隨著信息技術(shù)快速發(fā)展，各種數(shù)字化手段被運(yùn)用于為物理教學(xué)之中，為物理教師提供了全新的技術(shù)手段和教學(xué)平臺(tái)，提高了教學(xué)效率。物理學(xué)是一門(mén)比較特殊的學(xué)科，是融合觀察、實(shí)驗(yàn)和邏輯思維的科學(xué)，具有邏輯性、精確性等特點(diǎn)。將信息技術(shù)和物理教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，運(yùn)用微課、計(jì)算機(jī)仿真模擬、思維導(dǎo)圖軟件等數(shù)字化手段，進(jìn)行諸如放大物理現(xiàn)象、演示物理實(shí)驗(yàn)和呈現(xiàn)直觀運(yùn)動(dòng)過(guò)程等優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，輔助學(xué)生建立直觀表象，再進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)習(xí)和過(guò)程性評(píng)價(jià)，這符合學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知特點(diǎn)，有利于學(xué)生理解重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，提高效率。

筆者以人教版教材《高中物理》（選擇性必修第一冊(cè)）第四章“光”中第5節(jié)內(nèi)容“光的干涉”為例，利用計(jì)算機(jī)仿真模擬，制作微課視頻并將其作為預(yù)習(xí)內(nèi)容或?qū)胨夭?。教師將仿真?shí)驗(yàn)的操作過(guò)程錄制成微課視頻，模擬出光波波形圖及光的干涉圖樣。學(xué)生通過(guò)觀察波形圖，可以直觀感受兩列波相遇時(shí)振幅的加強(qiáng)或減弱。將仿真實(shí)驗(yàn)與課堂互動(dòng)相結(jié)合，適應(yīng)學(xué)生直觀思維的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在復(fù)習(xí)階段，教師利用微課、思維導(dǎo)圖教學(xué)有助于學(xué)生把握重難點(diǎn)。同時(shí)，還可分析學(xué)生的微課觀看記錄、問(wèn)題回答等情況進(jìn)行過(guò)程性評(píng)價(jià)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

一、做好知識(shí)銜接，助力學(xué)生遷移

高中物理知識(shí)有較強(qiáng)的邏輯性及抽象性，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)并不輕松。有效的課前學(xué)習(xí)可以提高效率，降低學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。傳統(tǒng)模式下，學(xué)生預(yù)習(xí)多是閱讀教材或者其他紙質(zhì)材料上的文字和插圖，通過(guò)提前閱覽資料，對(duì)課程內(nèi)容有個(gè)大概的了解。由于內(nèi)容缺少時(shí)代性和可選擇性，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃。教師利用微課可以加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生生活、社會(huì)進(jìn)步、科技發(fā)展的聯(lián)系。教師可以制作微課視頻，讓學(xué)生觀看微課視頻，了解預(yù)習(xí)的目的和內(nèi)容，并對(duì)一些難以理解的問(wèn)題進(jìn)行初步探究，調(diào)動(dòng)積極性^[1]。教師制作微課用于銜接知識(shí)，結(jié)合時(shí)事，拍攝生活中的物理現(xiàn)象作為預(yù)習(xí)或教學(xué)導(dǎo)入材料更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移。

學(xué)生在學(xué)習(xí)“光的干涉”這節(jié)內(nèi)容之前，對(duì)光的本性缺乏認(rèn)知。教師利用多媒體課件向?qū)W生展示科學(xué)家們認(rèn)識(shí)光的本質(zhì)所經(jīng)歷的漫長(zhǎng)而曲折的過(guò)程，引出“光具有波粒二象性”。在此之前，學(xué)生已學(xué)習(xí)“機(jī)械波”初步了解水波、聲波。為使學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)光的波動(dòng)性，教師借助計(jì)算機(jī)仿真模擬平臺(tái)制作微課，將三者的波動(dòng)圖像直觀地表示出來(lái)。點(diǎn)擊PhET互動(dòng)仿真實(shí)驗(yàn)與科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)（https：//phet.colorado.edu），選擇Wave-interference仿真程序進(jìn)入模擬頁(yè)面，接著點(diǎn)擊Waves界面，查看水波、聲波、光波波形圖（如圖1、圖2和圖3），讓學(xué)生觀察、對(duì)比波形圖，認(rèn)識(shí)光波、水波及聲波的波動(dòng)性。

