張琪 戚桂陽 劉起

【摘要】隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和應用，教育領域也發(fā)生了巨大的變革.在高中物理實驗教學中，傳統(tǒng)的實驗教學模式已經(jīng)不能滿足學生的需求，信息技術(shù)的應用則為高中物理實驗教學提供了新的路徑和方法.同時，信息技術(shù)也為學生深度參與實驗教學，發(fā)揮自身的教學價值提供了更多的可能性.圍繞信息技術(shù)支持下的高中物理實驗教學，本文先進行基于信息技術(shù)構(gòu)建實驗策略的對策分析，又結(jié)合具體內(nèi)容提出發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢拓展實驗路徑，結(jié)合實驗過程應用信息技術(shù)的對策，并結(jié)合物理實驗教學進行路徑分析.

【關鍵詞】信息技術(shù);高中物理;實驗教學

在物理實驗教學中，學生需要具備一定的實驗技能和學科能力，這需要學生通過對物理實驗的實踐與探索來實現(xiàn).在過去的物理實驗教學中，學生只能通過肉眼觀察、手動操作了解物理知識，缺乏直觀感受和互動體驗.通過信息技術(shù)的支持，可以將實驗教學過程變得更加生動、直觀，提高學生的參與度和主動性，也可以使學生身臨其境地感受物理實驗，從而更好地實現(xiàn)實驗教學的目標.

1 基于信息技術(shù)，構(gòu)建實驗策略

在高中物理教學中，實驗教學是重要的組成部分.通過信息技術(shù)的支持，可以將實驗教學策略變得更加多樣化和靈活化.一方面，利用信息技術(shù)的支持，可以對實驗過程進行實時演示和講解.通過視頻、動畫等方式展示實驗過程，可以幫助學生更加直觀地了解實驗原理和操作步驟.另一方面，利用虛擬仿真實驗技術(shù)，可以實現(xiàn)對實驗過程的模擬.學生在虛擬環(huán)境中進行實驗，可以更加安全、便捷地體驗實驗過程，同時也可以觀察實驗過程中的細節(jié)，提高學生的實驗技能和分析能力.

例如

在構(gòu)建實驗教學策略的過程中，教師可以結(jié)合學生的認知方式以及對信息技術(shù)的接受能力，對實驗教學策略進行構(gòu)建.在此基礎上教師就可以再針對物理實驗內(nèi)容來引入信息化資源來輔助實驗教學.比如，教師會在教學中認識到物理實驗當中會涉及大量對理想狀況的假設，在真實實驗當中往往需要多次實驗才能得到相對理想的實驗數(shù)據(jù)，這極大地影響實驗教學的節(jié)奏與效能.教師則可以引入數(shù)字化實驗器材，這些器材能夠自動記錄實驗數(shù)據(jù)并進行分析，幫助學生更好地理解實驗結(jié)果和原理.此外，信息化實驗也可以避免設備實驗成本高、實驗過程單一、學生參與度低的教學問題，進而為教師開展實驗教學提供更加靈活的教學方式.

2 發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，拓展實驗路徑

通過信息技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)揮，可以引導學生關注物理知識的應用和實際意義，使物理實驗教學具有指向性.而實驗教學路徑的拓展則是以信息技術(shù)的特點為基礎來展開的，它是通過信息技術(shù)的應用來引導學生更加深入地了解物理實驗過程和規(guī)律.為此，教師可以結(jié)合物理課堂的教學主題，來引入針對性的信息化實驗，幫助學生加深對課堂主題知識的認識.教師也可以收集信息化的教學資源，推動學生對于實驗內(nèi)容的認識.此外，教師還可以利用信息技術(shù)的優(yōu)勢，更加便捷地為學生展示教學內(nèi)容.

2.1 結(jié)合課堂主題，引入信息實驗

課堂教學是學生獲取物理知識和技能的主要途徑.圍繞課堂主題，教師可以通過講解、演示和實踐等方式，將物理知識傳授給學生，并幫助他們掌握基本的實驗技能和實驗方法.信息化實驗可以通過多媒體、互聯(lián)網(wǎng)等多種渠道傳遞給學生，幫助學生從多個角度了解物理現(xiàn)象和規(guī)律.同時，信息化實驗教學可以幫助教師結(jié)合對課堂主題的教學進程及時展開實驗，而不必進行真實實驗器材的準備，也方便學生參與實驗教學過程，使物理課堂教學過程更加生動高效.

