信息技術支持下高中物理實驗教學優化策略研究

【摘要】以互聯網與多媒體為核心的信息技術已經被廣泛應用于教學實踐中，為教學改革的不斷深化提供了重要支點.本文以高中物理教學為例，其與現代信息化技術的高效融合，不僅能夠激發學生的學習興趣，開發學生的創新潛能，更有助于促進學生學科核心素養的發展，提高物理教學成效.本文就信息技術支持下高中物理實驗教學優化策略展開研究，旨在補齊傳統教學模式存在的短板，提升教學溫度的同時促進學生物理素養的綜合化發展.

【關鍵詞】信息技術；高中物理；實驗教學

《普通高中物理課程標準（2017年版》明確提出，課程教學內容設計要與現代信息化技術有效整合，利用信息化技術手段，激發學生興趣，開發課程資源，攻克教學難點，促使學生更加愉悅、高效地學習物理知識.但是在教學實踐中，部分教師對運用現代信息技術優化高中物理教學過程始終不得其法，導致現代信息技術的應用效率不高，進而影響到高中物理實驗教學整體效果與質量.基于此，本文將從以下幾個方面展開論述，以期為廣大教師教學工作開展提供價值參考.

1 信息技術在物理實驗教學中的應用價值

1.1 多種資源交織，降低學生理解難度

傳統的物理實驗教學往往依賴于教材和有限的實驗器材，學生難以全面理解實驗原理和操作過程.而信息技術的介入，能夠豐富現有的教學資源與教學服務，將抽象的知識予以直觀化展現，幫助學生理解知識的同時增強學習體驗.

1.2 優化實驗流程，強化學生的物理思維

傳統的物理實驗教學流程往往繁瑣復雜，需要耗費大量時間和精力.而信息技術的應用可以極大地優化實驗流程，提高教學效率.例如，通過仿真軟件的使用，學生可以在虛擬環境中進行實驗操作，避免了真實實驗中可能存在的安全隱患和器材損耗問題.同時，仿真軟件還可以提供實時反饋和數據分析功能，幫助學生及時發現并糾正錯誤，提高實驗操作的準確性和規范性.此外，針對學生間的能力差異，教師還可利用信息技術推送多元化的學習資源，在拓寬學生物理視野的同時提升知識獲取、知識運用的能力.

1.3 實時記錄評價，增強學生的學習體驗

傳統的物理實驗教學評價方式往往以實驗結果和報告為主，難以全面反映學生的實驗能力和思維水平.而信息技術的應用可以實現對學生實驗過程的全面記錄和客觀評價，并及時反饋于學生，幫助他們正視自身問題，規范學習行為.

2 信息技術支持下高中物理實驗教學具體策略

2.1 依托視聽資源構建情境，培養學生的學習積極性

視聽資源作為信息技術在教育領域的重要應用之一，為高中物理實驗教學提供了豐富的教學素材和教學手段，進一步增強了課堂趣味性.

例如 以“萬有引力與宇宙航行”單元為例，在開展教學時，教師可利用信息技術收集相關資料，并創設相應的教學情境，為學生播放衛星發射、太空行走、星球運動等視聽資源，點燃學生的學習熱情，縮短其融入課堂學習的時間.隨后，教師可結合視頻講述“引力”相關知識，并以“衛星繞地球運動”為例，利用信息技術為學生展示星球的運動軌跡、衛星的軌道形狀、萬有引力的示意圖等，以此幫助學生理解抽象的物理知識，提高學習積極性.

2.2 利用信息技術建立實驗模型，加強教學指導

在高中物理教學中，實驗模型的構建對于幫助學生直觀理解物理規律、提高實驗操作能力具有重要意義.

例如 以“實驗：驗證機械能守恒定律”為例，教師可從以下幾個方面建立實驗模型，鼓勵學生進行實驗探究，并做好教學指導，幫助學生攻克知識難點.

