信息技術環境下初中物理實驗探究教學模式

柳亞洲

隨著信息技術的不斷發展，已全面滲透在我們的學習與工作中。信息技術不僅能作為一種教學的工具，使課程教學更加生動化，同時能作為一種學習的工具，豐富學生學習的手段，提高學科趣味性，尤其是在實驗教學過程中，一些較難理解或者不好講述的知識點可以利用信息技術視頻、圖片進行教授，實驗的重點、含義以及實驗的基本細節都會變得清晰簡潔，能有效實現初中物理實驗教學的良好運行。在此基礎上，本文以北師大初中物理實驗教材為例，探究了信息技術與初中物理實驗教學有機融合的基本方式。

一、新課程標準改革下初中物理教學的相關特點

伴隨著新課程改革標準的進一步施行，當前國家對初中物理實驗教學已經提出了相應的新要求，其要求教師能更注重對學生觀察能力的相關培養，把握學生的青春期階段特性，幫助其更好地認知事物原理，進而更全面地了解課程中的教學內容。因為當前初中生其自身會相對缺乏認知事物的能力，難以全面地認識到物理課程中所講述的知識點，這就導致其在課程學習中，往往會出現片面化學習認知的問題。那么教師在針對這一方面問題對學生展開教學時，應該考慮這方面因素，進而將原本較為抽象的物理實驗知識轉變為更加具象化的實驗內容。而信息技術手段的提出與應用，恰好能幫助教師緩解這部分教學中存在的問題，所以教師在開展課程時，可以對這部分教學內容進行相應的信息化處理，用以調動學生學習積極性，強化他們對知識的認知。

二、當前我國初中物理相關教學中所存在的不足

教師在當前新課程改革標準下，對初中物理教學的相關特點擁有初步了解后，應該對課程的開展狀況進行相應的反思，認識到課程的開展中存在的不足，進而對其加以革新，以保證課程的開展更具實效性。

（一）教師教學觀念陳舊，學生主觀能動性難以發揮

當前課程開展的整體狀況中，最突出的一項問題在于教師的教學觀念相對陳舊，仍然有大部分教師受傳統教學觀念的影響，更多地將自己放在課程中的主體地位，導致大多數學生在課程中難以發揮出自身的主觀能動性，因而學生的主動學習意識也會受到相應的制約。而且還有部分教師沒有正確認識到新課標對學生能力培養的要求，也沒有充分結合當前中學生的身心發展規律展開教學，忽視了學生在課程中占據主體地位的重要性這一問題。在這樣的觀念的影響下，學生的自身綜合能力難以得到全面提升。

（二）課程缺乏師生互動，難以激發學生學習興趣

課堂上師生間的交流與溝通相對較少，這也是導致學生難以調動自身學習興趣、課堂教學的質量與效率難以得到全面提升的重要原因之一。因為物理教學其本身是存在著一定程度上的實踐性質的，大部分學科知識點都是由實踐而得出，但在當前大部分的教學課程中，教師與學生之間的交流與溝通都相對較少，這就會導致學生難以全面理解實踐內容，進而使其自身的學習興趣有所下降。

三、信息技術環境在開展初中物理實驗教學過程

（一）明確傳統實驗課程與信息技術輔助物理實驗課程的主要區別

傳統物理實驗課程的基本過程是教師對實驗進行簡單的介紹，同時，對實驗中的重點物理知識進行初步的講解，而在講解的知識基礎上，要求學生能記住這些知識點。一般來說，學生往往采用死記硬背的方式對知識點進行記憶。而在知識點掌握的基礎上，學生按照教師給予的實驗類型采用機械的方式完成實驗過程。當前利用信息技術手段輔助物理實驗教學過程能有效地培養學生的自主學習能力，具體表現為提高學生的物理實驗課程的信息搜索能力、探究能力以及實踐動手的能力。初中物理實驗過程往往展現了一些自然現象，而通過對實驗的過程，首先可以加強學生的記憶力，將生活和實驗進行聯系。培養物理學習思維。為高中階段更高難度的物理學習打下基礎。

