信息技术环境下初中物理实验探究教学模式

柳亚洲

随着信息技术的不断发展，已全面渗透在我们的学习与工作中。信息技术不仅能作为一种教学的工具，使课程教学更加生动化，同时能作为一种学习的工具，丰富学生学习的手段，提高学科趣味性，尤其是在实验教学过程中，一些较难理解或者不好讲述的知识点可以利用信息技术视频、图片进行教授，实验的重点、含义以及实验的基本细节都会变得清晰简洁，能有效实现初中物理实验教学的良好运行。在此基础上，本文以北师大初中物理实验教材为例，探究了信息技术与初中物理实验教学有机融合的基本方式。

一、新课程标准改革下初中物理教学的相关特点

伴随着新课程改革标准的进一步施行，当前国家对初中物理实验教学已经提出了相应的新要求，其要求教师能更注重对学生观察能力的相关培养，把握学生的青春期阶段特性，帮助其更好地认知事物原理，进而更全面地了解课程中的教学内容。因为当前初中生其自身会相对缺乏认知事物的能力，难以全面地认识到物理课程中所讲述的知识点，这就导致其在课程学习中，往往会出现片面化学习认知的问题。那么教师在针对这一方面问题对学生展开教学时，应该考虑这方面因素，进而将原本较为抽象的物理实验知识转变为更加具象化的实验内容。而信息技术手段的提出与应用，恰好能帮助教师缓解这部分教学中存在的问题，所以教师在开展课程时，可以对这部分教学内容进行相应的信息化处理，用以调动学生学习积极性，强化他们对知识的认知。

二、当前我国初中物理相关教学中所存在的不足

教师在当前新课程改革标准下，对初中物理教学的相关特点拥有初步了解后，应该對课程的开展状况进行相应的反思，认识到课程的开展中存在的不足，进而对其加以革新，以保证课程的开展更具实效性。

（一）教师教学观念陈旧，学生主观能动性难以发挥

当前课程开展的整体状况中，最突出的一项问题在于教师的教学观念相对陈旧，仍然有大部分教师受传统教学观念的影响，更多地将自己放在课程中的主体地位，导致大多数学生在课程中难以发挥出自身的主观能动性，因而学生的主动学习意识也会受到相应的制约。而且还有部分教师没有正确认识到新课标对学生能力培养的要求，也没有充分结合当前中学生的身心发展规律展开教学，忽视了学生在课程中占据主体地位的重要性这一问题。在这样的观念的影响下，学生的自身综合能力难以得到全面提升。

（二）课程缺乏师生互动，难以激发学生学习兴趣

课堂上师生间的交流与沟通相对较少，这也是导致学生难以调动自身学习兴趣、课堂教学的质量与效率难以得到全面提升的重要原因之一。因为物理教学其本身是存在着一定程度上的实践性质的，大部分学科知识点都是由实践而得出，但在当前大部分的教学课程中，教师与学生之间的交流与沟通都相对较少，这就会导致学生难以全面理解实践内容，进而使其自身的学习兴趣有所下降。

三、信息技术环境在开展初中物理实验教学过程

（一）明确传统实验课程与信息技术辅助物理实验课程的主要区别

传统物理实验课程的基本过程是教师对实验进行简单的介绍，同时，对实验中的重点物理知识进行初步的讲解，而在讲解的知识基础上，要求学生能记住这些知识点。一般来说，学生往往采用死记硬背的方式对知识点进行记忆。而在知识点掌握的基础上，学生按照教师给予的实验类型采用机械的方式完成实验过程。当前利用信息技术手段辅助物理实验教学过程能有效地培养学生的自主学习能力，具体表现为提高学生的物理实验课程的信息搜索能力、探究能力以及实践动手的能力。初中物理实验过程往往展现了一些自然现象，而通过对实验的过程，首先可以加强学生的记忆力，将生活和实验进行联系。培养物理学习思维。为高中阶段更高难度的物理学习打下基础。

