信息化技術在高中物理教學中的應用探索

摘 要：信息化技術在高中物理教學中的應用可幫助物理教師完成高效課堂的構建，提高物理學科的教學水平。文章基于信息化技術在高中物理教學中使用的策略進行思考，先分析了信息化技術在高中物理教學中應用的優勢，而后從教學資源、教學內容、實驗模式以及教學評價等方面提出豐富物理教學模式、降低課程理解難度、提升物理實驗效果以及個性教學服務的策略，期待能對一線教師使用信息化技術構建高效課堂工作有所啟發。

關鍵詞：信息化技術；高中物理；物理教學；應用

為實現高素質人才的培養，《普通高中物理課程標準》（2017年版2020年修訂）強調信息化技術需要運用到課堂之中[1]。雖然在信息化技術高速發展的時代背景下，可引入高中物理課堂的信息化技術層出不窮，但高中物理教師對各種信息化技術的引入仍處于探索和研究的階段，尚未形成科學、系統的運用機制。文章立足于信息化技術在高中物理教學中運用的特點，以信息化技術的優勢為導向，探尋信息化技術在高中物理教學中應用的方法。

一、信息化技術在高中物理教學中應用的優勢

（一）使教學資源更加豐富有趣

豐富的教學資源不僅可以有效激發學生對學科學習的興趣，同時也能幫助教師提升教學活動的靈活性。伴隨著我國教育事業的快速發展，在高中物理教學工作中，教師可調動包括文本、圖片、視頻、動畫等在內的多種教學資源，對學生進行引導，幫助學生完成物理基礎知識的理解和記憶[2]。信息化技術在高中物理教學中的引入，不僅可以幫助教師將教材中的教學資源轉變成其他形式的教學資源，同時也能讓各種教學資源變得更具趣味性。也正因此，部分高中物理教師在教學實踐中，逐漸提高了對信息化技術運用的重視，期待用更為先進的信息化技術，完成各種物理教學資源的挖掘和轉換，以滿足不同學生個性化的學習需求。

（二）使教學內容更加直觀立體

物理是一門實用性很強的學科，與學生的日常生活和學習密切相關。在高中物理學科的學習中，學生會認為物理難的原因主要在于兩點，一是物理學科觀察事物的角度，二是物理學科觀察事物的深度。與學生日常感知生活的方式不同，物理學科不僅需要學生學會利用物理知識解釋各種客觀現象，同時還需要學生利用物理學規律和定理，在各種物理情境中計算并推導不同物理條件相互作用的結果。對于學生而言，無論是對客觀現象進行解釋還是對各種物理學規律和定律進行運用，都顯得有些抽象。信息化技術在高中物理教學中的應用，可以幫助教師將一些抽象化的物理過程變得更加直觀和立體，讓學生更容易接受和理解課程教學內容。

（三）使教學實驗更加便捷直觀

高中物理實驗中所涉及的影響因素較多，操作過程也比較復雜，學生的任何失誤都可能讓結果達不到實驗預期[3]。加上高中物理實驗課的課時有限，學生并沒有多少機會在實驗教學中不斷試錯并查找問題。當學生在物理實驗操作中產生了誤差，而學生又沒能發現產生此誤差的原因，這樣會影響學生的學習效果。長此以往，甚至會影響學生課程的學習和相關知識的掌握。

信息化技術在高中物理實驗教學中的應用可以讓高中物理實驗變得更加便捷和直觀。首先，面對學生即將要做的實驗，教師可引入一些實驗視頻，讓學生通過觀察他人的操作過程和實驗結果處理的方式，明確實驗操作的難點、重點和必要的操作細節。其次，當學生的實驗結果達不到預期時，教師也可引入一些具有模擬功能的信息化技術，讓學生在模擬實驗中，找到問題產生的環節，并加以糾正。

（四）使教學評價更加科學合理

科學、合理、完善的教學評價體系不僅可以幫助教師明確學生課程學習的情況，同時也能為教師課堂教學工作的優化提供指導性的意見[4]。在傳統的教學中，物理教師對學生的評價主要來自兩方面，學生在課堂中的表現以及學生的答題情況。但這種評價方式過于片面，且對教師課堂教學的指導價值較低，難以支撐物理教師構建高效課堂。信息化技術在高中物理課堂教學評價中的引入，不僅可以幫助教師在課堂教學環節中實時評價學生的行為，同時也能在學生課后的學習中收集可供評價的數據，提升高中物理課堂教學評價的科學性、合理性和完整性。而高中物理教師則可以在教學評價的助力下，不斷完善和優化各種信息技術在物理課堂教學中應用的方式，逐步提升物理課堂的教學效果。

二、信息化技術在高中物理教學中應用的策略

（一）信息化技術豐富教學資源，豐富物理教學模式

高中物理的學習和理解難度較大，導致部分學生在物理學科學習的過程中存在畏難情緒，即使物理課堂中所涉及的學科知識并不難理解，在學生畏難情緒的影響下，學生對物理知識的理解效果也始終達不到教師的教學目標[5]。信息化技術的應用可幫助教師實現教學資源的豐富化，而學生則可以在豐富教學資源的助力下，激發物理課程學習的興趣，而后緊跟教師的思路，完成既定內容的學習。

