信息技术助力高效课堂的实践探究

摘   要：以“液体”教学为例，深入探讨了利用信息技术在课前、课中、课后如何辅助教学，旨在激发学生的学习兴趣和积极性，从而进一步提升教育教学的质量和效果。同时，也探索了在新的教育教学方式下，如何更有效地提升学生的综合素质，使其更好地适应未来的数字化发展。最后，对信息技术应用进行了反思，并提出了一些改进方法。

关键词：信息技术；高中物理；高效课堂

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2024）6-0080-3

在推进教育信息化的道路上，我国的中学教育已经历了多年的发展历程。从萌芽阶段到起步阶段，再到如今的发展阶段，我们正处于《“十四五”国家信息化规划》发布后的成熟阶段［１］。在这一背景下，如何有效地将现代信息技术与学科教学进行深度融合，成为了教育工作者需要深入思考的问题。笔者将以２０２０年人教版高中物理教材（选择性必修第三册）的第二章第五节“液体”为例，深入探究信息技术与物理课堂的深度结合，探寻技术为教学服务的价值。

１    信息技术助力课前准备

１．１    利用信息收集工具调查学情

在传统的教学模式下，学情分析多依赖于教师的“教学经验”。然而，每一届学生都有其自身的特点，单纯依赖经验可能会导致分析结果缺乏真实性和针对性。新课程改革标准要求“以生为本”，因此，在课前了解学生已知、未知以及能力水平显得尤为重要。在教育信息化高速发展的今天，教师可以利用各类线上信息收集工具，对学生的课前知识掌握情况进行调查，并对收集到的数据进行统计分析，从而为教学提供更为准确、有针对性的依据。

１．２    问卷星辅助定制化教学

为了更好地了解学生在“液体”这一节的学情，笔者设计了问卷星进行调查（表1）。问卷内容主要包括前科学概念分析、知识基础储备分析和几何运算能力分析三个维度。通过前概念题目的设计，检测了学生对日常生活现象的理解，并利用实验现象与前概念认知的冲突，激发学生的学习兴趣。在知识储备分析方面，笔者回顾了分子动理论等相关知识，考查学生对所学知识的掌握程度，为后续液体表面张力等知识的教学作铺垫。此外，教师还设计了关于几何知识的题目，以了解学生在理解表面张力使物体表面积收缩到最小这一知识点上的基础情况。通过课前的问卷调查，教师可以提前了解学生在相关几何知识上的掌握情况，从而在课堂上节省运算时间，提高教学效率。

２    信息技术助力课中高效推进

２．１    计算机图形学模拟分子群像

高中生处于抽象思维发展阶段，对他们来说，利用微观理论知识去理解液体表面张力的成因、方向、效果等，会有一定的困难。面对抽象知识，建议借助计算机图形学相关手段建立可视化教学模型，将抽象概念以仿真动画的形式呈现，模拟其演化过程，帮助学生理解［２］。

在课例中，笔者选取“科普中国”液体表面张力的虚拟仿真技术，观察微观视域下液体内部分子运动群像。仿真实验中，先设立如图１左边所示的正方体水珠初始形态，给每个分子赋予分子间的受力，软件根据算法进行无重力干预的运动演化。计算结果表明，水珠受力平衡稳定呈现为球形。这一仿真技术将肉眼无法直接观察到的微观景象用动画的形式呈现，帮助学生建立起真实、准确、感性的学习体验。

２．２    传感器与网络画板的搭配

为有效突破浸润和不浸润的产生原因，采用宏观实验验证微观理论在分子间作用力的演示。传统的弹簧测力计被朗威力学传感器所替代，使学生能够通过大屏幕实时读取拉力的大小。相较于传统黑板和ＰＰＴ的静态受力分析图，网络画板能够根据教师的需求控制变量，实时展现变力的动画过程。这一功能在复杂运动情境的受力分析中的优势尤为突出。

２．３    投屏功能帮助实验观察

登录一体机和手机，通过希沃白板软件的传屏功能，手机可以变为可移动摄像头，实时将实验过程投射到一体机的大屏幕上，实现了画面的放大效果。在学生分组环节中，教师用手机将某一小组的实验过程投射到大屏幕上共享。

３    信息技术助力课后能力提升

３．１    希沃课件：创新课后作业的新途径

希沃课件中的活动模板功能，以其强大的互动性，为课后作业带来了全新的体验。教师可以将知识点融入活动模板，生成限时作答等竞技小游戏，让学生在轻松愉快的氛围中相互较量，提升学习效果［３］。游戏结束后，系统还能自动统计得分排行榜、正答率，并提供答案解析，为学生的自主学习提供了有力支持。

３．２    二维码：拓宽课外知识的新渠道

为全面培养学生的核心素养，教师应紧跟时代步伐，关注科技前沿，引导学生拓宽视野，培养科学态度与责任感。物理知识与生活息息相关，课外物理知识不仅能加深对课堂知识的理解，还能激发学生的社会责任感和民族情怀。在备课过程中，教师可将拓展知识编成二维码或网络地址，嵌入课件中。学生在课后只需扫码，便可畅游知识的海洋，实现课堂教学的有效延伸。

４    信息技术应用后的反思及改进方法

４．１    虚拟实验室：优化分组实验的新举措

物理是一门以实验为基础的学科，分组实验旨在让学生通过合作亲历实验过程，体验科学探究的乐趣。然而，由于仪器配备不足，往往无法保证每位学生都能参与实验。为此，可以借助中央电化教育馆的线上虚拟实验教学服务系统，将授课地点改为学校的电脑室，实现虚拟现实与真实情境的相互搭配。例如，在实验环节中，小组内的学生可以分工合作，一人使用真实实验器材进行实验，其余学生则通过电脑进行线上实验。这样，小组内部仍旧可以边做实验边讨论，不仅提高了课堂效率和学生的参与度，还促进了小组成员间的交流与合作。

４．２    人工智能：助力高效课堂的新尝试

在验证液体表面膜有收缩到最小表面积的趋势这一案例中，传统教学方法需要学生在课堂上进行正四面体表面积与实际成膜表面积大小的比较。为了在课堂上加快演算进度，在课前调查中要求学生计算正四面体的外接圆半径，得到成膜面积大小。另外，为了提高教学效率，借助ＧＰＴ等ＡＩ系统强大的检索功能，让学生在课堂上实时提问，ＧＰＴ系统当场输出结果，从而节省计算时间。这不仅实现了高效课堂的目标，还引导学生学会了如何有效提问和正确使用ＡＩ工具。

5    结   语

信息技术的发展正逐渐打破传统教育的教学形态，为广大师生提供了更加开放、灵活的教学环境。教师应充分利用这些技术手段，以更加人本的方式促进学生的全面发展，帮助他们从容应对信息化时代的挑战。

参考文献：

［１］王运武，李炎鑫，李丹，等．“十四五”教育信息化战略规划态势分析与前瞻［Ｊ］．现代教育技术，２０２１，３１（６）：５－１３．

［２］邓静，张仁津．计算机教育中的可视化教学及其认知意义［Ｃ/OL］．全国计算机辅助教育学会第十一届学术会议，［２０２3－10－20］．https：//kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx？dbcode=CPFD&filename=RZNX200310003088.

［３］宋秋前．有效作业的实施策略［Ｊ］．教育理论与实践，２００７（９）：５４－５７．

（栏目编辑    贾伟尧）

收稿日期：2023-10-20

作者简介：宁安曼（１９９０－），女，中学一级教师，主要从事高中物理教学与信息技术研究。