信息技术在高中物理电学实验教学中的应用研究

陈立峰

摘 要：信息技术与物理实验相融，已经成为互联网时代背景下，高中物理教学的关键发展趋势。现以此发展趋势为探索契机，进行运用信息技术于高中物理电学实验的操作方向说明，提出微观世界可视化、及时捕捉实验过程和现象等方面的要求。提出教师应基于恰当教学原则，进行具体应用策略的合理使用，如实验合理展示、实验资源库建立等。相关策略强调了物理实验教学空间拓展的可行性，这将帮助学生从既往模仿实验，逐步转变为自主设计实验与创造实验，实现对电学乃至对物理知识体系的更清晰认知。

关键词：高中物理；电学实验；信息技术；应用研究

从目前看来，如果可以达到对于信息技术的科学化与灵活化利用，一方面能够使物理实验以直观可视效果呈现在学生面前，另一方面则可从学生角度给予兴趣激励，让其能够全身心参与实验，自觉对所学知识、所做实验过程形成深刻印象，促进他们的物理核心素养全面提升。以高中物理电学实验为例，教师可据此优势，利用信息技术合理引入，进行课堂实验资源更新、实验方法拓展，真正突破传统授课模式带来的局限性，给学生以行之有效的帮助与指导。

一、应用信息技术于高中物理电学实验的

方向

所谓应用信息技术于高中物理电学实验的方向，即教师应看到信息技术与电学实验教学相结合的优势，切实把握住相关优势，置电学实验课堂于优质情境。

（一）微观世界可视化

教师应注意到让课堂实验做到微观世界可视化。因为高中阶段物理实验教学过程中，涉及诸多微观物理现象，特别是电学工作原则更是如此，如果用过于传统的教学策略，则学生不容易观察到实验过程和实验结果，极易造成认知理解出现问题。与之相比，信息技术应用于高中物理电学实验，课堂会通过计算机和多媒体模拟微观世界物理现象的形式，使学生掌握物理知识。

（二）捕捉過程和现象

实验过程和实验现象的及时捕捉，是信息技术融汇使用下教师所应注意的另一发展方向。高中物理电学实验中，很多内容都具有瞬时性特点，学生还未来得及观看，实验过程便已经宣告结束。而在信息技术整合之下，这种瞬时过程可被捕捉与记录下来，使学生有机会在镜头慢放情况下形成深刻印象、加深记忆效果。

（三）内部结构的认知

信息技术可帮助展现电学实验所指向事物的内部复杂结构，即在认知电子器件内部复杂结构过程中，若可以把信息技术融会其中，则学生的认知将更为简便和快捷。除此以外，对于经典物理实验的再现，或者对于具有一定危害性电学实验的演示等，则均属于教师应注意的信息技术应用场景[1]。

二、应用信息技术于高中物理电学实验的操作原则

应用信息技术于高中物理电学实验，会因上述方向的多元化而大有可为，教师在使用信息技术时，应据其优势进行操作原则的具体把握。

（一）目标性原则

目标性原则是运用信息技术于高中物理电学实验的首要原则。在进行高中物理实验教学期间，教师应秉持这一原则，即充分做到以目标作为导向。现在很多教师均已经认识到了信息技术所具有的物理实验辅助功能，然而却又往往忽略掉另一个事实，即因为滥用信息技术而导致的实验教学目标不够清晰问题。物理教师应在电学实验教学中，制订更为清晰化与立体化的教学目标，保证学生在目标指引下，扎实掌握物理知识，取得物理实验技能等方面的同步进步。

（二）适度原则

信息技术是服务于学生发展要求的，而非教师一种“炫技”工具，即部分实验要由学生亲自动手操作，这部分实验无法以现代信息技术来取代，而有些可以融入信息技术的实验，技术所起到的作用只能是展示现象、呈现过程，而非代替思考。高中物理教师一定要进一步明确物理学习时学生的客观认知规律，科学界定哪些部分应当应用信息技术，哪些部分不适宜信息技术，保证信息技术在恰当位置插入，如一些电学实验具有一定抽象性，不能在课堂上完成，教师即可考虑借助多媒体手段进行演示，以便用模拟形式加深学生对于相关知识的理解。

（三）功能辅助原则

在高中物理实验教学期间，教师运用信息技术应明确功能辅助原则，将信息技术辅助功能充分发挥出来，借此燃起学生的物理学习热情。例如，在面对一些电学难点问题期间，教师可亲自给学生提供解答问题的思路，在解答时一面给予知识指导，一面增加信息技术呈现图像和视频等的帮助，让学生体会到物理实验所具有的无穷魅力。总的说来，实验教学应强调学生探究为主、教师讲解为主，而将现代信息技术置于辅助位置，既不能忽略其功能价值，又不能出现舍本逐末的问题[2]。

