核心素养理念下高中物理教育信息化应用研究

摘要：新课标对当前的教育形式提出了明确要求，要求各科教师在教学中积极引入信息技术，以促进课程改革。高中物理知识抽象性较强，存在较多复杂的知识点及繁复的物理概念，学生理解起来难度较高，合理应用信息技术实现教育信息化，能够降低学生理解物理知识的难度，也能够改善物理课堂沉闷的氛围。为此，各高中物理教师应积极探索在教学过程中引入信息技术、实现教育信息化的策略，以此提高学生的核心素养，促进教育改革事业的蓬勃发展。

关键词：高中物理；教育信息化；核心素养；应用

新课改的要求下，各教师应探索全新的教育手段，充分重视在教学过程中培养学生核心素养、促进学生的物理概念发展的需求得到满足，以此完善物理课堂教学结构。通过信息技术手段实现教育信息化，能够促进学生在课堂中认真听讲，并激发学生物理学习的主观性，以多元化的教学手段，降低学生对物理学科的抵触心理，可以有效提高物理教学质量，也能够发展学生物理知识应用能力及实践能力。

一、核心素养视野下的高中物理教育信息化概述

（一）物理核心素养简介

高中物理学科的核心素养主要由物理学科技术概念、物理学科科学思维、物理探究能力以及物理科学的态度与责任这四大方面构成，是学生完成高中物理学习的必备品质，也是学生发展及科学素养的关键组成部分。其中，以物理观念为核心的内容，代表学生对物理知识的吸收及内化能力，是学生学习物理的基础能力。而物理学科的科学思维以及科学探究方面是学生的自主发展能力之一，也是促进学生养成学习习惯的关键能力。关于物理学科的态度与责任，则是学生学好物理、发展物理专有思维，成长为独立健全人格的必备品格。在物理学科核心素养中，上述四大方面相互依存、共同发展，方能实现更高质量的教学。

在高中阶段，合理发展学生的物理学科素养，可以促进学生透过物质表面看本质，了解物理学科知识结构的规律，并掌握新的物理知识学习方法，能够帮助学生树立健全的学习认知观念以及学习习惯，指导学生认识物理、深入了解物理、理解物理知识，最终爱上物理。合理的科学探索观念，也能够发展学生的其他科学意识，促使学生形成科学思维，在阅读中思考、在思考中分析、在分析中假设、在实践中求证，以此发展学生的多项能力，并发挥物理学科的实用价值、实践价值，使学生从科学角度了解生活知识，利用物理知识解决生活问题，帮助学生完成物理知识迁移。全面发展学生的核心素养是当下素质教育阶段的核心需求，为此，教师必须找到合理的教学方式，在日常教学工作中发展学生的核心素养，设计合理的课堂教学活动，在多姿多彩的物理课堂中，创设出核心素养视野下的高质量高中物理课堂。

（二）高中物理教育信息化的价值

高中物理课堂是发展学生学科核心素养的主要阵地，教学的过程是教师向学生传授知识的过程，也是指导学生掌握正确学习方法的过程。通常，在课堂中完成的物理教学活动可称为班级授课制，由教师结合当前班级内学生的主要特征及当前阶段的教学目标，制定合理的教学任务，并按照课表在班级中完成授课。在传统的教学模式下，教师常以讲学式为主，学生在课堂中多以被动的形式学习物理知识，这一过程显然已经不满足当下素质教育对学生的要求。而在物理课堂中积极引进信息技术，教师便可以根据当前的教学内容以及学生的心理特征，使用媒体设备完成高质量的信息化教学。因此，教师需要创新教学思想，善用多类型的媒体设备，将信息技术及数字化融合在物理课堂教学过程中，以促进物理课堂的教学改革。通过信息技术的加持，物理课堂整体的知识结构、课堂流程，都将更加科学、更加完善、更加系统。教师可以利用多样性的信息化教学，在课堂快速吸引到学生的目光，以切实提高高中物理课堂的教学效果。

现代化、信息化、数字化的物理课堂，可以打破原有的时空限制，能够让学生在物理课堂中积极发展个人的思维及想象力，扩展学生的视野。教师应通过影音视频、动画、3D等多项数字化媒体技术，为学生带来更加精妙绝伦的课堂体验，可以使各类抽象难懂的物理知识以更形象、生动、直观的形式展现在课堂之中，促进学生理解。另外，教师也可以在互联网平台中搜寻大量的教学资源加以整合，善用丰富的网络资源，优化课堂的授课内容以及课堂整体结构方式，可以有效实现物理课堂的改革及优化，让学生在更具多样性的物理课堂中成长。