（二）信息技术环境下初中物理实验教学模式探究

初中物理课程的学习不仅需要学生具备物理学习的经验，还需要具备良好的逻辑思维能力。所谓物理学习的经验，主要是通过其他课程或者物理课程的学习掌握物理学习的方法以及策略。而物理的逻辑思维能力，主要与学生的智力水平等相关，通过教学可以提高学生的智力水平以及物理逻辑思维能力。所以在信息技术的环境下，教师必须制定完整的教学路线，以提高学生的物理逻辑思维能力，而在不断多次教学引导后，有效地积累物理学习的经验。同时，在物理教学的过程中，包含理论课程的教学以及实验课程的教学。根据实验教学的基本特点和要求，教师可以制定如下的教学路线：物理现象—提出问题—实验设计—结果观察—问题分析—总结结论，这是一条学习以及探究的路线，能帮助学生有效地实现物理实验课程的高效学习。下面将进行具体解释。

1.物理现象。对物理实验课程来说，往往一个实验内容包含一个物理现象，阐释一个物理规律。但是其实在生活中，具有相似物理规律以及物理知识的生活现象有很多。为了提高学生对生活中各种物理现象的认识和把握，在物理实验教学的过程中，应该将相似以及相同的物理现象进行归纳，以提高学生对物理现象的认知水平。以北师大版初中物理实验内容为例，在学习声音传播的过程中，利用信息技术手段，可以展示声音在固体中的传播现象，声音在液体中的传播现象，以及声音在空气以及真空中的传播现象，还可以将不同介质中的声音传播特点进行比较，以发现其中的问题。而实际在实验的过程中，往往只用音叉和桌子进行实验，也就是仅仅展现了声音在固体中的传播。利用信息技术手段，可以有效地将与声音传播相关的相似的物理现象以及。规律进行呈现，提高了学生对声音传播的认识。

2.提出问题。随着信息技术的不断发展，当前信息的流通以及共享更加的快速。物理现象主要来源于自然以及生活，信息化的社会使信息快速在网络上进行传播。除此之外，各种自然现象也会在网络中重现，物理现象作为一种特殊的信息，能被有效地传播，因此，信息化的发展以及信息技术的运用，促进了物理现象的传播。教师在进行物理实验课程上可以有效地搜集这些物理现象，这些有趣的物理现象呈现在实验课堂上，激发了学生的好奇心。在此基础上，学生能根据这些物理现象提出相关的问题，所以提高了学生对实验课程的学习兴趣和积极性。教师利用信息技术作为一种有效的工具，将这些物理现象呈现给学生，但是要想激发学生对物理现象的兴趣，并且提出相关的问题，必须创设一定的生动有序的情境。情景的设计一定要包含以往学习的知识，在此以此为基础引出将要掌握的新知识。旧知识与新知识的碰撞，容易激发学生的探究欲望，并提出相关问题。以北师大初中物理实验课程为例，在学习“水的沸腾”这一个实验课题时，让学生掌握了在常温常压下水分层的温度以及基本的现状，在此基础上引出纸锅烧水的内容。而在这个过程中，学生会提问：“为什么纸容易燃烧，但是纸中包水就不易燃烧？”。

3.实验设计。实验设计是教学过程中最重要的环节，实验设计的好坏一定程度上影响了实验的结果。因此，对教师和学生来说，必须运用各种手段加强实验设计。实验设计应该尽可能地做到准确以及全面。在实验设计的过程中，教师要给予学生适当的引导，让他们通过自己的思考以及动手设计实验。当然，在学生进行自我实验的过程中，可以有效地利用各种信息技术手段搜集相关的信息，并设立完整的实验内容。这与传统的实验过程具有明显的不同，在传统的实验过程中，教师往往为学生固定了实验的过程。也就是说，实验设计的主体是教师，而不是学生。这种方式降低了学生对实验课程的参与度，也不利于培养学生的自主学习、动手以及信息搜集的能力。当前，在信息技术大环境下，学生可以利用网络以及信息技术设备搜集信息，从而为实验设计奠定良好的基础。根据收集的信息，学生可以针对实验内容提出假设。物理的实验往往需要小组同学相互配合，通过对这些假设提出，小组同学之间可以进行有效的交流和讨论，从而保证实验设计的合理性。设计实验过程也展现了学生对基础实验现象以及实验知识的掌握程度。在设计实验的过程，中学生对不懂的物理知识或物理现象，需要进一步思考和探究，从而提出一些猜想。