以魯科版（2017課標版）高一物理必修1第一章第4節《加速度》的學習為例，加速度是描述速度變化的物理量。依照加速度的定義，學生在求加速度時需要找到對應時間的速度變化量，而后用速度變化量比速度變化所用的時間，就能得出加速度的值。用公式表示，加速度的求解方式可表示為：

從加速度的定義理解加速度的公式其實并不難，難的是部分學生受先入為主思想的影響，總以為物理很難，就算是簡單的物理公式，也很難理解和運用。為了引導學生完成加速度定義和公式的理解，教師在對學生進行引導時，可以考慮將磁懸浮列車運行、火箭發射以及獵豹追捕獵物時的視頻資料當作教學資源，先通過這些教學資源的引入幫助學生理解速度變化量的概念，然后再引入加速度的概念和計算公式。

不同的學生對知識的理解需要通過不同的方式，借助信息化技術從定義入手讓學生理解加速度的概念雖然簡單，但一旦涉及過于復雜的物理過程時，學生依然會感覺迷茫。此時就算教師已經通過課堂教學活動引導學生了解了加速度的含義和計算公式，也還未能達到教學目標。為此，物理教師在使用信息化手段實現教學資源豐富化建設后，還應當思考利用信息化手段構建一些新型教學模式，完成物理課堂的有限延伸。一些學生在課堂中未能掌握的知識點，教師也可以通過新型的教學模式繼續對學生進行引導，直到學生真正掌握物理知識點為止。

如在該課程的教學工作中，教師通過課堂教學工作已經初步引導學生掌握加速度的含義和概念。為了提升課程的教學效果，教師可以引入微課教學模式，讓學生明白物理公式只是計算加速度的一種方式，在物理學習過程中，學生更依賴的應當是加速度計算的公式邏輯，即。只要利用信息化手段幫助學生真正理解物理公式的邏輯關系，就算物理過程再復雜，學生也能抽絲剝繭，找到解題的思路。

（二）利用信息化技術優化教學內容，降低課程理解難度

物理學科的基礎知識理解起來比較難，這是物理學科的特征。信息化技術在高中物理教學中的應用雖然不能改變物理學科的特征，但它可以輔助學生理解，降低學科知識理解的難度。因此，當高中物理教師在引導學生學習一些比較復雜的物理概念、定理以及物理過程時，物理教師就需要借助信息化手段，將物理概念、定理或物理過程的內在機理拆解出來，讓學生在這些物理知識點拆解的過程中，完成學科基礎知識的學習和內化。

以魯科版（2017課標版）高一物理必修2第二章第1節《運動的合成與分解》為例，在傳統的教學模式中，為了幫助學生理解運動的合成與分解的過程，教師往往會引入運動合成或分解的示意圖（如圖1），在該圖例中，竹筏過河時的速度由兩部分組成，分別為垂直于河岸的與水平于河岸的，這兩種方向的速度合在一起，最終呈現的速度方向則是圖中由A指向B的方向，此時竹筏過河的速度也并不等于或。當然，為了便于學生理解，高中物理教師在引入圖解時，再進一步使用圖2所示的示意圖。這樣教師不僅可以幫助學生理解速度合成或分解的過程，也能引導學生學會計算合成或分解后速度的大小。

速度的合成與分解過程雖然復雜，在信息化技術手段的助力下，教師可以選擇用多種不同的方式向學生展示速度合成與分解的過程。這樣既可以讓學生在理解物理過程的同時，也能掌握分解或合成后速度的算法。以魯科版（2017課標版）高一物理必修2第二章第1節《運動的合成與分解》中“生活中運動的合成與分解”部分所提到的竹筏過河的案例為參考。教師在利用信息化技術手段講解該物理過程時，先不著急引導學生思考速度合成的過程，而是讓學生思考生活中竹筏過河的路線。而后在學生分析的基礎上，用動畫的形式展示竹筏過河的實際路線，而后分析竹筏過河時路線并非垂直于河岸的原因。

最后，高中物理教師可以選擇以時間為參照物，用竹筏的位移讓學生將速度的合成及分解與幾何圖形聯系起來，讓學生學會用幾何圖形，求解速度合成或分解后的結果。這樣教師不僅可以讓學生清晰地觀察到速度合成或分解的物理過程，同時也能掌握計算合成或分解后速度大小的方式，體現出信息化技術在高中物理教學中引入的價值。

（三）利用信息化技術優化實驗模式，提升物理實驗效果

實驗是高中物理教學中的重要組成部分，對學生物理學科知識的理解、記憶和運用等具有不可忽視的作用。但受限于物理實驗在教學實踐中開展的難度，在有限的物理實驗實踐教學中，并不是所有學生都能通過物理實驗，提升對物理知識的理解程度。信息化技術在高中物理教學中的應用可有效簡化物理實驗的過程，降低學生參與物理實驗的時間和精力成本，為高中物理教學水平的提升提供助力。為此，在高中物理教學工作中，高中物理教師應當加強信息化技術在物理實驗教學中應用的研究，為信息化技術在物理教學中使用價值和效果的提升尋找科學、高效的方法。