干涉是波的重要特性之一。教師先由機(jī)械波的干涉現(xiàn)象引出話題，向?qū)W生展示水波的干涉過(guò)程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。先找一個(gè)較大的池塘（無(wú)漣漪）或者制作一個(gè)較大的水槽，用一只球輕輕觸動(dòng)水面，水面會(huì)產(chǎn)生一圈一圈的同心圓，再將另一只球也放入水中，使兩只相同的球同時(shí)周期性觸動(dòng)水面，水面上出現(xiàn)相對(duì)平靜的區(qū)域和激烈振動(dòng)的區(qū)域。教師將整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程用平板電腦錄下來(lái)，配上旁白進(jìn)行演示、講解（關(guān)鍵的地方在視頻剪輯后期可以做標(biāo)記或者配上字幕），制作成微課，上傳到Aischool這樣的云課堂平臺(tái)，讓學(xué)生反復(fù)觀察水面。學(xué)習(xí)這種有趣的視頻微課，學(xué)生可以直觀看到生活中的物理現(xiàn)象。虛實(shí)結(jié)合，從水波的干涉轉(zhuǎn)到光波的干涉，這不僅可以起到導(dǎo)入的作用，而且促進(jìn)了知識(shí)遷移，激發(fā)了學(xué)生的探究欲望。

二、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)演示，便于學(xué)生觀察

物理是一門(mén)以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的基礎(chǔ)。受軟硬件條件和時(shí)間等多種因素影響，中學(xué)物理教師開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果的情況不太理想，特別是在教育資源比較缺乏的中西部地區(qū)。有些物理實(shí)驗(yàn)如托里拆利實(shí)驗(yàn)很難操作，由于水銀為有毒物質(zhì)，玻璃管太長(zhǎng)且易碎，無(wú)法在課堂上演示。如何解決這些問(wèn)題？物理教師可以在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)引入微課，先將實(shí)驗(yàn)過(guò)程錄制下來(lái)，配上對(duì)應(yīng)的解說(shuō)音頻和字幕，詳細(xì)介紹實(shí)驗(yàn)的步驟和現(xiàn)象，方便學(xué)生觀察和記錄。如不具備實(shí)驗(yàn)條件，教師可利用仿真軟件進(jìn)行模擬，將仿真實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程錄制成微課，供學(xué)生學(xué)習(xí)。仿真模擬實(shí)驗(yàn)在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用越來(lái)越普遍。在課堂上，教師借助仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以操作傳統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)無(wú)法完成的實(shí)驗(yàn)（如微觀分子原子運(yùn)動(dòng)、行星軌道運(yùn)動(dòng)、核爆炸等），應(yīng)用計(jì)算機(jī)的可視化功能和處理能力可將抽象的知識(shí)用具體形象的形式進(jìn)行表征^[2]。應(yīng)用互動(dòng)仿真模擬平臺(tái)教學(xué)可以激勵(lì)學(xué)生在直觀的、游戲化的環(huán)境中進(jìn)行探索。教師將互動(dòng)仿真模擬平臺(tái)應(yīng)用于中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，再將仿真實(shí)驗(yàn)和真實(shí)實(shí)驗(yàn)有效整合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，則能更好地滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求，突破重難點(diǎn)。

教師先借助互動(dòng)仿真模擬平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示并錄制下來(lái)，配以音頻和字幕制成微課，再利用多媒體課件向?qū)W生介紹楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置各部分的作用，播放微課。在播放過(guò)程中，教師通過(guò)不斷設(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題，使探究步步深入，必要時(shí)暫停視頻播放，讓學(xué)生深入思考。教師點(diǎn)擊教學(xué)網(wǎng)站（https：//phet.colorado.edu），選擇Wave Interference仿真程序進(jìn)入模擬頁(yè)面，再點(diǎn)擊Interference 界面，將波源設(shè)置為光波，勾選Graph、Screen、Intensity，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示（如圖4）。