三、应用信息技术于高中物理电学实验的实施方法

（一）教师讲解时的技术引用

在高中物理电学实验中应用信息技术时，首先在教师讲解基础知识与实验技巧时加以体现。总的来说，在高中阶段进行物理教学过程中，学生可以接触到的电学方面实验知识可集中涉及以下四点：1.不同电表连接形式；2.不同电表改装形式；3.如何应用滑动变阻器；4.如何进行金属电阻测量，以及伏安法应用。

学生在学习过程中，既应了解实验时所涉及的设备器材、实验流程，又应拥有足够的实验能力及实践技巧等，而这些均可由教师借助信息技术手段给予讲解说明，即在实验操作之前，教师可借助电子信息技术进行电学实验相关内容阐述，例如教师可划分出不同教学类型，包括怎样进行电路控制、怎样应用电子元器件等。同传统意义上的物理电学实验教学相比，在物理电学实验中应用了信息技术，学生更容易表现出对教师所教内容的强烈兴趣，切实提升整体教学水平。

例如，教师在讲解“电路组合”有关知识时，若依传统教学逻辑开展讲解，学生很容易使自我思维限制于狭隘框架内，不能充分了解教师所欲传达的信息，而如果教师突出信息技术功能优势，则结果势必会大不相同。首先，教师可以借助信息技术手段，构建形成完善的电流实验模型；其次，可以利用多媒体屏幕形式，使学生看到实验期间二极管和三极管所具有的不同作用，形成真实直观的体验[3]。

在此之后，教师可以借助电子仿真软件，使学生看到振荡电路活动形式，这对于加深学生理解，具有显著促进作用。总之，在教师进行讲解期间，可进行信息技术的合理使用，以便降低电学实验操作难度，同步凸显电学实验教育价值等。

（二）实验操作时的资源支持

高中物理教师应结合信息技术手段，构建形成完善程度更高的物理实验资源库，以供学生参考取用。在物理实验教学期间，使信息技术充分融合其中是非常有必要的，教师应基于这种必要性，从具体教学要求出发，进行以物理实验操作为指向的数字化教育资源。

关于资源支持策略，笔者认为，可从具体教学延伸开来，由教师主动构建丰富的数字化资源库，同时有效开展同实验项目有关的资源革新活动。另外，为了促进实验教学质量的提升，教师需要重点关注数字化资源的来源，尽可能利用来自生活的资源，这样将使学生于电学实验期间切实感受到真实生活之中的一些内容，实现更有兴趣、更积极主动的学习目标。例如，在教学“变压器”这一物理知識时，教师可以利用数字化技术，进行数字化资源的合理安排与有效组织，达到教育资源理想化共享效果[4]。

另外，在具体实验指导期间，教师则应给予学生正确的引导，让学生能够主动收集生活中的变压器图片，做好其工作原理及结构构造方面的分析。同时教师应继续展现信息技术的资源补充优势，从中寻找到相关的实际生活用品，用于阐述变压器有关原理和知识，借此拓宽学生思维，方便其理解记忆等。

例如，教师可让学生观察电饼铛、电饭煲等电器的电压，一般均为220V，然而大型发电机的电压则高得多。教师可以结合拓展资源提出问题：这些电器的电压为什么会不一样？变压器所起的主要作用是什么？大家是否可以举出其他例子来说明变压器的作用呢？利用此类拓展问题，可使学生得到物理思维的自然延伸，能够更有效进行物理现象与生活实际的观察，同步巩固教材中的物理知识，达到学以致用的理想效果。

（三）实际探索时深化认知

信息技术在高中电学实验教学中的应用，还可以表现在实际探索时的深化认知方面，即学生可以因为信息技术的融入，而在实验实际探索时自觉深化对物理知识的认知。

例如，首先，信息技术融入可帮助学生强化实验和知识概念间的关联性。即教师在做物理电学实验优化设计时，应一面明确实验教学目标，一面以强化实验和理论之间的联系作为依托，引导学生进行概念的深度解读，在这方面信息技术则具有显著优势。如学生在参与用多用电表进行电学物理量的测量实验时，便可带着概念完成任务，突破知识点解读要点，重点结合信息技术手段了解多用电表所具有的构造特点和工作原理，了解多用电表如何使用的方法，同时对电学黑箱、直流电源以及导线有关概念加以把握等[5]。