（1）直覺的培養.在驗證機械能守恒定律的實驗中，學生通常需要觀察和分析重物下落過程中動能和勢能的變化.對此，教師可利用信息技術建立實驗模型，通過模擬實驗過程，讓學生直觀地觀察到重物下落時的速度變化和高度變化，由此幫助他們把握實驗現象的本質，加深對機械能守恒定律的理解.

（2）發散性思維的培養.學生在實驗操作過程中，教師也可根據實驗注意事項進行內容調整，例如，設計不同的實驗方案，如改變重物的質量、改變下落的高度等，讓學生自主操作驗證方案的可行性，并觀察這些變化對實驗現象、實驗結論的影響.通過嘗試不同的實驗方案，學生能夠學會從多個角度思考問題，培養良好的發散性思維，同時教師也可鼓勵學生自主設計實驗方案，并通過實踐來驗證自己的猜想和假設，從而培養他們的創新精神和實驗操作能力.

（3）促進學生思維的跨越式發展.利用信息技術建立的實驗模型不僅可以模擬實驗過程，還可展示實驗原理和相關理論知識.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，教師可結合模型展示動能和勢能的轉換過程以及機械能守恒的條件和原因.通過這種方式，幫助學生理解實驗背后的物理原理，實現思維能力的跨越式發展.同時，教師還可引導學生將所學知識與日常生活聯系起來，思考機械能守恒定律在實際生活中的應用，從而進一步強化學生物理思維，使其客觀、科學地看待事物發展規律.

2.3 優化實驗教學流程，強化學生的物理思維

傳統的實驗教學流程往往存在繁瑣、低效等問題，難以適應現代教學的需求.利用信息技術優化實驗教學流程，可以提高實驗教學的效率和質量，強化學生的物理思維.

例如 以“實驗：探究平拋運動的特點”為例，開展教學時，教師可利用信息技術提前發布預習資料，如平拋運動的基本概念、實驗原理以及相關的理論推導.鼓勵學生利用碎片時間進行預習，以此對實驗內容產生初步了解.在此過程中，教師還可制作詳細的實驗操作微課視頻，通過生動形象的演示，幫助學生理解實驗步驟和注意事項.課上教學時，教師可利用信息技術與學生進行實時互動、指導，對他們實驗操作步驟進行圈點評價，并增設答疑環節，及時解答學生在實驗過程中遇到的疑難問題，提高他們的學習積極性與自信心.實驗操作環節結束后，教師還可借助數據分析技術對學生實驗數據進行處理和分析，并生成對應的平拋運動的軌跡圖，讓學生計算物體運動的初速度、加速度等，由此加深對知識的印象，提高學習成效.

2.4 構建仿真物理實驗環境，鼓勵學生試錯

仿真物理實驗環境是一種基于信息技術的虛擬實驗平臺，可以模擬真實的實驗環境和操作過程.在這種環境中，學生可以大膽嘗試不同的實驗方法和條件，通過試錯來發現規律和問題，從而培養良好的物理思維，促進能力、素養的協同發展.

例如 以“實驗：電池電動勢和內阻的測量”為例，教師可創設虛擬實驗環境，鼓勵學生模擬實驗器材的組裝和連接.在此基礎上，教師可自由設定電池的電動勢和內阻，以及電阻箱的阻值，觀察電壓表和電流表的讀數變化，從而掌握電池電動勢和內阻的測量方法.同時，教師還可鼓勵學生自主探究實驗現象，通過反復嘗試與試錯來發現實驗規律和現象，在加深對實驗原理和操作方法理解的同時培養他們的探究精神和創新能力.此外，教師也要做好實時反饋和數據分析，根據學生的實際需求和認知水平特點進行練習方案的制定與優化，從而讓學生在試錯中成長，在探究中進步.

