信息技术在初中物理实验教学中的应用

唐绍峰

【摘要】本文阐述利用微课帮助学生进行实验教学预习、突破实验教学难点，以及利用信息技术模拟在现实中不好进行的实验、完善实验教学评价过程的措施，以便更好地开展实验教学。

【关键词】物理实验 信息技术 微课

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2021）29-0143-02

实验教学，是物理学科教学的重要板块。在过去的教学中，大多数教师采取的是单纯讲授式的授课模式，教师讲什么、学生听什么，学生很少有动手实验的机会，这就极大地削弱了实验在物理教学中的作用。随着新课改的逐渐深入，提高学生的实操能力、发展学生的综合素质，成了各学科教学的共同追求。对于物理学科而言，提高实验教学的实效性，能够很好达成这一目标。那么，物理教师应该如何有效开展实验教学？笔者近年来对此进行了比较系统的研究，发现利用信息技术进行实验教学，既可以丰富实验教学的内容，又可以让学生学到多种有效的实验方法、拓展学生的思维，极大地提高实验教学的效率。

一、利用微课帮助学生进行实验教学预习

微课是近年来新兴且十分有效的一种教学方式，是信息技术与教育教学融合的一个重要产物。教师可以利用微课将复杂的教学内容和过程进行适度简化，并呈现给学生，以引导学生进行有效的自主学习。在初中物理实验教学中，微课具有天然的优势，能有效引导学生更好地完成预习。实验需要学生动手操作，但在预习阶段，学生很难完成实验操作，因此教师利用微课将实验过程、实验所需材料等展现给学生，帮助学生顺利地进行预习。例如，学生进行“速度的变化”这一实验教学预习时，笔者设计了这样的一个模拟实验微课，向学生讲解速度的概念以及影响速度变化的主要因素，并通过模拟实验向学生展示这些因素如何影响速度变化，告知学生开展这一实验需要哪些材料和条件，需要注意哪些问题。向学生提出自主学习的问题：①根据实验微课设计相类的实验方案，写出你要探究的问题;②结合你设计的方案提出自己的猜想;③根据方案进行简单的模拟实验，记录下自己采用的方法和步骤，收集好相关实验数据并做成表格，对自己提出的猜想进行简单论证;④根据实验结果进行分析，得出结论，总结和反思，找到需要进一步解决的问题、疑惑。

在正式授课前，笔者对学生的预习情况进行检查，发现全班学生基本都能根据微课提示较好地完成了模拟实验，收集到了较有价值的信息。有些学生还能够提出有探究价值的问题。将“学”前置，以“学”导“教”，有效提高预习效果，培养学生的自学能力。

二、利用微课突破实验教学难点

初中物理实验教学的一个难点，是学生大都缺少生活经验，或者说某些物理实验很少会在现实生活中发生，这就会使他们难以完成或理解某些实验。在物理实验教学中运用信息技术，以视频、动漫的方式将生活中的现象生动地呈现给学生，扩充学生的生活经验储备;将一些生活中不常见的物理实验展示给学生，增加学生的知识储备。这样的方式较大地丰富实验教学的方法和手段，有助于教师指导学生突破实验教学难点，从而提升初中物理实验教学效率。

“杠杆的平衡条件”是初中物理的一个重要教学内容，本课的教学难点为引导学生探究杠杆平衡的条件和确定力臂。在以往的教学中，常常是由教师操作实验进行演示，让学生在一旁观察，学生很少有实操的机会。正因如此，就使得部分学生不能很好地了解平衡的条件、确定力臂，降低了教学效率。为了解决这一问题，笔者将实验制作成微课展示给学生，引导学生进行学习。在微课中，笔者先着重对这两个难点进行讲解，然后通过天平秤的实验向学生演示如何确定力臂的方法，以及认知实现平衡的几种重要条件。学生在通过微课完成预习的基础上，笔者在课中利用信息技术以特定镜头的方式聚焦关键点，对实验难点进行反复演示，直至学生能够较好地掌握。如在引导学生如何确定力臂时，笔者首先通过動漫演示了几种涉及平衡的情况（如图1），并用动漫演示力臂的画法（如图2，见下页），然后引导学生通过操作进一步体会力臂的确定方法，最后再给学生播放一段从网上下载的视频，帮助学生巩固知识。

在教学中，笔者利用信息技术对这几张图进行了动态化处理。通过动态演示，让学生直观地观察、认知力臂的确定方法，了解杠杆的平衡条件，有效实现本课的教学目标。这样的教学方法，比教师机械地讲授、刻板地绘图要好得多，取得事半功倍的效果。

三、利用信息技术模拟在现实中不好进行的实验

初中物理学科有许多实验，其中，有些实验需要使用有毒性的溶液，存在一定的安全隐患，不宜让学生操作;有些实验需要花费很长一段时间进行持续观察，不能在有限的教学时间里进行实验;有些实验现象稍纵即逝很难观察到，需要比较高精度的仪器设备进行观察记录，而大部分学校又不具备这样的条件。这些实验都难以组织学生进行实验操作，又跟教学内容紧密相关。如果因此而放弃这些实验，那么会失去一个让学生增长知识、开拓视野的机会。如果利用信息技术，那么就能够比较好地解决这些问题。