最后，合理应用信息技术实现教育信息化，教师可以在物理课堂中为学生展示各类物理知识在日常生活中的应用，能够让学生将生活与物理有效连接，进一步提高学生对物理知识的掌握水平以及应用能力，以此方可提高学生的核心物理水平，也能够使学生在数字化环境下，进一步了解物理学科的实用价值，认识到物理对现代化社会发展的重要作用，以此激发学生学习物理的兴趣。

二、核心素养理念下高中物理教育信息化的核心原则

（一）科学性原则

基于核心素养理念下的教育信息化物理课堂构建，教师必须要遵循科学性原则，确保教师在课堂中传输的所有知识及观念是正确的、科学的，能够激发学生物理学科思维发展。充分利用现代化数字课堂的技术优势，培养学生的物理专业能力，避免学生在学习过程中出现原则性错误，同时，将物理知识利用简单、形象的表达手法，通过媒体设备传递给学生，以降低物理知识的学习难度，让学生更理解物理学科的相关概念，并培养学生物理思维的敏捷性。

（二）循序渐进原则

高中物理课堂的知识体系较为严谨，教师在教学过程中，势必要遵循循序渐进的原则，将物理知识以层次性、结构性、逻辑性的状态呈现在课件中，并表述给学生。适时引入更加生动形象的教学手段，帮助学生完善物理知识体系的建构。例如，利用信息技术，在课堂中引入思维导图教学法，以提高学生对物理知识的理解及结构重建能力，强化学生的物理学习成果，以此培养学生的物理核心素养。

（三）因材施教原則

教学过程中，教师需要遵循重视学生的个体差异，全面掌握当前学情，分析不同学生个体的行为差异、学习能力差异，随后适当利用信息技术优势，创建合理的分层教学，实现因材施教，真正提高学生的物理能力，建立更加完善的高中物理课堂体系。信息技术的针对性较强，也有利于教师根据不同学生的情况灵活调整教学方案。另外，合理引入信息技术，完善物理课堂评价，还能够帮助教师通过大数据，分析出当前学生的短板，有利于教师制定更加详细的教学方案。因此，教师需要尊重学生个体差异，并以因材施教为核心原则，设计信息化高中物理课堂教学方案，以提高物理课堂教学有效性。

（四）理论与实践相结合原则

教育核心素养理念下，物理教师需要遵循理论与实践相结合原则，通过设计多样性的物理实验教学活动，提高学生对物理知识的认知与理解。一个有效的方法是合理应用虚拟实验平台，为学生设计多样性的物理实验，在实验教学中吸引学生对物理学科的兴趣，并引导学生在操作中学会理解物理概念，让物理知识和生活相结合，培养学生的物理学科应用能力。

三、核心素养理念下高中物理教育信息化的应用策略

（一）引入物理微课堂

物理微课堂是一种较为常见的信息化教育手段，是一种用时较短，以信息技术手段为主要核心，通过视频呈现出片段化的物理知识的教学形式。通常，教师会使用高清电子设备录制教学视频，并将其上传至学习平台。微课整体的主题较为鲜明，内容相对丰富，能够帮助学生快速梳理本学科的核心知识点，且针对性较高，可以实现物理学科重、难点的知识点强化，对指导学生创新学习方法极有帮助。合理的微课教学视频，可以为学生带来强烈的视觉冲击，使学生对物理学科知识点的掌握更加透彻。学生能够反复地观看本课重点知识，有助于发展学生的自我意识，实现随时随地自主化学习。微课可应用于课前预习、课堂教学及课后复习三个阶段中，能够按照当前学情及教学目标需求，体现出不同的形式，是信息化物理课堂中价值极高的教学手段之一。教师可以利用微课将抽象的物理概念及物理现象，用具象化的视频形式体现出来，也可以利用微课为学生录制物理实验重、难点，提高学生的实践应用能力等。微课可以让学生从感官角度上，对物理知识有更加清晰、直观的认知，还能够有效改变物理课堂或物理课后复习时的枯燥气氛，让学生对物理改观。

以“电磁感应现象及应用”一课教学为例，在本课导入时，教师可以为学生播放提前准备好的微课视频，在微课中为学生展示生活中常见的电磁现象。例如各类电子感應器、感应马达等，利用生活场景启发学生的探索意识，提高物理课堂对学生的吸引力。随后，在微课中，教师可以将本课主要的知识点用思维导图的方式绘制出来，为本课的课堂教学做好铺垫，有利于提高本堂课的教学效率。本课的微课录制，要尽量贴近学生的生活，以各类生活中常见的内容，引导学生对生活中的电磁现象产生探索欲望，让学生进入学习状态，跟随教师的教学节奏，便可以达到事半功倍的效果。