（二）信息技術環境下初中物理實驗教學模式探究

初中物理課程的學習不僅需要學生具備物理學習的經驗，還需要具備良好的邏輯思維能力。所謂物理學習的經驗，主要是通過其他課程或者物理課程的學習掌握物理學習的方法以及策略。而物理的邏輯思維能力，主要與學生的智力水平等相關，通過教學可以提高學生的智力水平以及物理邏輯思維能力。所以在信息技術的環境下，教師必須制定完整的教學路線，以提高學生的物理邏輯思維能力，而在不斷多次教學引導后，有效地積累物理學習的經驗。同時，在物理教學的過程中，包含理論課程的教學以及實驗課程的教學。根據實驗教學的基本特點和要求，教師可以制定如下的教學路線：物理現象—提出問題—實驗設計—結果觀察—問題分析—總結結論，這是一條學習以及探究的路線，能幫助學生有效地實現物理實驗課程的高效學習。下面將進行具體解釋。

1.物理現象。對物理實驗課程來說，往往一個實驗內容包含一個物理現象，闡釋一個物理規律。但是其實在生活中，具有相似物理規律以及物理知識的生活現象有很多。為了提高學生對生活中各種物理現象的認識和把握，在物理實驗教學的過程中，應該將相似以及相同的物理現象進行歸納，以提高學生對物理現象的認知水平。以北師大版初中物理實驗內容為例，在學習聲音傳播的過程中，利用信息技術手段，可以展示聲音在固體中的傳播現象，聲音在液體中的傳播現象，以及聲音在空氣以及真空中的傳播現象，還可以將不同介質中的聲音傳播特點進行比較，以發現其中的問題。而實際在實驗的過程中，往往只用音叉和桌子進行實驗，也就是僅僅展現了聲音在固體中的傳播。利用信息技術手段，可以有效地將與聲音傳播相關的相似的物理現象以及。規律進行呈現，提高了學生對聲音傳播的認識。

2.提出問題。隨著信息技術的不斷發展，當前信息的流通以及共享更加的快速。物理現象主要來源于自然以及生活，信息化的社會使信息快速在網絡上進行傳播。除此之外，各種自然現象也會在網絡中重現，物理現象作為一種特殊的信息，能被有效地傳播，因此，信息化的發展以及信息技術的運用，促進了物理現象的傳播。教師在進行物理實驗課程上可以有效地搜集這些物理現象，這些有趣的物理現象呈現在實驗課堂上，激發了學生的好奇心。在此基礎上，學生能根據這些物理現象提出相關的問題，所以提高了學生對實驗課程的學習興趣和積極性。教師利用信息技術作為一種有效的工具，將這些物理現象呈現給學生，但是要想激發學生對物理現象的興趣，并且提出相關的問題，必須創設一定的生動有序的情境。情景的設計一定要包含以往學習的知識，在此以此為基礎引出將要掌握的新知識。舊知識與新知識的碰撞，容易激發學生的探究欲望，并提出相關問題。以北師大初中物理實驗課程為例，在學習“水的沸騰”這一個實驗課題時，讓學生掌握了在常溫常壓下水分層的溫度以及基本的現狀，在此基礎上引出紙鍋燒水的內容。而在這個過程中，學生會提問：“為什么紙容易燃燒，但是紙中包水就不易燃燒？”。

3.實驗設計。實驗設計是教學過程中最重要的環節，實驗設計的好壞一定程度上影響了實驗的結果。因此，對教師和學生來說，必須運用各種手段加強實驗設計。實驗設計應該盡可能地做到準確以及全面。在實驗設計的過程中，教師要給予學生適當的引導，讓他們通過自己的思考以及動手設計實驗。當然，在學生進行自我實驗的過程中，可以有效地利用各種信息技術手段搜集相關的信息，并設立完整的實驗內容。這與傳統的實驗過程具有明顯的不同，在傳統的實驗過程中，教師往往為學生固定了實驗的過程。也就是說，實驗設計的主體是教師，而不是學生。這種方式降低了學生對實驗課程的參與度，也不利于培養學生的自主學習、動手以及信息搜集的能力。當前，在信息技術大環境下，學生可以利用網絡以及信息技術設備搜集信息，從而為實驗設計奠定良好的基礎。根據收集的信息，學生可以針對實驗內容提出假設。物理的實驗往往需要小組同學相互配合，通過對這些假設提出，小組同學之間可以進行有效的交流和討論，從而保證實驗設計的合理性。設計實驗過程也展現了學生對基礎實驗現象以及實驗知識的掌握程度。在設計實驗的過程，中學生對不懂的物理知識或物理現象，需要進一步思考和探究，從而提出一些猜想。

