中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：0450-9889（2025）19-0069-04

在數(shù)字化浪潮深度重塑教育生態(tài)的背景下，教育領域正在經(jīng)歷前所未有的教學范式變革?！督逃龔妵ㄔO規(guī)劃綱要（2024—2035年）》將教育數(shù)字化列為戰(zhàn)略重點，提出通過推進智慧校園建設、深化人工智能與教育融合，實現(xiàn)大規(guī)模因材施教與教學模式創(chuàng)新[1]?！读x務教育物理課程標準（2022年版）》提出，要注重現(xiàn)代信息技術(shù)與物理教學的深度融合，通過數(shù)字化手段促進物理教學的直觀性與高效性[2]。當前，初中物理教學仍然存在抽象概念難以直觀呈現(xiàn)、實驗條件受限、學生個性化學習需求難以滿足等問題。而數(shù)字化資源憑借其交互性、可視化、即時反饋等優(yōu)勢，為解決這些問題提供了新的可能。然而，數(shù)字化資源在初中物理教學中的應用仍存在局限性：部分教師信息技術(shù)應用能力不強，導致優(yōu)質(zhì)數(shù)字教學資源利用率低下；數(shù)字工具與物理教學的融合停留在表面，未能真正促進學生深度學習；數(shù)字教學資源篩選缺乏標準，質(zhì)量參差不齊。這些問題制約了數(shù)字化資源在初中物理教學中的效能發(fā)揮。因此，筆者以人教版物理八年級上冊“光的折射”教學為例，構(gòu)建數(shù)字化資源應用框架，探討如何運用數(shù)字化資源優(yōu)化初中物理教學。

一、數(shù)字化資源在初中物理教學中的應用價值

數(shù)字化資源包含多媒體課件、在線教學平臺、虛擬實驗、科普視頻、動畫演示等多種形式，能夠以生動形象、直觀有趣的方式呈現(xiàn)物理知識和現(xiàn)象。運用數(shù)字化資源優(yōu)化初中物理教學，有利于激發(fā)學生的物理學習興趣、培養(yǎng)學生的自主學習能力，并通過實時反饋增強教學效果，使教學更加符合現(xiàn)代教育理念和學生的認知特點。

（一）激發(fā)學生的物理學習興趣

在傳統(tǒng)的初中物理教學中，抽象概念與復雜規(guī)律的理論化講解，易使學生產(chǎn)生畏難情緒。與此同時，單一的教學場景也難以激發(fā)學生的學習興趣。數(shù)字化資源通過虛擬實驗、3D動態(tài)模擬和交互式課件，將抽象的物理知識可視化、情境化，可有效降低學生的認知負荷，增強學習的趣味性，激活學生學習的內(nèi)驅(qū)力[3]。例如，在“光的折射\"教學中，教師可以引入海市蜃樓、水中筷子彎折等生活現(xiàn)象的數(shù)字化素材，將物理知識與現(xiàn)實場景緊密關聯(lián)；結(jié)合交互式課件設計模擬調(diào)整入射角觀察折射現(xiàn)象變化的探究活動，讓學生在觀察現(xiàn)象變化中產(chǎn)生探究欲望，提高學生的課堂參與度與學習積極性。

（二）培養(yǎng)學生的自主學習能力

數(shù)字化資源能夠突破傳統(tǒng)教學的時空局限，構(gòu)建泛在化學習場景。學生借助數(shù)字化資源的可重復性與便攜性，按需調(diào)整學習節(jié)奏，實現(xiàn)自主學習與高效學習的雙重優(yōu)化4。在線學習平臺提供海量學習資料，學生可根據(jù)自身需求自由選擇學習內(nèi)容，控制學習進度，實現(xiàn)個性化學習；虛擬實驗軟件讓學生能隨時開展實驗探究，在反復操作中培養(yǎng)獨立思考和解決問題的能力；數(shù)字化學習社區(qū)方便學生在線交流討論，分享學習心得。例如，學生在學習光的折射規(guī)律時，可通過微課視頻反復學習重點知識，利用虛擬實驗室進行自主實驗設計，在自主探究過程中逐步形成自我規(guī)劃、自我監(jiān)控的學習能力，實現(xiàn)從“學會”到“會學”的轉(zhuǎn)變。數(shù)字化資源為學生創(chuàng)造了自主學習的良好環(huán)境，促使學生從被動接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹剿髦R，有效提升自主學習能力。

（三）實時反饋教學效果

數(shù)字化資源通過教學內(nèi)容的可視化呈現(xiàn)與課堂的智能反饋機制，可顯著提升教學效能。借助智能學習平臺、仿真實驗軟件和在線測評工具，教師可以即時獲得學生的知識掌握情況，精準定位學生的學習難點，進行分層教學與個性化指導。例如，在“光的折射”教學中，學生利用仿真實驗平臺可動態(tài)調(diào)整入射角、介質(zhì)折射率等參數(shù)進行實驗探究，系統(tǒng)即時生成光路圖與數(shù)據(jù)表格，直觀呈現(xiàn)折射角變化規(guī)律。當學生輸入錯誤結(jié)論時，平臺會通過顏色警示或動態(tài)對比正確曲線，幫助學生即時糾錯。教師端的儀表盤則同步統(tǒng)計學生的實驗操作數(shù)據(jù)，快速定位共性誤區(qū)。這種實時反饋機制，使學生能及時糾正錯誤，教師能精準施教，從而增強教學效果。