以魯科版（2017課標版）高一物理必修3第二章第5節《電容器》為例，在該部分內容中，學生需要通過圖3所示示意圖完成物理實驗“觀察電容器的充、放電現象”。通過教師對實驗內容的講解，學生可借助圖4所示電路圖，明確電容器充、放電現象可通過電流表和電壓表的示數變化觀察。但這種理解只是學生根據教材中的描述而形成的粗淺理解，并不能幫助學生加深對電容器工作原理的理解。

為提升信息化技術在高中物理實驗教學中運用的價值，物理教師可以從三個層面入手。一是實驗視頻，教師可從網絡中搜集與實驗相關的視頻，讓學生通過觀察實驗視頻，感受電容器的實驗原理。二是實驗模擬，物理教師可借助動畫展示的方式，講解該實驗的目的、所用的器材、實驗的原理與電路圖、實驗的步驟以及數據分析等。三是物理模型，高中物理教師可用信息化技術建立物理模型，用物理模型解釋電容器充、放電的過程，并說明電流表和電壓表在電容器充、放電過程中產生變化的原理。

以物理模型的運用為例，教師可考慮利用Geogebra（動態數學軟件），利用該軟件的仿真模擬性，按照圖4所示的電路圖，將連接好的實物模型導入軟件。對于學生而言，電容器充放電的過程之所以難以理解，是因為整個過程的不可觀測性。雖然在電壓表和電流表的幫助下，學生可以通過兩表的示數變化，確定電容器的充電和放電過程，但整個過程中，電流和電荷是如何運動的，而電容器的兩電極板上的電荷又會如何變化，學生卻無法觀測。借助Geogebra軟件的模擬性，教師可以將電荷或電流的變化顯示在實物模型中，以此加深學生對物理課程的理解。

（四）利用信息化技術完善教學評價，實現個性化教學

完善的教學評價不僅可以幫助教師明確學生課程學習的情況，同時也能幫助教師找到教育教學工作中存在的不足，并引導教師完成高效課堂的構建。信息化技術在高中物理教學中的引入，不僅可以充當輔助教學的工具，同時也能作為教師完成教學評價的依據[6]。基于信息化技術在教學評價中的價值，高中物理教師應當提升對信息化技術在教學評價中應用的研究，讓信息化技術真正成為助力高中物理教學的工具。

以魯科版（2017課標版）高二物理選擇性必修1第3節《波的干涉與衍射》為例，該部分內容比較抽象與復雜，學生在課堂上聽懂，在課下糊涂的情況比較常見。當教師應用信息化技術開展教學評價時，可以從課前、課中以及課后等三個階段入手。課前評價主要評價學生的預習效果，教師可以根據教材中的內容，設計一些與教材內容相關的題目，讓學生以選擇或填空的方式，參與課前評價。如教師可以提問學生“在波與波相遇的區域里，介質中的質點同時參加相遇的波列的振動，質點的位移等于相遇波列單獨存在時在該處引起的位移的矢量和，這在物理學中被稱為什么現象？”

在課中評價時，教師則需要側重學生知識的理解與消化，如教師可讓學生從以下圖形（圖5）中選出波的干涉圖。需要強調的是，在高中物理課堂教學環節中，學生受課程學習難度的影響，精神一直處于緊繃的狀態，教師在課中開展教學評價時，難免會給部分學生造成較大的學習壓力。因此在教學實踐中，教師除了要將課中評價重視起來之外，還要考慮課中評價的方式和方法。

而在課后評價中，教師則需要傾向于學生對知識的遷移和運用能力，如教師可從網絡中搜集針對波的干涉與衍射課時進度的習題，通過學生的答題情況，掌握學生的學習水平。此時，為了提升信息技術在高中物理教學中應用的價值，物理教師可以加強對云教育平臺的應用，讓學生課后答題的行為發生在云教育平臺上。這樣教師不僅可以為學生提供個性化的物理習題，而且還可以借助云教育平臺數據分析的功能，準確把握每位學生的學習狀態。

教師通過研究學生在課前、課中以及課后的評價結果，分析出學生在物理課程學習中哪些學習環節沒有達到教師所設定的教學目標。而后教師就可以根據不同學生的評價結果，找到指導不同學生學習的側重點，給學生打造出個性化的學習方案，展現出信息化技術在物理教學中的價值。

結束語

高素質人才的培養已然成為新時代背景下國家和社會對高中物理教學工作提出的新要求。高中物理教師應當及時轉變教學觀念，提升自身對信息化技術利用的水平，并充分發揮自身的主觀能動性，立足于信息化技術在豐富教學資源、優化教學內容、創新實驗模式以及完善教學評價等工作層面的優勢，選擇科學、合理、有效的方式對信息化技術進行運用，全面提升信息化技術在高中物理教學中引入的作用和效果。

參考文獻

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[6]丁進忠.信息化技術在基礎物理教學中的應用[J].電子技術，2021，50（9）：170-171.