核心素养下的现代信息技术与物理实验教学融合

周鑫湘

【摘要】在科技迅速发展的时代背景下，现代信息技术逐渐改变了人类的生活、学习和思维方式.信息技术因其高效、便捷、全面的特性，对各个领域的发展产生了广泛影响.在这种环境下，教育领域也面临着新的发展机遇和挑战.如何有效地运用现代信息技术来提高教育教学质量，已成为教育领域急需解决的重要课题之一.物理实验作为自然科学的重要组成部分，在培养学生科学素养、实践能力和创新精神方面发挥着关键作用.物理实验能帮助学生更容易理解抽象的物理理论，激发学生对科学探究的兴趣和热情.因此，将现代信息技术与物理实验教学相融合，创新教育模式，将有助于丰富教学手段，提升教学效果，并全面提升学生的核心素养，使其具备更强的学科能力和综合素质.

【关键词】核心素养；现代信息技术；高中物理

现代教育领域因信息技术快速发展而变革，因此需思考如何将现代信息技术与传统教育内容融合以更好地满足学生学习需求.核心素养包括创新思维、信息素养、合作精神等综合能力，物理实验旨在帮助学生理解自然规律和培养其科学精神和实验技能.如何将现代信息技术与物理实验教学有机融合以促进学生核心素养的全面发展，已成为备受关注的课题，在此背景下，需进一步探索和研究以适应数字化时代的发展趋势，提高教育质量和效果.

1 现代信息技术与高中物理实验教学融合的重要性

1.1 提高实验可视度

在高中物理实验教学的过程中，演示实验扮演着重要的角色.教师需要利用演示实验，多次引导学生参照课本进行总结，从而帮助他们找到物理规律，并深化对相关知识的理解和掌握.然而，在传统教学模式下，演示实验常常受到课堂时间限制和设备精准度不足等因素的影响，导致实验现象无法被准确地观察.此外，许多学生由于座位原因，无法积极参与互动.为了解决这些问题，物理教师可以利用信息技术提前录制相关实验视频，并结合多媒体设备和智能白板等工具来播放演示实验的视频.通过慢放、放大以及暂停等方法，这些视频可以更好地呈现出实验效果.例如，在电学实验中，教师需要按照电路图连接实物图时，后排学生很难观察到滑动变阻器以及正负接线柱的連接方式.因此，如果利用多媒体设备进行投影，就可以放大教师的操作画面，方便教师针对物理实验知识点进行讲解.

1.2 方便实验操作以及数据统计

信息化背景下的物理实验教学具有与传统物理实验教学显著不同的特点.借助互联网，物理教师和学生能够在很大程度上摆脱空间和时间因素的制约，实现学习资源的共享和互动.学生可以在课后自主搜索相关实验教学资料，深化对物理实验意义的理解，并将实验模拟动画以及操作视频以文件形式保存，以便在后续需要时进行多次观看和学习.合理利用信息技术不仅可以激发学生对物理学科的兴趣，同时还有助于培养学生的自主学习能力，提升学生的学习效率.

此外，与传统物理实验的数据处理方式相比，现代化信息技术可以在短时间内辅助教师完成数据计算过程.对于学生而言，有必要在高中阶段开始初步学习数据处理技术，灵活运用Excel等计算机软件，从而更好地进行数据运算和处理.通过合理利用信息技术，学生可以将节省出的数据运算的时间用于实验过程的反思和理解上.

例如 在“加速度与力、质量的关系实验”中，教师可以引导学生利用Excel软件将实验数据制作成折线图，直观地感受每一个物理量的变化所带来的影响，从而得出不同物理量之间的正比、反比关系.

1.3 激发学生的学习兴趣

相较于其他学科，高中物理涵盖的知识点相对更为复杂，涉及电能、力能等概念，需要学生具备一定的空间分析能力和逻辑思维.为确保学生能够准确理解物理公式及知识点，高中物理课程中纳入了实验教学环节，其目的在于通过直观的实验现象来解释抽象的知识点，从而降低学生的学习难度.然而，传统物理实验教学手段相对单一，授课教师通常仅针对课本内容进行简单的实验解析，无法有效激发学生的学习兴趣.此外，部分物理实验受设备及材料所限，难以确保进行多次实验教学.

