鐘登杰

【摘要】隨著信息技術(shù)的發(fā)展進步，教學過程中融入信息技術(shù)已經(jīng)成為未來教育的重要方向.在信息技術(shù)飛速發(fā)展的環(huán)境下，高中物理實驗有效教學受到了巨大影響，不僅對原有實驗操作步驟流程進行了簡化，還提升了教學效率和教學精準度.本文對信息技術(shù)背景下高中物理實驗有效教學案例進行研究，首先論述信息技術(shù)背景下高中物理實驗教學需要遵守的原則，隨后分析信息技術(shù)在高中物理實驗教學中的作用，并以矛盾第二定律為例對教學案例進行細化研究，最后進行總結(jié)，以供參考.

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)；高中物理；實驗教學

在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)正在改變著人們的日常生活.而高中階段是學生成長進步較快的重要階段，不僅可以對初中知識進行總結(jié)和延伸，同時也能夠?qū)Υ髮W知識進行預習，發(fā)揮出承上啟下的作用.物理學科本身具備邏輯性特點，前后內(nèi)容邏輯較為清晰，如果某個環(huán)節(jié)內(nèi)容不夠全面，就會導致學生學習出現(xiàn)問題，影響整體學習生涯.為了給學生帶來更好的物理教學體驗，教師需要將信息技術(shù)充分融入物理實驗教學中，站在實驗角度明確知識體系和知識內(nèi)容，進而在信息技術(shù)幫助下，展開細化學習，為未來發(fā)展做鋪墊.由此可見，對信息技術(shù)融入高中物理實驗有效教學進行深入研究，具有重要意義.

1 信息技術(shù)2.0背景下高中物理實驗教學需遵守的原則

1.1 主體性原則

雖然目前高中階段不屬于義務(wù)教育階段，但對培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)依然適用，符合教育要求.高中物理學習過程中，實驗教學是必要環(huán)節(jié)，不僅可以引導學生學習知識，同時也可以強化學生的學習能力和核心素養(yǎng)，鼓勵學生進行實踐，進而利用實踐印證理論，達成教學目的［1］.而在信息技術(shù)的幫助下，高中物理實驗需要遵守主體性原則，將教學內(nèi)容作為核心，將學生作為主體，根據(jù)學生實際情況制定教學方法和實驗過程，充分發(fā)揮實驗作用.

1.2 輔助性原則

信息技術(shù)屬于現(xiàn)代化技術(shù)之一，最主要的作用在于輔助實驗教學開展，充分強化實驗教學的趣味性，充分吸引學生的注意力，進而發(fā)揮技術(shù)作用.而信息技術(shù)可以將傳統(tǒng)教學中較為抽象的物理實驗轉(zhuǎn)化為更為直觀的形象，為教師教學提供有力幫助，進而幫助學生掌握實驗原理.因此，在利用信息技術(shù)時，需要充分發(fā)揮輔助原則的作用，和學生進行溝通交流，引導學生展開獨立實驗，培養(yǎng)學生的手動操作能力，進而鼓勵學生創(chuàng)新.

1.3 適用性原則

信息技術(shù)可以有效解決實驗教學中存在的問題，并突破現(xiàn)有重點和難點，有效強化實驗效率，學習現(xiàn)有知識.雖然目前多數(shù)高中物理實驗難度較高，并且對環(huán)境的要求較為苛刻，導致無法進行實踐教學.而在信息技術(shù)的幫助下，教師可以利用多媒體軟件展開實驗模擬［2］.但是并非所有實驗都可以利用信息技術(shù)展開教學，因此教師需要堅持適用性原則，選擇合適的實驗，鼓勵學生親手完成模擬操作，進而留下深刻印象.

1.4 科學性原則

科學性原則是高中物理實驗教學的必要性原則，也是應(yīng)用信息技術(shù)的基礎(chǔ)性原則.如果無法保證物理教學的基礎(chǔ)性，就會導致學生所學知識存在問題，不僅會阻礙實驗教學的科學性，導致實驗結(jié)果出現(xiàn)錯誤，也會影響學生未來發(fā)展.因此，科學性原則是基礎(chǔ)性原則，不能為融合而融合，只有落實科學性原則才能充分發(fā)揮實驗作用.

2 信息技術(shù)在高中物理實驗有效教學中的作用

2.1 直觀展現(xiàn)實驗

演示實驗屬于重要組成內(nèi)容之一，學生在教師演示實驗的幫助下可以充分了解物理規(guī)律.但是在演示過程中，學生難免會存在無法跟隨教師步伐的情況，導致實驗無法發(fā)揮教學作用，總結(jié)也不夠完善，最終影響整體教學效果和進展.隨著信息技術(shù)在高中物理實驗中得到應(yīng)用，教師可以通過錄制視頻的方式引導學生參與實驗過程，并借助信息化技術(shù)和手段延長視頻播放時間，促使學生觀察整體實驗過程，進而提升觀察效率，得到有效觀察結(jié)果［3］.

