摘? ?要：以“液體”教學(xué)為例，深入探討了利用信息技術(shù)在課前、課中、課后如何輔助教學(xué)，旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，從而進(jìn)一步提升教育教學(xué)的質(zhì)量和效果。同時(shí)，也探索了在新的教育教學(xué)方式下，如何更有效地提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，使其更好地適應(yīng)未來(lái)的數(shù)字化發(fā)展。最后，對(duì)信息技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了反思，并提出了一些改進(jìn)方法。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；高中物理；高效課堂

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2024）6-0080-3

在推進(jìn)教育信息化的道路上，我國(guó)的中學(xué)教育已經(jīng)歷了多年的發(fā)展歷程。從萌芽階段到起步階段，再到如今的發(fā)展階段，我們正處于《“十四五”國(guó)家信息化規(guī)劃》發(fā)布后的成熟階段［１］。在這一背景下，如何有效地將現(xiàn)代信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)進(jìn)行深度融合，成為了教育工作者需要深入思考的問(wèn)題。筆者將以２０２０年人教版高中物理教材（選擇性必修第三冊(cè)）的第二章第五節(jié)“液體”為例，深入探究信息技術(shù)與物理課堂的深度結(jié)合，探尋技術(shù)為教學(xué)服務(wù)的價(jià)值。

１? ? 信息技術(shù)助力課前準(zhǔn)備

１．１? ? 利用信息收集工具調(diào)查學(xué)情

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)情分析多依賴于教師的“教學(xué)經(jīng)驗(yàn)”。然而，每一屆學(xué)生都有其自身的特點(diǎn)，單純依賴經(jīng)驗(yàn)可能會(huì)導(dǎo)致分析結(jié)果缺乏真實(shí)性和針對(duì)性。新課程改革標(biāo)準(zhǔn)要求“以生為本”，因此，在課前了解學(xué)生已知、未知以及能力水平顯得尤為重要。在教育信息化高速發(fā)展的今天，教師可以利用各類線上信息收集工具，對(duì)學(xué)生的課前知識(shí)掌握情況進(jìn)行調(diào)查，并對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而為教學(xué)提供更為準(zhǔn)確、有針對(duì)性的依據(jù)。

１．２? ? 問(wèn)卷星輔助定制化教學(xué)

為了更好地了解學(xué)生在“液體”這一節(jié)的學(xué)情，筆者設(shè)計(jì)了問(wèn)卷星進(jìn)行調(diào)查（表1）。問(wèn)卷內(nèi)容主要包括前科學(xué)概念分析、知識(shí)基礎(chǔ)儲(chǔ)備分析和幾何運(yùn)算能力分析三個(gè)維度。通過(guò)前概念題目的設(shè)計(jì)，檢測(cè)了學(xué)生對(duì)日常生活現(xiàn)象的理解，并利用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與前概念認(rèn)知的沖突，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在知識(shí)儲(chǔ)備分析方面，筆者回顧了分子動(dòng)理論等相關(guān)知識(shí)，考查學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度，為后續(xù)液體表面張力等知識(shí)的教學(xué)作鋪墊。此外，教師還設(shè)計(jì)了關(guān)于幾何知識(shí)的題目，以了解學(xué)生在理解表面張力使物體表面積收縮到最小這一知識(shí)點(diǎn)上的基礎(chǔ)情況。通過(guò)課前的問(wèn)卷調(diào)查，教師可以提前了解學(xué)生在相關(guān)幾何知識(shí)上的掌握情況，從而在課堂上節(jié)省運(yùn)算時(shí)間，提高教學(xué)效率。

２? ? 信息技術(shù)助力課中高效推進(jìn)

２．１? ? 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)模擬分子群像

高中生處于抽象思維發(fā)展階段，對(duì)他們來(lái)說(shuō)，利用微觀理論知識(shí)去理解液體表面張力的成因、方向、效果等，會(huì)有一定的困難。面對(duì)抽象知識(shí)，建議借助計(jì)算機(jī)圖形學(xué)相關(guān)手段建立可視化教學(xué)模型，將抽象概念以仿真動(dòng)畫的形式呈現(xiàn)，模擬其演化過(guò)程，幫助學(xué)生理解［２］。

在課例中，筆者選取“科普中國(guó)”液體表面張力的虛擬仿真技術(shù)，觀察微觀視域下液體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)群像。仿真實(shí)驗(yàn)中，先設(shè)立如圖１左邊所示的正方體水珠初始形態(tài)，給每個(gè)分子賦予分子間的受力，軟件根據(jù)算法進(jìn)行無(wú)重力干預(yù)的運(yùn)動(dòng)演化。計(jì)算結(jié)果表明，水珠受力平衡穩(wěn)定呈現(xiàn)為球形。這一仿真技術(shù)將肉眼無(wú)法直接觀察到的微觀景象用動(dòng)畫的形式呈現(xiàn)，幫助學(xué)生建立起真實(shí)、準(zhǔn)確、感性的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

２．２? ? 傳感器與網(wǎng)絡(luò)畫板的搭配

為有效突破浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)的產(chǎn)生原因，采用宏觀實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證微觀理論在分子間作用力的演示。傳統(tǒng)的彈簧測(cè)力計(jì)被朗威力學(xué)傳感器所替代，使學(xué)生能夠通過(guò)大屏幕實(shí)時(shí)讀取拉力的大小。相較于傳統(tǒng)黑板和ＰＰＴ的靜態(tài)受力分析圖，網(wǎng)絡(luò)畫板能夠根據(jù)教師的需求控制變量，實(shí)時(shí)展現(xiàn)變力的動(dòng)畫過(guò)程。這一功能在復(fù)雜運(yùn)動(dòng)情境的受力分析中的優(yōu)勢(shì)尤為突出。