其次，教师可在信息技术支持下，给予学生数据读取和处理有关知识的及时指导。在电学实验时，学生将使物理知识得到内化，使重难点得到突破，而教师则可因信息技术的支持，引导其从自身视角出发，更有效分析实验原理、规划实验思路，做到对数据读取等方面的准确把握。例如，教师可引导学生把握最小分度值是非“1”的仪表读数方法，使学生进行真实、准确数据读取与处理，以冷静和认真的态度展开知识探索。

实践探索是深化认知的另一角度，是教师帮助拓展学生的知识体系。在高中阶段开展物理电学实验时，教师可以于实验持续期间，基于既定实验操作要点，利用信息技术手段给学生创造实验认知深化的平台，有序地支持其进行实验创新拓展，让学生在实验中及实验后，思索现实生活之中的有关知识，包括为什么家里的灯泡会突然间熄灭，为什么会出现跳闸的现象，能够利用所学物理知识对此做出分析阐述吗？这些拓展知识体系的问题，可进一步调动学生体系化思维的构建与完善，使之有可能走出教室、回归生活，真正意义上形成基于物理实验的认知拓展理念[6]。

（四）支持学生的自主发展

在高中物理知识体系框架之内，包括了大量相似性内容，如果稍不留意，这些内容便极易为学生弄混淆。教师可以利用提问引导等方法，帮助学生分析差异，支持其在自主发展状态下进行更深入的思考辨别。在提问引导时，支持学生自主发展，使之准确识别关键知识点是非常有必要的，可认为这是帮助学生突破电学实验困境的关键。实际教学时，很多学生都可能出现机械遵循教师节奏、机械记忆知识内容的问题，却无法自主做到理想化辨析。针对此问题，教师应以使学生独立总结有关知识，进行相似概念内容的异同分析为目标，突出信息技术融合的支持作用。

举例而言，在进行“滑动变阻器应用分析”实验教学时，需要让学生比较滑动变阻器在接入电路时的不同操作方法，了解限流法与分电压法的应用技巧，但这两种方法所涉及的电路图很相似，而滑动变阻器所具有的调节效果又完全不同，且无论电压、电流还是功耗等方面均有完全不同的表达式，常会让学生在自主操作、自主发展时倍感困惑。这时教师可使学生置身于信息技术场景，在生动地展示信息技术后，学生将有效完成两种方法的操作，形成准确的过程分析，同时将分析结果以表格形式体现出来。

以信息技术为媒介的支持学生自主发展策略，既可以在课堂上使用，又可以在课堂外进行，教师可以根据学生表现出的问题，给予针对性的安排及教学指导，用于切实改善学生认知效果，同时通过增加自我和学生之间互动的做法，鼓励学生进一步了解实验操作方法及操作程序，为其未来的研究创造有利条件[7]。

结束语

在物理课堂教学中，适度引入信息技术能够起到丰富学生课堂体验，为其创造良好自主学习空间等诸多方面作用，促进其探索精神与思考能力的提升。高中物理教师可继续进行以电学实验为代表的物理知识，突出相关知识在信息技术场景下的表现效果，即分别用本文所列举的实验合理展示、实验资源库建立等做法，使高中生有机会对物理实验形成正确的认知，同时在具体学习过程中体会到物理实验的无限乐趣。

参考文献

[1]洪文青.推进信息深度融合，提高课堂实效：信息技术与高中物理教学的整合策略[J].高考，2020（22）：100.

[2]姚香花.在物理实验教学中信息技术融合策略[J].数理化解题研究，2020（8）：63-64.

[3]曹杭云.现代信息技术与高中物理教学的深度融合[J].数理天地（高中版），2022（12）：95-97.

[4]宋欣航.高中物理教学中常见电学实验问题及优化改良措施[J].新智慧，2021（28）：67-69.

[5]时子豪，张晓琳.融合信息技术提高教学质量：现代教育技术与高中物理教学的深度融合案例分析[J].物理通报，2022（S1）：126-131.

[6]刘元平.高中物理教学中常见电学实验问题分析[J].数理化学习（教研版），2020（8）：51-52.

[7]谢琳.高中物理教学中常见的电学实验问题分析[J].天天爱科学（教学研究），2021（10）：85-86.

本文为2022年福安市基础教育研究立项课题“信息技术与中学物理实验教学深度融合的研究”（编号：AJKT2022016）成果。