4.結果觀察以及問題分析。完成實驗過程以及對結果進行觀察和分析，也是實驗教學過程的重要環節，完成實驗過程往往需要小組同學之間的配合。比如，采用常用的測量工具對物體進行測量的過程中，需要兩個同學相互配合。其中一個學生準備刻度尺、卷尺、游標卡尺以及螺旋測微器進行物體的測量，而另一個學生需要根據該同學測量的結果進行實時的記錄，保證數據的準確性。而在對實驗結果進行記錄的過程中，為了保證實驗結果的有效性，應該采用一些專業的軟件對結果進行記錄。如果用Excel記錄，需要標注每個數據所對應的物體以及所采用的工具，而這些工具的使用，體現了信息技術在生物實驗課程的應用，同時，以表格為基礎的數據記錄方式，能有效地實現實驗結果的共享，具體表現為每個小組的成員都能在短時間內快速接收到準確的數據，有效地節省時間。同時，在實驗的過程中，往往會出現各種各樣的問題，這些問題可能會導致實驗的失敗。學生如果經過組內的討論或是思考未能解決這些問題，可以通過信息技術手段搜集相關的現象，抓住導致該問題的根本原因。在此基礎上，教師也可以針對學生的問題提出相關的指導性意見，從而引導學生向著實驗的正確方向進行。當然，教師在引導的過程中注意把握引導的限度，防止因為引導過度限制了學生的思維。在實驗過程中，可能會出現各種各樣的結果。通過結果的觀察以及信息手段的分析，能提高學生對實驗認識的深度，最終提高學生的實踐動手能力。

5.總結歸納。歸納總結是對實驗過程中所有的內容、問題、結果等進行總結，在此基礎上分析出最終的結論。歸納總結，可以實現理論知識以及實驗知識的有效結合，有助于培養學生的物理綜合素養。一般來說，學生可以在物理的理論課堂或者是生活中獲得物理的基本知識，在實驗中通過親自動手完成實驗過程，觀察實驗結果，記錄實驗數據，分析數據。而在實驗過程中，會遇到各種各樣的問題，對這些問題進行分析的過程中，需要學生具備一些理論的基礎知識，最終實現理論指導實驗，實驗驗證理論。而在這個過程中，教師可以利用有效的信息平臺，幫助學生進行分析討論和歸納總結。比如，教師可以讓每個小組建立一個討論的平臺，往往是一些微信群或者是QQ群，讓他們進行課下的自主討論和學習。除此之外，在進行歸納總結的過程中，還會利用到信息技術工具，如利用Excel表格，可以實現數據的基本計算。以北師大初中物理實驗單元為例，在學習物體的質量與體積的關系時，通過實驗過程，學生能利用天平以及三角板測量出木塊、鐵塊以及鋁塊的質量和體積。而這些數據可以記錄在Excel表格中，而對數據的分析和計算過程，可以利用一個Excel表格中的相除公式計算出物體的密度。同時可以對這些計算的結果進行分類與總結歸納出相同體積、不同質量的物體其密度的大小變化。也可以比較不同物體質量相同時，其體積的差異性。通過數據的歸納總結，學生可以有效地了解到物體的質量、體積以及密度之間的關系，從而闡釋為什么相同體積的鐵塊以及木塊鐵塊的質量較大，而木塊的質量較小，主要原因是因為鐵塊的密度較大。

綜上所述，本文主要探究在信息技術環境下初中物理實驗教學的過程，同時指出，物理實驗過程不僅需要學生具備一些物理的經驗，同時需要學生具有良好的邏輯思維能力。在此基礎上，本文總結出了教學的基本路線：物理現象—問題提出—實驗設計—結果觀察—問題分析—總結歸納。對教師來說，應該牢牢地把握這條路線，從各個方面采取全方位的指導策略，以提高學生的實驗動手能力以及邏輯思維能力，豐富學生的物理實驗經驗。

當前隨著時代的不斷發展，不僅要求相關的技術人才具備專業的技能，同時要會熟練地運用一些信息技術手段實現信息技術與專業技能學習相互結合。在教師進行教學的過程中，要有效地利用這些信息技術手段和方法，把其作為一種有效的教學工具應用在實驗教學過程中，引導學生有效地利用這些信息技術手段，提高自身的實驗探究和操作能力。

注：本文為2020年度甘肅省教育科學“十三五”規劃一般課題“機器人+項目活動與初中信息技術教學整合的實踐研究”（項目編號：GS[2020]GHB4320）的階段研究成果。

（宋行軍）