由波形圖可以看出，兩列波疊加，某些區(qū)域振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域振動(dòng)減弱。在演示過(guò)程中，教師拉動(dòng)Separation的數(shù)值桿調(diào)節(jié)兩光源之間的距離，當(dāng)兩光源之間距離增大時(shí)，屏幕上的條紋間距減小，明暗相間的圖像更加清晰（如圖5）。同時(shí)，讓學(xué)生觀察圖樣，歸納圖樣特點(diǎn)：明暗相間;亮紋間等距，暗紋間等距;兩光源中垂線與屏幕相交處出現(xiàn)亮條紋（中央條紋）。通過(guò)改變?nèi)肷涔獾念l率，實(shí)驗(yàn)者可以定性探究光的波長(zhǎng)與條紋間距的關(guān)系。

三、做好復(fù)習(xí)鞏固，幫助學(xué)生提高

高中物理復(fù)習(xí)課具有容量大、綜合性強(qiáng)等特點(diǎn)。很多學(xué)生對(duì)物理概念認(rèn)識(shí)模糊，對(duì)物理規(guī)律的理解不透徹，這也是物理復(fù)習(xí)教學(xué)難點(diǎn)所在。教師科學(xué)利用微課進(jìn)行復(fù)習(xí)課的教學(xué)，可將知識(shí)重難點(diǎn)逐個(gè)擊破，同時(shí)幫助學(xué)生將所學(xué)知識(shí)系統(tǒng)化，實(shí)現(xiàn)以點(diǎn)到線、以線到面、以面建體^[3]。

課后，教師可選用互聯(lián)網(wǎng)上豐富的資源，如閱讀材料、練習(xí)題、影像資源等，按照難易程度設(shè)定不同層次的任務(wù)（設(shè)置基礎(chǔ)題和開(kāi)放題），讓學(xué)生在“打怪升級(jí)”的過(guò)程中鞏固所學(xué)。

教師根據(jù)學(xué)生課堂表現(xiàn)，將與“光的干涉”相關(guān)的課后拓展知識(shí)及練習(xí)以視頻的形式上傳至平臺(tái)。學(xué)生觀看一段視頻后，系統(tǒng)彈出與此視頻內(nèi)容相關(guān)的問(wèn)題。學(xué)生作答后，答案正確與否由系統(tǒng)自動(dòng)批改，如學(xué)生回答錯(cuò)誤，系統(tǒng)自動(dòng)返回原視頻，學(xué)生需再次學(xué)習(xí)和作答，直至回答正確才可點(diǎn)開(kāi)下一個(gè)視頻。微課視頻教學(xué)可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中獲得很好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

在復(fù)習(xí)階段，特別是期末或備考階段，由于物理學(xué)科涉及知識(shí)點(diǎn)多、內(nèi)容繁雜，部分學(xué)生復(fù)習(xí)起來(lái)比較困難，效率不高。微課具有主題鮮明、短小精悍等特點(diǎn)，教師可以利用微課整合物理知識(shí)。教師可借助Xmind、幕布等思維導(dǎo)圖軟件將知識(shí)脈絡(luò)勾畫(huà)到一張紙上，利用錄屏軟件錄制制作過(guò)程。在制作過(guò)程中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生快速把握知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)性。在利用思維導(dǎo)圖讓學(xué)生了解章節(jié)知識(shí)的脈絡(luò)和復(fù)習(xí)范圍后，還可以專門(mén)制作用以突破某些重難點(diǎn)的復(fù)習(xí)微課，讓學(xué)生根據(jù)自身情況自行“點(diǎn)播”微課進(jìn)行復(fù)習(xí)，主動(dòng)完成學(xué)習(xí)任務(wù)，提高效率。這樣復(fù)習(xí)既具有針對(duì)性又符合認(rèn)知規(guī)律。