比如，一些实验现象稍纵即逝的实验，教师可以利用信息技术进行模拟实验，或是播放实验视频，向学生完整地呈现实验过程，让学生观察实验现象。例如，晶体融化实验。我们知道，晶体的融化速度非常快，仅凭肉眼很难观察到它融化的过程，学校一般也没有配备相关的实验设备。为了能让学生更好地观察这一实验现象，笔者先从网上下载了相关的实验视频给学生播放，并通过慢镜头向学生呈现晶体融化的细微过程，使学生能够详细地观察晶体融化的现象。随后，笔者又设计了一个模拟实验，用冰块替代晶体，用高压火枪烘烤冰块，演示晶体的融化过程。这很好地解决了学校因缺乏相关实验器材而不能进行实验的问题，又能让学生对晶体融化有深入的了解。

又如，在讲解光在宇宙空间的传播时，教师也可以利用信息技术进行演示和阐述。我们要想观察光在宇宙空间的传播，需要配备极其精密的仪器设备，这是很多学校都无法具备的条件。于是，笔者利用信息技术演示了光在宇宙空间传播的路径、速度等，并通过法拉盛课件模拟了太阳、月亮、地球的运行，让学生更好地理解月食、日食、潮汐等自然现象，教学活动生动具体，使学生直观地理解光在宇宙中的传播特性。

在初中物理实验教学中，当我们碰到一些无法组织学生进行实验操作时，教师可以利用信息技术，或是进行模拟实验，或是让学生观看实验视频，而不是放弃这些实验，要尽可能地满足学生学习的需要。

四、利用信息技术完善实验教学评价过程

从事多年初中物理教学工作，笔者发现过去实验教学的评价往往只注重结果性评价，轻视过程性评价，削弱了教学评价在促进教学总结、教学反思等方面的作用。近年来，笔者利用信息技术构建了线上、线下相结合的双线评价模式，从而将结果性评价与过程性评价有效统一起来，形成了更加科學、有效、完善的评价机制，提高了教学评价的效能。在实际操作中，一方面，教师通过网络实时观察学生的实验情况，了解每一个学生进行实验的进度、效果，及时收集学生实验的相关数据，然后利用大数据分析技术，科学地分析学生的学习效果;另一方面，教师通过学生自评、生生互评、师生互评等多元化评价方式，进行全方位的线下评价，让学生清楚自己的学习情况，从而推动学生进行自我调整、自我学习、自我提升。

比如，“家庭用电”的知识，其包含的内容很丰富。学生要了解家庭电路、电路元件、零线、火线、火线和零线之间电压，要学会使用测电笔辨别火线和零线。如果仅靠课堂实验那么无法完成如此庞杂的教学内容，因此除了要在课堂上进行相关的实验，还需要学生自主在家里进行观察、实验。但教师又如何了解学生家庭实验的效果呢？笔者这样做：（1）安排一项家庭作业“拆解家中废旧电器，观察其中的线路，并尝试修理”;（2）让学生将完成作业的全过程拍摄成视频，上传至班级QQ群，并提出自己的疑惑、问题;（3）对学生的作业进行批改，解决学生的问题、提出改进或修理意见，给出评价结果。

这样的评价方式，既能够让学生在拆解、观察、修理的过程中，更加清楚地认识电路，提高学生的动手操作能力，又能很好地观察学生的学习过程、评价学习成果，及时为学生解决在知识应用过程中的问题，有效延伸了课堂教学内容。

在实践中，笔者发现不少青年教师存在过于依赖信息技术的现象，几乎每一个环节都采用信息技术，淡化了教师在教学中的引导作用，淡化了教学板书。信息技术应该只是教学的辅助工具，而不是主要手段。比如，介绍著名的马德堡半球实验时，有不少教师全程利用信息技术呈现实验的具体过程，但没有对实验进行必要讲解。比较好的做法是，教师利用动画视频演示实验的过程，并适时详细地解说实验的每个环节，使学生能够清楚地了解这个实验。然后进行模拟实验，让学生拉抽真空后的马德堡球，进行实质实验，这样就能更好地加深学生的理解和记忆。如果只是单纯进行实验演示，那么学生难以抓住知识重点;倘若只是教师讲解，那么学生就不能直观理解实验。只有二者结合，才能有效提高学生的学习效率。又比如，托里拆利实验，因其规模较大、危险性也较高，不能在现实教学中进行演示，教师就可利用信息技术进行教学。虽然互联网上的实验教学资源非常丰富，但并不是所有的实验资源都适合本班本年级的教学，教师要进行辨析，选择合理、适用的教学资源，开展相应的实验教学。总而言之，信息技术可以极大地提高初中物理实验教学的效果，但教师在运用中也要注意合理利用信息技术，不能过度依赖。教师运用信息技术进行物理实验教学时，要结合教学内容、教学目标，为教学所需适时使用信息技术。

（责编 李 唐）