（二）善用仿真实验

在信息化教育模式下，物理实验作为物理学科的重要组成部分，也发生了相应的变化。物理教学应引入仿真实验平台，通过信息技术及各类数字化手段，利用多媒体语音识别技术、仿真技术、AI交互技术等，在线上平台中建立起物理仿真实验室，以代替传统的真实物理实验环境。学生可以通过移动终端或线上平台，在仿真实验室中完成实验操作，能够帮助学生掌握物理实验的全过程，也有利于学生了解物理实验的基础要求，让学生在不断地练习中，掌握物理实验的操作方式以及核心要素。但部分物理实验材料较为昂贵，或是某些实验过程存在一定危险性，导致大部分高中物理实验无法真正在学校中开展。部分物理教师会通过讲解或播放视频的形式，为学生讲述物理实验，致使学生在学习过程中缺失了实验体验。合理应用物理仿真实验室，便可以将学生的物理实验操作转移至线上平台，打破了时空限制以及材料限制，能够让学生在虚拟环境中亲手操作实验，以此提高学生的物理实践应用能力，有利于学生在实践中掌握物理科学观念。仿真实验室是传统物理实验教学改革的重要内容，通过线上平台及信息技术，打造具有真实性的物理实验室，还可以让学生在学习物理的过程中，充分利用仿真实验室发挥个人的想象力，自主设计实验过程并自主探究物理知识，可以有效激活学生的科学思想，促进学生自主学习观念的发展。

以“探究平抛运动的特点”这一课的实验教学为例，教师可以提前在仿真实验平台中预设合理的实验材料及原本的实验流程，先让学生根据教师设定的实验流程，完成平抛运动实验。让学生跟着教师的操作，准确无误地在仿真实验室中完成实验操作并记录实验现象，从中分析出平抛运动的特点。随后，教师应将学生分成四人一组并开展小组讨论，要求学生在小组内思考，如何设计一个与教师所设计的实验内容完全不同的其他实验，用于探究平抛运动的核心特点。要求学生在小组讨论后给出实际方案，并在课堂中分享，最后利用仿真实验室完成实验操作，并验证实验是否可行。仿真实验室的虚拟特性可以满足学生反复试验的需求，给予了学生更多的试错空间，满足学生的想象力，让学生积极在实验环节中验证个人的猜想。

（三）设计智慧翻转课堂

智慧翻转课堂是教育信息化的核心体现，教师可以利用极为丰富的信息化教育资源，改变原有的物理课堂结构，通过翻转课堂的形式，引导学生完成自主学习、自主探究。合理引入师生互动或线上交互，促进学生物理知识的内化过程，以此提高学生的自学能力，培养学生的自学习惯。在高中物理智慧翻转课堂中，教师会灵活应用线上平台，督促学生自主学习并促进学生之间的交流，打造交互性、互动感更强的物理课堂，以鼓励学生自学为主，培养学生的核心素养。通常智慧翻转课堂中，教师上传的教学视频会针对特定的物理问题。学生基于该问题积极思考，并介入师生互动和生生互动中，完成高质量的学习。在信息技术下的智慧翻转课堂，还可以保存该课堂内容并上传至线上平台，让学生在课后及时巩固并学习，以此发展学生课下的自主学习能力。

以“曲线运动”为例，教师需要先利用媒体设备，为学生展示物体曲线运动的轨迹图，随后截取视频中的某一片段，要求学生结合此前学习过的内容，思考在物体呈曲线运动时，物体受到了几方的作用力？通过受力分析，将新旧知识点有效联结为一个整体，随后引申出曲线运动的特征及其内在含义，带领学生探索在曲线运动中切线的定义。接下来，利用3D或Flash，为学生播放钢球、飞镖的曲线运动轨迹，并构建仿真实验场景，帮助学生了解曲线运动的实际表现，将复杂的运动模型，通过三维视图，直观展现在学生面前。最后，引入小组讨论教学，完善课堂中的生生互动，以提高本次智慧翻转课堂的实际效果。学生可以在课堂中提出问题，并由其他同学解答该问题，以此调动课堂的活跃氛围。

四、结束语

在新时代的高中物理课堂中，物理教师需要改变原有的课堂结构，积极探索信息化教学的方针，合理开展信息技术教学，促进物理课堂的改革与创新，将物理学科教学及核心素养培育有机结合。在信息技术的帮助下，创新教学模式，帮助学生在更加生动形象的课堂中，建立完整的物理知识体系，有效促进学生的知识内化、知识迁移，以生动多彩的物理课堂，全面促进学生的核心素养。

作者单位：秦彦全 莒县第二中学

参  考  文  献

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