2.2 提升探究能力

通過實驗的方式，學生可以在短時間內(nèi)獲取真理，并對經(jīng)驗進行總結(jié).但是在實際教學過程中，高中物理實驗會受到多方面限制，導致學生在學習過程中存在意識薄弱、手動操作能力下降的問題.隨著信息技術(shù)在高中物理實驗教學中廣泛應(yīng)用，教師可以對教學環(huán)境、教學實驗進行模擬，并在此基礎(chǔ)上鼓勵學生自行操作，進而打破傳統(tǒng)限制，參與課堂當中.同時，部分實驗本身具備危險性，通過信息技術(shù)可以降低實驗的危險程度，培養(yǎng)學生的學習興趣，進而提升學生的綜合能力.

2.3 利于數(shù)據(jù)統(tǒng)計

實驗過程中，數(shù)據(jù)統(tǒng)計是必要環(huán)節(jié)，只有保證實驗數(shù)據(jù)的精準性，才能對規(guī)律進行總結(jié)和提煉，為學生傳授正確知識.而在實際實驗操作中，難免會受到外部環(huán)境的影響，導致實驗結(jié)果不夠精準，實驗數(shù)據(jù)不夠準確，最終影響實驗成效.而在信息技術(shù)的幫助下，高中物理實驗教學可以避免出現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)不準的情況，并在原有技術(shù)的基礎(chǔ)上降低數(shù)據(jù)運算時間，提升數(shù)據(jù)精準度，為后續(xù)操作提供有力幫助［4］.同時，信息技術(shù)為數(shù)據(jù)處理提供了更加豐富的手段，可以為學生打開眼界，進一步強化學生學習興趣.

3 信息技術(shù)2.0背景下高中物理實驗有效教學的案例研究

本文以魯教版必修一第五章牛頓運動定律中第三節(jié)牛頓第二定律為例，深入研究如何在信息技術(shù)的幫助下對高中物理實驗開展有效教學.牛頓第二定律主要指物體加速度大小和物體所受合外力大小成正比，和物體自身質(zhì)量成反比，且加速度的方向與合外力的方向相同.具體公式為F=kma，其中k代表比例常數(shù)，F(xiàn)代表合外力，m代表物體質(zhì)量，單位為千克，a代表物體加速度，單位為m/s2.牛頓第二定律表明，力和加速度同時出現(xiàn)且同時消失，如果力沒有發(fā)生變化，則加速度也不會發(fā)生變化，如果力在時間的影響下發(fā)生變化則加速度也會發(fā)生變化.如果合外力為0，則加速度也為0，此時物體會處于勻速直線運動狀態(tài)或者靜止狀態(tài).

以往教師展開物理實驗時，通常會準備好一輛固定質(zhì)量的小車（或者木滑塊）、打點計時器、鉤碼、砝碼、刻度尺、細線、紙帶等材料，將小車作為研究對象，連接小車和紙帶，并在紙帶上做好標記，通過標記位置明確小車運動情況.而小車的拉力則需要通過鉤碼測試鉤碼重力來明確，隨后利用控制變量法展開深入研究，分析不同條件下，合外力、物體加速度等變量的變化［5］.在實驗過程中，由于小車質(zhì)量固定，雖然可以通過更換小車的方式對小車質(zhì)量進行更改，但是較為繁瑣.而利用信息技術(shù)則可以降低復雜程度，準備充足條件.具體操作可見圖1.

利用信息技術(shù)開展高中物理實驗有效教學時，需要從構(gòu)建實驗環(huán)境、模擬實驗現(xiàn)象、制作實驗視頻、展開實驗評價四個方面入手.

3.1 構(gòu)建實驗環(huán)境

高中物理實驗實踐性較強，不僅貫穿于整個高中階段，同時還對實驗的條件要求嚴格，如果無法滿足條件要求，就會導致物理實驗失去效果，無法發(fā)揮教學作用.部分物理教師選擇口述的方式展開模擬，導致學生理解難度提升，并對學生認知造成了影響.而在應(yīng)用信息技術(shù)后，教師可以對實驗環(huán)境進行模擬，利用模擬還原功能，為學生展現(xiàn)出精準的物理實驗過程，進而強化學生的印象.

以往試驗中，教師多采用固定質(zhì)量小車，學生雖然可以展開學習，但是具體受力分析環(huán)節(jié)難免存在分析不全面的情況，并且實驗環(huán)境不夠嚴謹，小車可能會受到多方因素的影響實驗結(jié)果.而利用信息技術(shù)模擬實驗環(huán)境后，教師可以在軟件中展開模擬，對環(huán)境要素進行細化設(shè)置，確保實驗不會受到影響.