4.结果观察以及问题分析。完成实验过程以及对结果进行观察和分析，也是实验教学过程的重要环节，完成实验过程往往需要小组同学之间的配合。比如，采用常用的测量工具对物体进行测量的过程中，需要两个同学相互配合。其中一个学生准备刻度尺、卷尺、游标卡尺以及螺旋测微器进行物体的测量，而另一个学生需要根据该同学测量的结果进行实时的记录，保证数据的准确性。而在对实验结果进行记录的过程中，为了保证实验结果的有效性，应该采用一些专业的软件对结果进行记录。如果用Excel记录，需要标注每个数据所对应的物体以及所采用的工具，而这些工具的使用，体现了信息技术在生物实验课程的应用，同时，以表格为基础的数据记录方式，能有效地实现实验结果的共享，具体表现为每个小组的成员都能在短时间内快速接收到准确的数据，有效地节省时间。同时，在实验的过程中，往往会出现各种各样的问题，这些问题可能会导致实验的失败。学生如果經过组内的讨论或是思考未能解决这些问题，可以通过信息技术手段搜集相关的现象，抓住导致该问题的根本原因。在此基础上，教师也可以针对学生的问题提出相关的指导性意见，从而引导学生向着实验的正确方向进行。当然，教师在引导的过程中注意把握引导的限度，防止因为引导过度限制了学生的思维。在实验过程中，可能会出现各种各样的结果。通过结果的观察以及信息手段的分析，能提高学生对实验认识的深度，最终提高学生的实践动手能力。

5.总结归纳。归纳总结是对实验过程中所有的内容、问题、结果等进行总结，在此基础上分析出最终的结论。归纳总结，可以实现理论知识以及实验知识的有效结合，有助于培养学生的物理综合素养。一般来说，学生可以在物理的理论课堂或者是生活中获得物理的基本知识，在实验中通过亲自动手完成实验过程，观察实验结果，记录实验数据，分析数据。而在实验过程中，会遇到各种各样的问题，对这些问题进行分析的过程中，需要学生具备一些理论的基础知识，最终实现理论指导实验，实验验证理论。而在这个过程中，教师可以利用有效的信息平台，帮助学生进行分析讨论和归纳总结。比如，教师可以让每个小组建立一个讨论的平台，往往是一些微信群或者是QQ群，让他们进行课下的自主讨论和学习。除此之外，在进行归纳总结的过程中，还会利用到信息技术工具，如利用Excel表格，可以实现数据的基本计算。以北师大初中物理实验单元为例，在学习物体的质量与体积的关系时，通过实验过程，学生能利用天平以及三角板测量出木块、铁块以及铝块的质量和体积。而这些数据可以记录在Excel表格中，而对数据的分析和计算过程，可以利用一个Excel表格中的相除公式计算出物体的密度。同时可以对这些计算的结果进行分类与总结归纳出相同体积、不同质量的物体其密度的大小变化。也可以比较不同物体质量相同时，其体积的差异性。通过数据的归纳总结，学生可以有效地了解到物体的质量、体积以及密度之间的关系，从而阐释为什么相同体积的铁块以及木块铁块的质量较大，而木块的质量较小，主要原因是因为铁块的密度较大。

综上所述，本文主要探究在信息技术环境下初中物理实验教学的过程，同时指出，物理实验过程不仅需要学生具备一些物理的经验，同时需要学生具有良好的逻辑思维能力。在此基础上，本文总结出了教学的基本路线：物理现象—问题提出—实验设计—结果观察—问题分析—总结归纳。对教师来说，应该牢牢地把握这条路线，从各个方面采取全方位的指导策略，以提高学生的实验动手能力以及逻辑思维能力，丰富学生的物理实验经验。

当前随着时代的不断发展，不仅要求相关的技术人才具备专业的技能，同时要会熟练地运用一些信息技术手段实现信息技术与专业技能学习相互结合。在教师进行教学的过程中，要有效地利用这些信息技术手段和方法，把其作为一种有效的教学工具应用在实验教学过程中，引导学生有效地利用这些信息技术手段，提高自身的实验探究和操作能力。

注：本文为2020年度甘肃省教育科学“十三五”规划一般课题“机器人+项目活动与初中信息技术教学整合的实践研究”（项目编号：GS[2020]GHB4320）的阶段研究成果。

（宋行军）