2.5 “雙線”評價指導，強化學生的實驗操作能力

“雙線”評價指的是線上評價和線下評價相結合的方式，其擺脫了傳統評價模式的束縛，能夠通過多階段、多層次的評價內容與評價標準，引導教師更為科學地進行學情解讀，并借助信息技術平臺的數據分析功能進行結果的細化，從而提高教學工作的針對性與指向性.此外，以“雙線”為主導的評價模式能夠形成良好的分析報告，幫助教師及時調整教學方向，從而提高教學工作與學生發展的契合度.對此，教師可以下幾個方面入手：

（1）綜合評價.為了更全面地評價學生的學習情況，教師可結合多個方面的指標進行綜合評價.除了考慮學生的考試成績，還可以考慮他們的學習態度、課堂參與度、小組合作能力、問題解決能力等因素.在此基礎上，教師要充分發揮信息技術的優勢，對現有的評價內容、評價標準予以細化.例如，在線上預習環節，教師可對學生基礎學習能力、物理思維等方面進行記錄，并與學生預習結果進行數據整合，做好基礎學情的解讀與層次的劃分；線下教學評價則要圍繞學生學習能力、實驗操作能力、探究意識等方面進行評價，并與線上基礎評價結果進行對比，梳理學生普遍存在的問題，以此為后續教學工作開展提供參考.

（2）學生自評與互評.在課堂評價中，教師可鼓勵學生參與自評和互評，以提高學生的自主性和自我管理能力.在線上評價中，教師可設計自我評價表格或問卷，讓學生對自己的實驗操作能力進行客觀評價，并給出改進建議.同時，教師也可設置線上討論區或小組交流平臺，讓學生在完成實驗后，上傳實驗過程視頻、數據分析和心得體會等，與其他學生進行互評和交流，以促進能力、思維的內化與躍遷.在線下評價中，教師可組織學生進行面對面實驗展示和討論，接受其他學生的評價和建議.通過自評和互評相結合的方式，學生可更全面地了解自己的學習能力和物理思維，從而更有針對性地進行改進和提高.

2.6 布置多元實驗作業，發展學生的物理素養

作業是教學過程中的一個重要環節，能夠幫助教師了解學生的學習情況，并做好相應的教學指導，以促進學生物理素養的個性發展.

例如 以“電路及其應用”單元為例，教師可從以下幾個方面進行實驗作業設計.首先，教師可布置生活性實驗作業.例如，要求學生設計并制作一個簡單的電路模型，如手電筒或門鈴電路，并解釋其工作原理.這樣的作業不僅可讓學生將理論知識應用于實際，還可激發他們的創造力和探索欲望.其次，教師可利用仿真軟件設計虛擬實驗作業.鼓勵學生模擬各種電路連接和測試過程，觀察不同參數變化對電路性能的影響.這種作業形式既安全又便捷，能夠讓學生在沒有實體器材的情況下進行實驗操作，降低了實驗成本，提高了實驗效率.同時，虛擬實驗也為學生提供了更多的實驗機會和可能性，有助于培養他們的創新思維和實驗操作能力.此外，教師還可布置小組合作型實驗作業，將學生分成若干小組，每個小組共同完成一個綜合性實驗項目，如設計簡易的報警電路或燈光控制電路.這種作業形式不僅能夠鍛煉學生的團隊協作能力，還能讓他們在合作中相互學習、相互啟發，共同進步.不僅如此，教師還要注重對作業成果的記錄與反饋，針對學生存在的問題予以實時指導，幫助學生調整學習方向，促進學習質量的提升.

3 結語

綜上所述，新教育背景下，高中物理教師必須具備整合觀念，探索信息技術與高中物理教學內容的契合點，將現代信息技術適時、適度地引入高中物理課堂教學中，讓學生能夠自然地接受，提升物理教學質量.與此同時，教師還要充分認識到信息技術本身所存在的不足，信息技術與高中物理教學的整合，是基于信息技術服務于物理教學的前提下，提高高中物理課堂教學質量，不能本末倒置.學生始終是課堂教學的中心，教師要善于借信息技術之風，揚高中物理之帆，保證高中物理教學行穩致遠.

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