3.2 模擬實驗現(xiàn)象

對高中物理實驗展開有效教學時，教師可以充分利用信息技術(shù)對實驗現(xiàn)象進行模擬，通過多媒體為學生呈現(xiàn)實驗結(jié)果，降低理解難度，充分吸引學生的注意力，進而理解物理知識的內(nèi)涵，點燃學生學習興趣.由于模擬環(huán)境較為穩(wěn)定，因此實驗現(xiàn)象固定，教師僅需要填寫變量即可通過軟件模擬進程，進而為學生展現(xiàn)出清晰的模擬結(jié)果.同時，在信息技術(shù)的幫助下，教師可以直接繪制表格，省去操作步驟，為學生繪制出圖象，進而幫助學生掌握內(nèi)容，印證教材課本內(nèi)容，幫助學生掌握具象化知識.除此之外，教師也可以將具體操作方式傳授給學生，并要求學生利用軟件進行實驗，鼓勵學生根據(jù)軟件結(jié)果對牛頓第二定律的知識點進行分析和總結(jié)，深化知識印象［6］.模擬時，學生既可以按照教師所教步驟展開模擬，獲取正確答案，也可以自行模擬，探究不同操作步驟的不同之處，明確變量變化帶來的影響，進而充分理解所學內(nèi)容.在維持合外力不變的前提下，物體質(zhì)量與物體加速度應(yīng)當為反比，此時可以根據(jù)模擬情況繪制函數(shù)圖，有效結(jié)合數(shù)學知識，探索物理實驗的價值.

3.3 制作實驗視頻

實驗視頻是物理實驗教學的重要方式之一，可以引導學生深入實驗當中，并強化學生的學習自主性.目前信息技術(shù)背景下，實驗視頻內(nèi)容越來越豐富，視頻教學形式的應(yīng)用也越來越廣泛，教師可以通過視頻言簡意賅地闡述教學內(nèi)容，充分吸引學生注意力，豐富教學資源，發(fā)揮教學成效.

具體而言，在對牛頓第二定律教學時，教師可以打開軟件，引導學生進行操作，在電腦上對實驗進行模擬，并鼓勵其在家中制作視頻，到學校展現(xiàn)給其他同學，幫助學生樹立實驗印象，有效強化教學效率，發(fā)揮教學作用.

3.4 展開實驗評價

待模擬結(jié)束后，教師需要對實驗模擬全過程進行評價，其中評價重點為學生操作流程和知識掌握程度.評價時需要保證多元化，站在不同主體角度，采用不同方式對學生展開評價.而在融合信息技術(shù)后，則需要利用信息技術(shù)記錄學生的具體表現(xiàn)，根據(jù)學生基礎(chǔ)情況給出評價.同時，要求學生展開自我評價和小組互評，幫助學生明確自身存在的不足之處，進而改善不足，充分發(fā)揮出評價的作用.信息技術(shù)為實驗評價帶來了客觀性和立體感，學生不僅可以查漏補缺，同時也可以樹立學習目標，并在實驗中獲取成就感，不斷提升核心素養(yǎng)，強化綜合能力.

4 結(jié)語

將信息技術(shù)融入高中物理實驗教學中不僅可以激發(fā)學生的學習興趣，也可以解決原有高中物理實驗教學存在的問題，并在此基礎(chǔ)上打破時間的限制和空間的限制，保證物理實驗能夠清晰完整地呈現(xiàn)在學生的面前，充分發(fā)揮教學作用.由此可見，信息技術(shù)能夠在高中物理教學中發(fā)揮重要作用，幫助學生養(yǎng)成良好的習慣，并保證所學知識的精準性.教師需要堅持主體性、輔助性、適用性、科學性四方面原則，在實驗教學中有效融入信息技術(shù)，通過信息技術(shù)構(gòu)建出可靠的實驗環(huán)境，并對實驗結(jié)果進行模擬，進而為學生展開客觀評價，發(fā)揮信息技術(shù)作用，為學生未來發(fā)展作出貢獻.

【本文系：龍巖市基礎(chǔ)教育教學研究課題《信息技術(shù)2.0背景下高中物理實驗有效教學的案例研究》（JKYX22-177）研究成果】

參考文獻：

［1］史海龍.信息技術(shù)模擬理想實驗在高中物理教學中的應(yīng)用——以力學為例［J］.數(shù)理天地（高中版），2023（14）：87-89.

［2］王琳.應(yīng)用信息技術(shù)2.0促進高中物理實驗教學創(chuàng)新的策略研究［J］.天天愛科學（教學研究），2023（06）：4-6.

［3］盧海春，尹白順.現(xiàn)代信息技術(shù)與高中物理實驗教學的融合應(yīng)用［J］.物理教師，2023，44（05）：51-53.

［4］湯海湘，汪超，秦紅兵.信息化環(huán)境下高中物理實驗能力培養(yǎng)探究［J］.數(shù)理天地（高中版），2022（20）：92-94.

［5］蔡福珍.基于核心素養(yǎng)下高中物理實驗教學與信息技術(shù)融合的實證研究［J］.中學理科園地，2022，18（01）：45-47.

［6］李雙亮.信息技術(shù)與高中物理實驗教學融合效果實踐研究——以融合牛頓定律實驗為例［J］.數(shù)理化解題研究，2020（30）：44-45.