信息技术与高中物理实验教学的整合

祁天芳

【摘要】目前，信息技术已经逐渐渗透到人们的工作、学习、生活之中，而在教育领域，信息技术可以通过辅助教学的方式提高课堂教学质量。文章就信息技术与高中物理实验教学的整合展开研究，探究在实验教学中应用信息技术的优势，为信息技术的渗透整合提供理论帮助。

【关键词】高中物理；实验教学；信息技术；整合

【中图分类号】G633.7【文献标志码】A【文章编号】1004—0463（2021）20—0082—03

随着社会的信息化发展，信息技术广泛应用于物理实验教学中。信息技术与物理学科的整合改变了传统的教学模式，提高了课堂教学效率。

一、信息技术与高中物理实验教学整合的优势

1.实现微观世界的可视化。高中物理实验教学中涉及了微观物理现象，若采取传统的教学方法，学生难以观察实验过程与实验结果，或仅听教师教本宣科式的讲解，学生只能进行感性认识，而导致认知理解出现问题[1]。将物理实验教学与信息技术相互整合，通过计算机、多媒体的形式制作动画，模拟微观世界中的物理现象，可以让学生在图文并茂的动画世界中掌握物理知识[2]。比如，在学习布朗运动时，对花粉颗粒被水分子撞击后所产生的无规则运动进行实验，通过多媒体的方式，可以加深学生对布朗运动的理解，也能让学生明确认识到布朗运动是微小颗粒的无规则运动。

2.实现实验过程与实验现象的捕捉。在高中物理实验中有部分实验内容具有瞬间性，很多学生没来得及观看实验过程便已结束。因此，将信息技术与实验相互整合能够捕捉瞬间的实验过程与实验现象。比如，可以通过手机或照相机以慢镜头录像的方式进行摄像，并以慢放的形式加以播放，通过镜头慢放可以还原瞬间发生的实验过程以及实验现象，加深学生的记忆。

3.展现事物内部的复杂结构。在实验教学中如果仍旧采取传统的教学方法进行讲解，对于事物内部复杂结构而言，学生无法理解，甚至还会产生抵触心理。如果将信息技术融入其中，能够有效地展示事物内部复杂结构，让学生在学习过程中更加简单与快捷。比如，学习汽油机工作时的四个冲程做功内容时，部分学生难以理解，但是将四个冲程制作成动画，并通过多媒体的方式进行播放，可以让学生快速掌握重点与难点。换而言之，在学习闪电的形成时，通过动画的形式将闪电形成的过程播放，以此改變陈旧且乏味的教学现状，在吸引学生注意力的同时可以提高教学质量。

4.再现经典的物理实验。在高中物理课程中涉及了诸多著名的物理实验，但是这一类实验又无法再一次演示，为弥补这一遗憾，可以通过信息技术再现经典的实验过程。比如，马德堡半球实验是让马匹拉动铜球的两侧，然后增加马的数量，当增加到16匹的时候将马德堡半球拉开，通过信息技术将马德堡半球实验以图像或视频的方式展现，可以调动学生学习的积极性，帮助学生掌握大气压强的物理知识[3]。

5.演示具有危害性的实验。有非常多的实验具有危害性，比如在学习生活中用电这一章节的时候，不正确的用电方式非常多，如果单纯地进行实验演示危害性比较大，会对学生以及教师的人身安全造成威胁。如果通过多媒体对不正确的用电现象进行演示，让学生通过视频的方式了解错误用电会产生哪些危害，就会让学生明白安全用电的重要性，在防患于未然的同时也能分析触电的原因，并掌握基本的电学知识。

二、信息技术与高中物理实验教学整合的策略

1.借助多媒体课件构建物理情境。物理知识来源于生活，在课堂教学中，教师要通过物理现象帮助学生寻找规律，掌握技巧。应用多媒体技术可以为学生创设良好的物理情境，教师引导学生快速进入情境之中，对物理现象加以观察，引导学生理解物理原理，提高学习效率。

2.演示实验中应用信息技术。毋庸置疑，在物理课堂中演示实验是最为常见的实验类型，演示实验可以快速引导学生掌握物理知识，但是也对教师的实验操作能力提出了要求，在演示实验中要明确实验目的，突出实验现象。教师要根据实验的过程加以讲解，引导学生进行思考与分析。为保证演示实验的成功，教师在课外需多次练习，如此才能达到理想的教学效果。由于部分演示实验难度较大，可运用信息技术，以动态化的方式展现实验步骤与实验过程，并且学生在观看的同时也能强化记忆[4]。比如，在讲到液体扩散现象时，无色的清水与硫酸铜混合时间需要30天左右，对此，为提高学生的学习兴趣，物理教师可以对整个实验过程进行录像，让学生观看动态液体的扩散现象，并掌握基本的物理知识点。通过信息技术在观察扩散现象时，学生不仅可以看到两种液体之间的扩散现象，还可以通过慢放、倒放、重复播放的方式，让学生反复学习观看，强化记忆。