２．３? ? 投屏功能幫助實(shí)驗(yàn)觀察

登錄一體機(jī)和手機(jī)，通過(guò)希沃白板軟件的傳屏功能，手機(jī)可以變?yōu)榭梢苿?dòng)攝像頭，實(shí)時(shí)將實(shí)驗(yàn)過(guò)程投射到一體機(jī)的大屏幕上，實(shí)現(xiàn)了畫面的放大效果。在學(xué)生分組環(huán)節(jié)中，教師用手機(jī)將某一小組的實(shí)驗(yàn)過(guò)程投射到大屏幕上共享。

３? ? 信息技術(shù)助力課后能力提升

３．１? ? 希沃課件：創(chuàng)新課后作業(yè)的新途徑

希沃課件中的活動(dòng)模板功能，以其強(qiáng)大的互動(dòng)性，為課后作業(yè)帶來(lái)了全新的體驗(yàn)。教師可以將知識(shí)點(diǎn)融入活動(dòng)模板，生成限時(shí)作答等競(jìng)技小游戲，讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中相互較量，提升學(xué)習(xí)效果［３］。游戲結(jié)束后，系統(tǒng)還能自動(dòng)統(tǒng)計(jì)得分排行榜、正答率，并提供答案解析，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了有力支持。

３．２? ? 二維碼：拓寬課外知識(shí)的新渠道

為全面培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，教師應(yīng)緊跟時(shí)代步伐，關(guān)注科技前沿，引導(dǎo)學(xué)生拓寬視野，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感。物理知識(shí)與生活息息相關(guān)，課外物理知識(shí)不僅能加深對(duì)課堂知識(shí)的理解，還能激發(fā)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和民族情懷。在備課過(guò)程中，教師可將拓展知識(shí)編成二維碼或網(wǎng)絡(luò)地址，嵌入課件中。學(xué)生在課后只需掃碼，便可暢游知識(shí)的海洋，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的有效延伸。

４? ? 信息技術(shù)應(yīng)用后的反思及改進(jìn)方法

４．１? ? 虛擬實(shí)驗(yàn)室：優(yōu)化分組實(shí)驗(yàn)的新舉措

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，分組實(shí)驗(yàn)旨在讓學(xué)生通過(guò)合作親歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，體驗(yàn)科學(xué)探究的樂(lè)趣。然而，由于儀器配備不足，往往無(wú)法保證每位學(xué)生都能參與實(shí)驗(yàn)。為此，可以借助中央電化教育館的線上虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)，將授課地點(diǎn)改為學(xué)校的電腦室，實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)與真實(shí)情境的相互搭配。例如，在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，小組內(nèi)的學(xué)生可以分工合作，一人使用真實(shí)實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其余學(xué)生則通過(guò)電腦進(jìn)行線上實(shí)驗(yàn)。這樣，小組內(nèi)部仍舊可以邊做實(shí)驗(yàn)邊討論，不僅提高了課堂效率和學(xué)生的參與度，還促進(jìn)了小組成員間的交流與合作。

４．２? ? 人工智能：助力高效課堂的新嘗試

在驗(yàn)證液體表面膜有收縮到最小表面積的趨勢(shì)這一案例中，傳統(tǒng)教學(xué)方法需要學(xué)生在課堂上進(jìn)行正四面體表面積與實(shí)際成膜表面積大小的比較。為了在課堂上加快演算進(jìn)度，在課前調(diào)查中要求學(xué)生計(jì)算正四面體的外接圓半徑，得到成膜面積大小。另外，為了提高教學(xué)效率，借助ＧＰＴ等ＡＩ系統(tǒng)強(qiáng)大的檢索功能，讓學(xué)生在課堂上實(shí)時(shí)提問(wèn)，ＧＰＴ系統(tǒng)當(dāng)場(chǎng)輸出結(jié)果，從而節(jié)省計(jì)算時(shí)間。這不僅實(shí)現(xiàn)了高效課堂的目標(biāo)，還引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)了如何有效提問(wèn)和正確使用ＡＩ工具。

5? ? 結(jié)? ?語(yǔ)

信息技術(shù)的發(fā)展正逐漸打破傳統(tǒng)教育的教學(xué)形態(tài)，為廣大師生提供了更加開(kāi)放、靈活的教學(xué)環(huán)境。教師應(yīng)充分利用這些技術(shù)手段，以更加人本的方式促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，幫助他們從容應(yīng)對(duì)信息化時(shí)代的挑戰(zhàn)。

參考文獻(xiàn)：

［１］王運(yùn)武，李炎鑫，李丹，等．“十四五”教育信息化戰(zhàn)略規(guī)劃態(tài)勢(shì)分析與前瞻［Ｊ］．現(xiàn)代教育技術(shù)，２０２１，３１（６）：５－１３．

［２］鄧靜，張仁津．計(jì)算機(jī)教育中的可視化教學(xué)及其認(rèn)知意義［Ｃ/OL］．全國(guó)計(jì)算機(jī)輔助教育學(xué)會(huì)第十一屆學(xué)術(shù)會(huì)議，［２０２3－10－20］．https：//kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx？dbcode=CPFD&filename=RZNX200310003088.

［３］宋秋前．有效作業(yè)的實(shí)施策略［Ｊ］．教育理論與實(shí)踐，２００７（９）：５４－５７．

（欄目編輯? ? 賈偉堯）

收稿日期：2023-10-20

作者簡(jiǎn)介：寧安曼（１９９０－），女，中學(xué)一級(jí)教師，主要從事高中物理教學(xué)與信息技術(shù)研究。