为应对这一系列问题，教师应充分挖掘信息技术的潜在价值.随着时代的发展，信息技术的应用越来越广泛以及电子设备对学生的吸引力日益增强.因此，教师应引导学生正确使用信息技术，结合信息技术营造轻松愉快的课堂学习氛围，从而在保证教学质量的同时，着力培养学生的物理思维能力.

2 信息技术与高中物理实验教学融合的相关措施

2.1 通过信息技术仿真物理实验环境

高中物理教学越来越注重实践性和应用性，每一项物理实验知识点都具有其独特的规律性和重要性.教师的角色在于引导学生独立观察到这一规律现象，并且能够随时随地地进行实验操作，从而加深对物理概念和规律的理解.然而，据调查显示，许多教师在实验过程中仅仅是进行了简单的展示，无法确保实验结果与理论相符，二者之间存在一定的差异.这一现象需要我们引起关注，并进行反思.

为了更好地培养学生的实践能力和创新精神，教师需要提供更加优质的实验环境.在传统的高中物理实验中，常常存在着设备不足、实验环境危险等问题，这些问题不仅限制了学生的实践操作，还可能对学生的安全造成威胁.因此，教师可以运用现代信息技术来模拟仿真物理实验环境.

例如 在“电源和电流”这一高二知识点的教学过程中，由于在传统教学模式下难以提供足够的电流表等设备，教师可以通过信息技术进行模拟仿真实验.这种模拟仿真实验不仅可以让学生亲自动手操作，提高了实验的交互性和趣味性，而且还可以保证实验设备的完好无损，降低了实验操作的风险.

此外，运用信息技术开展虚拟实验可有效解决实验光线不足的问题.

例如 在光学演示实验中，由于光线的影响，演示效果往往不尽如人意.运用信息技术开展虚拟实验可有效解决这一问题.学生通过亲自动手操作，可以更加直观地观察到实验现象和规律，从而更好地理解并掌握光学规律.同时，虚拟实验还可以随时随地进行，不受时间和地点的限制，让学生可以更加自由地进行学习和探索.

2.2 實验教学课后应用

通过将信息技术与物理实验进行有效结合应用，学生可以在课后进一步掌握和巩固相关知识.随着信息技术的广泛应用，大部分学生都拥有电子设备，因此物理教师可以在实验课后作业的布置上使用QQ、钉钉等社交办公软件.这些软件不仅可以降低学生的课后学习负担，还可以辅助教师更加直观地了解学生的学习情况.

例如在初步学习光电效应实验后，教师可以在网络班级群聊中分享一些蕴含物理知识的现实生活案例，如太阳能电池和半导体等.教师可以引导学生进行自我学习，并教导学生如何了解课外知识.例如，太阳能电池的本质是一种利用太阳光发电的光电半导体薄片，当满足一定照度条件后可输出电压，并在有回路的情况下产生电流.教师可以根据学生的学习进度逐步加大课后习题的难度，主要考查光电子初动能与入射光频率之间的关系等内容.

学生完成作业后，教师可以借助平台本身自带的阅读功能来整体观察学生的答题情况，从而判断大部分学生是否正确掌握相关知识点.此外，在作业评改上，教师也可以借助信息技术直接添加注释，这样可以减少课堂上因讲解作业所耗费的时间，让学生可以有更多的时间用于开展物理实验教学，感受物理实验所带来的乐趣.