例如

在“牛頓第一定律”一課的課堂教學中，教師可以圍繞牛頓第一定律的課堂主題進行實驗內(nèi)容的引入，幫助學生認識力對物體運動狀態(tài)的影響.比如，教師在講解力對靜止物體的運動狀態(tài)的影響時，可以通過信息技術(shù)進行實驗，教師可以通過實驗模擬軟件引導學生觀察一個靜止的物體，然后施加一個外力，使學生觀察物體的運動狀態(tài)是否發(fā)生了改變，進而總結(jié)出，如果沒有外力作用，靜止的物體將繼續(xù)保持靜止狀態(tài).同時，在實驗過程中，教師可以引導學生通過模擬軟件對實驗中的任意參數(shù)進行調(diào)節(jié)，比如，靜止物體的質(zhì)量、外力的大小等，通過這樣的實驗過程，進一步加深學生對于牛頓第一定律的認識.

2.2 收集信息資源，推動實驗認識

通過信息化的實驗資源，學生可以更加直觀地了解物理現(xiàn)象，加深對物理實驗的理解和認識.在傳統(tǒng)的實驗教學中，學生往往只能通過教科書和教師講解來了解知識點和實驗過程，并且，這樣的物理實驗往往只能在有限的時間內(nèi)進行，而且需要教師指導.而通過信息化資源，學生可以通過網(wǎng)絡、虛擬仿真技術(shù)等方式，參與到真實的實驗場景中，從而更加全面地了解實驗過程和結(jié)果.

例如

在“楞次定律”一課的教學中，由于楞次定律當中涉及的磁通量、磁場方向、電荷移動等物理知識具有一定的抽象性，教師可以利用信息化資源來進行物理實驗，為學生提供更加生動、直觀的學習體驗，從而更好地實現(xiàn)教學目標.比如，教師可以通過收集教學微課視頻或課件，先幫助學生了解楞次定律的內(nèi)容，完成先導學習.之后，教師可以收集相關的虛擬仿真實驗軟件資源，利用虛擬仿真技術(shù)來模擬導體切割磁感線的情況，引導學生更加直觀地了解導體電流的大小和方向的變化情況，直觀化地展示磁場、電流等抽象物理概念，進而降低學生對于楞次定律的理解門檻，幫助學生更好地掌握知識點.

2.3 利用信息技術(shù)，方便學生展示

在信息技術(shù)的支持下，高中物理實驗教學可以采用更加多樣化、生動的實驗結(jié)果呈現(xiàn)方式，進而更加方便地為學生展示物理知識的原理與規(guī)律.一方面信息技術(shù)的自身優(yōu)勢，可以提供更多的實驗展示方式，如視頻、圖片、動畫等，方便學生對于實驗過程的觀察與學習，加深對實驗原理和操作步驟的理解.另一方面，信息技術(shù)的應用可以更好地支持學生進行實驗操作，從而更加全面地了解實驗過程和結(jié)果.這種全面的感受可以幫助學生更好地理解和掌握科學知識，提高學習效果.

例如

在“實驗：探究平拋運動的特點”的教學中，需要學生記錄平拋運動的軌跡，并通過時間與位移等信息對平拋運動的特點進行認識.在記錄運動軌跡的過程中，傳統(tǒng)的物理實驗需要學生進行快速拍照，再進行后期合成，這需要學生能夠準確把握拍照時機，學生往往經(jīng)過多次實驗才能得到一組有效數(shù)據(jù).在信息化實驗當中，學生可以在計算機上模擬平拋運動的過程，不僅可以直觀地顯示平拋運動的軌跡和速度等信息，數(shù)據(jù)還更加準確.還可以將模擬結(jié)果與實際實驗進行比較，以驗證模擬結(jié)果的準確性.同時，可以對實驗過程進行保存，隨著學習的需求隨時進行觀看學習.

3 結(jié)合實驗過程，應用信息技術(shù)

物理實驗的教學過程可以借助信息技術(shù)進行展示，一些實驗操作和實驗條件現(xiàn)實實驗往往難以滿足.通過信息技術(shù)的應用，可以將實驗過程以動態(tài)的形式呈現(xiàn)給學生，使學生更加深入地了解實驗內(nèi)容.為此，教師可以引導學生探究物理實驗的原理，并利用信息技術(shù)輔助學生進行實驗認知.教師也可以通過信息技術(shù)來分析實驗的易錯難點，鼓勵學生進行模擬實驗.此外，教師需要注重信息軟件的應用，引導學生進行物理實驗實踐.