在講授“光的干涉”相關(guān)內(nèi)容后，教師可利用思維導(dǎo)圖進(jìn)行知識(shí)回顧。如圖6所示，列出楊氏雙縫干涉和薄膜干涉兩部分內(nèi)容，回顧其對(duì)應(yīng)裝置、現(xiàn)象、原理等內(nèi)容。帶領(lǐng)學(xué)生將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行串聯(lián)后，教師再引導(dǎo)學(xué)生討論楊氏雙縫干涉與薄膜干涉的異同，讓學(xué)生不僅能快速理清復(fù)習(xí)范圍，而且能更好地把握知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)性。

四、落實(shí)過(guò)程評(píng)價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生反思

過(guò)程性評(píng)價(jià)是一種突出過(guò)程性管理與考核的新教學(xué)評(píng)價(jià)模式，它是目前認(rèn)可度較高、優(yōu)勢(shì)比較明顯、意義比較突出的評(píng)價(jià)方式，而使用“微課”資源進(jìn)行過(guò)程性評(píng)價(jià)是一種科學(xué)應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)的全新教學(xué)評(píng)價(jià)模式^[4]（如圖7）。

課堂伊始，教師先通過(guò)教學(xué)平臺(tái)上傳用于預(yù)習(xí)的微課。例如，在學(xué)生學(xué)習(xí)“光的干涉”之前，教師上傳有關(guān)機(jī)械波的內(nèi)容，讓學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)觀看微課，閱讀資料，并回答問(wèn)題。教師通過(guò)后臺(tái)查看學(xué)生觀看微課的次數(shù)以及答題情況等記錄來(lái)衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度與效果，將其作為過(guò)程性評(píng)價(jià)的一部分。

課堂上，對(duì)于水波干涉等難以理解的物理概念和不易操作的演示實(shí)驗(yàn)，教師可以錄制微課并講解重難點(diǎn)，從而幫助學(xué)生理解。學(xué)生學(xué)習(xí)完重難點(diǎn)后，教師通過(guò)提問(wèn)等方式，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，并對(duì)學(xué)習(xí)效果進(jìn)行及時(shí)評(píng)測(cè)、反饋。當(dāng)然，教師也需根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況靈活調(diào)整教學(xué)策略，進(jìn)行動(dòng)態(tài)化交互式教學(xué)。

課后，學(xué)生通過(guò)復(fù)習(xí)觀看視頻，查看課前、課中的微課學(xué)習(xí)記錄及時(shí)了解自身學(xué)習(xí)情況，并對(duì)學(xué)習(xí)情況進(jìn)行分析和反思，為后續(xù)學(xué)習(xí)作鋪墊。教師分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況并進(jìn)行評(píng)價(jià)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)，提升教學(xué)效果。

在物理教學(xué)中，教師利用微課實(shí)施過(guò)程性評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行跟蹤、評(píng)價(jià)、反饋、指導(dǎo)，不僅有利于精確把握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，而且有利于以客觀的、積極的反饋來(lái)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，讓他們?cè)趧?dòng)態(tài)的學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。在學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，教師根據(jù)過(guò)程性評(píng)價(jià)情況調(diào)整學(xué)生的學(xué)習(xí)策略、學(xué)習(xí)方式，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生的全面發(fā)展^[5]。

總之，將數(shù)字化手段應(yīng)用于物理教學(xué)，利用信息技術(shù)進(jìn)行物理知識(shí)的銜接、物理疑難實(shí)驗(yàn)的演示、系統(tǒng)知識(shí)的復(fù)習(xí)以及過(guò)程性評(píng)價(jià)，有助于制定形成高效策略、優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)、提高教學(xué)效率，突破難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)立德樹(shù)人、全面落實(shí)物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)。當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化手段與物理教學(xué)完美融合，仍需繼續(xù)認(rèn)真研究。

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（作者楊戀系上海師范大學(xué)研究生;馮杰系上海師范大學(xué)物理系教授）

責(zé)任編輯：祝元志