3.分组实验中引入信息技术。在高中物理实验教学中，学生分组实验不仅符合以人为本的基本要求，而且能提高教学效率。在学生分组实验之前，教师须根据教材的内容、实验目的、实验原理、实验步骤进行讲解，或通过PPT的方式省去板书画图的时间，将更多的时间留给学生进行实验，如此在提高学生学习有效性的同时也能增强实验教学的课容量。信息技术的有效应用可以改变传统分组教学所带来的不足与缺陷，学生可以通过模拟软件进行实验。比如关于电路的实验，通过模拟软件进行实验，即便学生电路连接出错也不会产生任何危险，且根据实践证明，模拟软件实验方法图文并茂，能够带给学生感官的刺激，并能加深学生的印象。

4.应用信息技术展示实验过程。应用信息技术可以将物理实验过程进行全面展示，有效提高学生的主观能动性[5]。比如，学到弹簧振子的时候，学生对振子运动过程中的受力、加速度、方向等缺乏认识，对此，教师可以在课外通过网络收集资料，并以视频的方式为学生展示出来，让学生对物理运动规律加以了解与掌握，这种方式不需要过多的语言赘述，不仅可以提高课堂的有效性，而且能让学生对物理课堂知识的丰富性加以认知。从另外一个角度分析，应用信息技术在展示物理过程的时候可以提高自主学习能力与自主探究能力[6]。

第一，提高学生的自主学习能力。从宏观角度分析，目前信息技术与人们的生活密切相关，在改变人們生活、学习方式的同时，也推动了教育事业的发展。信息技术的有效应用可以改变传统物理实验教学方法，提高学生的自主学习能力。除此之外，信息技术与物理实验的整合能够将所有的物理知识加以归纳，形成资源库，让学生在学习过程中自主选择分析，打破时空所带来的限制，实现自主学习，无形中提高物理教学效率[7]。

第二，提高学生的探究能力。信息技术与物理实验的整合可以为学生创设教学情境，学生在教师的带领下，通过问题互动改变传统被动学习局面，提高学生的主观能动性。在物理实验中如果不细心会损害实验仪器，甚至还会对学生的人身安全造成影响，所以在物理实验中有非常多的规章制度对学生加以限制，并且部分学校实验环境或者实验条件有限，实验的结果会出现偏差[8]。这一系列的问题会对物理实验的整合与学习产生影响。但是通过信息技术创设虚拟实验室，能够为学生创造良好的实验条件，帮助学生顺利开展实验，使其在虚拟的世界中真实感知物理现象，精准掌握物理概念，提高学生的探究能力。

综上所述，在物理教学中要改变传统的实验教学方法，加强对信息技术的有效应用，实现信息技术与物理实验教学的有效整合，帮助学生梳理物理实验知识体系，引导学生观察物理实验现象，了解物理实验结论，如此才能化抽象为具象，才能提高学生学习物理的兴趣。

参考文献

[1]李贵安，刘婵玉，王较过.高中物理实验教学“云”模式的构建[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版），2013（06）：153-155.

[2]董友生.信息技术与高中物理教学深度融合的策略探究[J].教育现代化，2019（57）：150-152.

[3]李培学，王风艳.现代信息技术与高中物理教学整合研究[J].中国教育技术装备，2017（13）：141-142.

[4]李毛才让，张国恒.新课标体系下对民族地区学生物理实验教学的探讨——以民族地区民族中学为例[J].西北民族大学学报（自然科学版），2017（02）：91-95.

[5]李培学，冯永庆.高中物理仿真演示实验设计——以动量守恒定律仿真演示实验为例[J].中国教育技术装备，2017（17）：141-142.

[6]郭威，薛耀锋，王骏，等.基于探究性学习的高中物理数字化实验教学案例设计研究[J].中国教育技术装备，2016（12）：131-132.

[7]陈德康，郝睿，李林森.基于现代信息技术的中学物理实验改进——以“验证向心力表达式”为例[J].中学物理教学参考，2020（01）：24-27.

[8]张圣羽.基于Arduino的高中物理传感器实验教学研究[J].实验室科学，2020（02）：129-133.

（本文系2020年度甘肃省“十三五”教育科学规划课题《信息技术应用于高中物理有效性实验教学的路径研究》的研究成果，课题立项号：GS[2020]GHB3400）

编辑：张昀