3.1 探究實驗原理，輔助學生認知

在高中物理實驗教學中，實驗原理是學生認識物理知識的基礎.學生通過了解實驗原理，可以更好地理解實驗的目的和過程，并能夠在實驗中正確地操作和觀察實驗現(xiàn)象.同時，學生對于物理知識的認知已不再滿足于教材本身對實驗原理的限制.因此對教師在發(fā)掘信息技術(shù)的應用方面提出了更高的要求.為此，教師可以通過多媒體、互聯(lián)網(wǎng)等多種渠道向?qū)W生傳遞實驗原理的信息，引導學生從多個角度了解物理規(guī)律和原理，學生則需要通過實驗講解、實驗演示、自主學習等多種方式來了解實驗原理，并在實踐中不斷鞏固和提高.

例如

在“實驗：導體電阻率的測量”的教學中，導體電阻率的測量是物理學中的一個重要實驗，為了幫助學生更好地理解導體電阻率的測量實驗原理，教師可以利用信息技術(shù)進行實驗展示.教師可以利用信息化資源中的虛擬實驗平臺來展示導體電阻率的測量實驗原理.比如，在虛擬實驗中，設計導體模型，通過對比不同長度L、不同電阻R、不同截面積S的導體導電情況.學生可以觀察不同因素下導體電阻率的變化規(guī)律，并探究導體電阻率與這些因素之間的關系.之后，引入影響電阻率的因素的思維導圖，幫助學生梳理本實驗的電學知識點.

3.2 分析易錯難點，鼓勵學生模擬

在物理實驗教學中，易錯難點是學生比較容易出現(xiàn)的錯誤點，也是學生難以理解和掌握的知識點.因此，教師可以利用信息技術(shù)來幫助學生更好地理解易錯難點，從而提高學生參與實驗教學的效果.在物理實驗中，學生需要具備一定的實驗操作能力和實驗安全意識.而通過信息技術(shù)支持，學生可以在自己的電子設備上模擬實驗，自主控制實驗條件，進行實驗設計和數(shù)據(jù)分析，從而提高學生的實踐能力和科學素養(yǎng).

例如

在進行“實驗：電池電動勢和內(nèi)阻的測量”的教學中，需要引導學生利用電壓表、電流表、滑動變阻器等實驗器材測量多組U和I的值，繪制U-I圖象.考慮到錯誤的使用方式會對實驗設備造成損壞，因而教師可以采用信息化的方式來進行易錯難點的強調(diào).為此，教師可以利用虛擬軟件來引導學生進行信息化實驗，在實驗過程中，教師需要先引導學生提出猜想，再進行實驗設計，通過多組實驗數(shù)據(jù)來繪制U-I圖象，實現(xiàn)對猜想的驗證.此外，教師可以通過視頻演示的方式引導學生認識電路的錯誤連接而造成的危險與器材的損壞，比如，電池正負極連接錯誤造成的電路問題，電壓、電流超出量程對電壓表、電流表的損壞等.

3.3 注重信息軟件，進行實驗實踐

信息軟件可以為實驗教學提供數(shù)字化的模擬平臺.在實驗教學中，一些復雜的物理現(xiàn)象難以用現(xiàn)實場景展現(xiàn)出來.而信息軟件可以對這些物理現(xiàn)象進行數(shù)字化的模擬，幫助學生更加直觀地理解物理現(xiàn)象.同時，實驗實踐也可以為信息軟件的應用提供實踐基礎.在學生進行實驗實踐的過程中，學生需要掌握各種儀器的使用技巧、數(shù)據(jù)處理技能等.這些技能也是信息軟件應用的基礎.通過實驗實踐，學生可以更好地掌握信息處理技能，為后續(xù)的信息軟件應用打下堅實的基礎.

例如

在“實驗：用單擺測量重力加速度”的教學中，教師可以利用信息技術(shù)來開展實踐性的實驗任務.教師可以結(jié)合本課內(nèi)容進行運動學、力學相融合的綜合性實驗，引導學生認識測量重力加速度的測量公式g=4π2LT2的基本原理.比如，教師可以先利用實驗錄像為學生梳理實驗的器材準備（擺錘、細線、計時器等）、基本操作流程、所要觀察的實驗現(xiàn)象等先導知識，為模擬實驗做好準備；之后，學生結(jié)合任務要求對物理實驗內(nèi)容進行復刻，并從實驗器材的準備到實驗現(xiàn)象的觀察進行圖片影像記錄，再將拍攝的實驗圖片影像資料進行整理.此外，教師也可以根據(jù)學生的模擬實驗結(jié)果對學生的掌握情況進行了解.

4 結(jié)語

綜上所述，對信息技術(shù)支持下的高中物理實驗教學路徑進行分析與研究，是開展物理實驗教學的重要途徑.為了提升實驗效果，教師需要圍繞信息技術(shù)對物理實驗形式進行分析，進而結(jié)合實驗內(nèi)容對信息技術(shù)的應用進行調(diào)整優(yōu)化.

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