2.3 信息技术在分组合作中的应用

物理教师应当意识到信息技术的应用可以与其他教学手段相结合.应用信息技术的主要目的就是帮助学生整理各个物理知识点之间的联系，从而构建一个正确的知识框架，在保证学生学业成绩的同时培养学生的综合能力.小组合作就是物理实验教学中十分常见的一种教学手段，合理利用小组合作可以培养学生的动手能力以及合作意识.因此在实验课开始前教师就需要先结合教材内容了解实验的目的以及原理，而后确定教学目标，根据学生的性格特点进行分组.在正式开始实验教学前教师可以先播放相关的信息模拟动画，让学生带着想要解决疑惑的好奇心参与实验.

例如 在“使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度”这个实验中，教师就可以组织学生以小组为单位进行多次实验并做好相关数据的计算汇总.而后就可以在实验过程中引导学生合理利用信息设备如计算机、多媒体投影等等，搜索该实验的相关案例，了解该实验的其他开展形式.在数据汇总上可以利用Excel软件进行计算表达.教师需要做到鼓励学生通过小组间的合作探究，逐步自我解决课前提出的问题，深化对实验的理解.而后在实验结束展示小组设计方案以及结果时，教师需要对敢于创新的同学进行鼓励认可.让合作创新精神能够深入到每一位学生心中，促进学生实验技能的提高和协作意识的形成.

2.4 利用信息技术拓展物理实验范围

近几年，随着教育政策的不断优化改革，高考题目难度正在逐渐提高，这就使得学生除了需要掌握基本的高中物理知识以外，还要具备将所学知识运用到实际生活当中的能力.因此，在开展高中物理实验教学过程中，教师要有针对性地利用信息技术来拓展实验教学范围，提高实验教学质量，以保证学生的学习效率.

例如 在学习“探究小车速度随时间变化的规律”这一实验中，教师可以利用信息技术提高实验难度。因为该实验本身的难度较低，但是经过对往年高考题目进行调查可以发现很多题目的知识点本质上都是以该实验为核心.进行实验时，教师可以为学生提供一个开车短视频，而后让学生用该实验来表达视频中的内容，分析小车在不同速度情况下自身存在什么力、力与物体运动之间的关系，进而加深对知识点的掌握，构建正确的知识体系.

除此之外，教师还可以根据课堂学习内容寻找一些趣味性的信息、模拟动画，引导学生学习动画中所包含的实验知识，通过抢答的方式培养学生们的思维运作能力，尽可能地让所有的学生都参与到互动当中，充分发挥信息技术在高中物理实验教学中的便捷性.教师还可以利用信息技术调整自身的教学节奏.如果教学比较顺利，在时间允许的情况下，教师就可以为学生播放实验短视频，拓展课外物理实验知识，拓宽学生的知识广度，激发学生的学习兴趣.

3 结语

综上所述，随着社会的不断进步和发展，教育领域及其工作者必须不断提升自身的教学能力，以适应时代的需求.积极响应国家教学政策，特别是在信息技术迅速发展的背景下，作为教师更要履行自身的义务和承担自身的责任.充分认识信息技术对高中物理实验教学的重要性，并合理利用多媒体设备、模拟动画及相关教学软件来培养学生的核心素养.通过这些方式，可以让学生在理解抽象物理知识的同时，更加重视小组合作和自主学习的必要性.这将有助于激发学生的学习热情，并促进他们更好地掌握知识和技能.希望本文所提供的思路能够为相关教育人员提供一定的参考，从而更好地发挥信息技术的作用，为国家培养出现代化综合型人才.

参考文献：

[1]卢海春，尹白顺.现代信息技术与高中物理实验教学的融合应用[J].物理教师，2023，44（05）：51-53.

[2]段春亮.应用现代信息技术开展高中物理实验教学的策略[J].中学课程辅导，2023（02）：69-71.

[3]易琪.现代信息技术融合下的高中物理实验教学研究[D].云南师范大学，2023.

[4]何力.现代信息技术在高中物理探究性实验教学中的应用研究[D].广西师范大学，2023.

[5]周清.现代信息技术促进高中物理实验教学创新的研究[J].试题与研究，2020（23）：51.

[6]赵学兰.高中物理实验有效教学方法研究[J].华夏教师，2020（18）：74.