭智偉.教育信息化2.0時代提高初中物理實驗教學有效性的策略：以蘇科版八年級物理“凸透鏡成像的規律”教學為例[J].物理通報，2020（9）.

[2]強桂平.淺談信息技術與物理實驗教學整合的優勢[J].都市家教（下半月），2014（4）.

[3]吳蘭岸.基于PPT技術的物理實驗演示動畫的創設[J].廣西教育，2012（7）.

[4]李豆豆，蔡旻君，蘆萍萍，等.影子教學：將教師解放出來：微課應用于初中物理實驗教學的敘事研究[J].數字教育，2016（5）.

[5]中華人民共和國教育部.關于加強和改進中小學實驗教學的意見[Z]，2019-11-20.