二、初中物理數(shù)字化資源應用的問題分析

（一）數(shù)學化資源質(zhì)量的結(jié)構(gòu)性缺陷

當前初中物理數(shù)字化資源存在顯著的質(zhì)量分化問題。在內(nèi)容層面，部分資源更新滯后，既未能及時吸納物理學前沿成果，也無法契合新課標對物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，導致知識結(jié)構(gòu)與現(xiàn)實應用脫節(jié)。在呈現(xiàn)形式上，資源多以靜態(tài)圖文為主，缺少交互性設計與探究性環(huán)節(jié)，難以調(diào)動學生的學習主動性。更為突出的是資源碎片化，尚未依據(jù)教材知識結(jié)構(gòu)與學生認知規(guī)律進行系統(tǒng)編排。資源分布零散，缺乏邏輯遞進關系，導致學生難以通過數(shù)字化學習資源形成完整的知識網(wǎng)絡。同時，資源適配性不足，未能充分考慮學生的個體差異：既缺少針對物理學習基礎薄弱學生的基礎鞏固類資源，難以幫助其夯實物理概念和原理，也缺少面向?qū)W習能力較強學生的拓展探究型資源，難以滿足他們對學科深度與廣度的探索需求，從而阻礙了分層教學的實施。

（二）教師數(shù)字素養(yǎng)的發(fā)展瓶頸

初中物理教師數(shù)字化教學能力不強，已成為制約物理教學中數(shù)字化資源深度應用的瓶頸。受傳統(tǒng)教學模式的路徑依賴影響，部分教師在數(shù)字工具操作層面存在顯著短板，對虛擬實驗平臺、智慧教學系統(tǒng)等新興技術(shù)工具的掌握不夠熟練，難以實現(xiàn)教學過程與數(shù)字技術(shù)的有機融合。例如，部分教師在運用虛擬仿真軟件開展實驗探究時，常因操作不熟練導致教學流程中斷，影響課堂效率。在教學理念層面，部分教師對數(shù)字化資源的價值認知存在局限，往往將其簡單定位為演示工具，僅用于知識呈現(xiàn)，未能深度挖掘其在創(chuàng)設真實物理情境、支持探究式學習、實現(xiàn)即時數(shù)據(jù)反饋等方面的關鍵功能。這種認知偏差導致數(shù)字化資源在初中物理教學中的應用浮于表面，難以真正促進學生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展。從外部環(huán)境來看，學校普遍缺乏系統(tǒng)性的教師數(shù)字素養(yǎng)培訓機制，既未針對物理學科特點開展專項技術(shù)培訓，也未建立常態(tài)化的技術(shù)支持與資源共享平臺。同時，由于缺乏科學的考核激勵機制，教師開展數(shù)字化教學實踐的內(nèi)生動力不足，導致數(shù)字化教學多停留在公開課展示等形式層面，難以形成可持續(xù)的教學改革生態(tài)。

（三）數(shù)字化資源應用流于表面，與教學實踐深度融合不足

數(shù)字化資源與初中物理教學實踐的深度融合存在梗阻，具體表現(xiàn)在應用淺表化、碎片化和策略失當?shù)确矫妗Ｔ趯嵤用?，部分教師僅將數(shù)字化資源作為傳統(tǒng)教具的替代物，如將PPT異化為文字、圖片展示載體，以視頻播放替代教師的邏輯推導與實驗演示，導致資源未能深度嵌入課前預習引導、課中探究學習、課后鞏固拓展的完整閉環(huán)。這種表層化應用嚴重削弱了資源作為認知工具和協(xié)作平臺的核心功能，使其交互性、探究性優(yōu)勢未能有效轉(zhuǎn)化為教學效能。如虛擬實驗資源本可支持學生自主設計實驗方案、動態(tài)觀察現(xiàn)象并分析數(shù)據(jù)，體驗科學家般的探索過程，但在實際教學中，常被一些教師降格為單向演示的可視化素材，讓學生被動接受預設結(jié)論，從而讓學生錯失了自主探究與思維建構(gòu)的機會，導致科學思維與實踐能力的培養(yǎng)目標難以落實。在策略層面，數(shù)字化資源應用普遍存在目標模糊、規(guī)劃缺失的問題。教師在資源選擇與使用時，未能精準錨定教學重難點和學生認知障礙點，缺乏對應用時機、教學目標、融合方式等核心要素的系統(tǒng)性設計。例如，在“光的折射”教學中，部分教師僅將動態(tài)演示作為導入環(huán)節(jié)的點綴，未能基于交互式課件設計改變介質(zhì)參數(shù)觀察折射角變化規(guī)律的探究任務，也未結(jié)合虛擬實驗組織小組合作探究，導致數(shù)字化資源使用與教學需求嚴重脫節(jié)，難以達成預期的教學效果。

三、運用數(shù)字化資源優(yōu)化初中物理教學的實踐

（一）情境導入，激活認知

建構(gòu)主義學習理論強調(diào)情境對意義建構(gòu)的促進作用?；跀?shù)字化資源的課堂導入，通過視頻、虛擬仿真、互動課件等信息技術(shù)創(chuàng)設真實或虛擬的教學情境，能快速激發(fā)學生探究興趣，引發(fā)學生認知沖突。在“光的折射”課堂導入環(huán)節(jié)，教師先播放實拍的光的折射現(xiàn)象高清視頻引入新課：晶瑩剔透的玻璃杯里裝滿水，筆直的筷子浸入水中后“彎折”成奇異的角度；平靜的池水看似淺顯，實則暗藏玄機；廣袤沙漠之上，縹緲的“城市樓閣”在熱浪中若隱若現(xiàn)。這些場景經(jīng)過科學視角解析，以慢動作和光路標注的形式直觀呈現(xiàn)了光的折射現(xiàn)象，迅速吸引了學生的注意力。緊接著，教師以遞進式設問引發(fā)學生的認知沖突：“為何筷子在水中看似彎折？池水深度的視覺偏差從何而來？沙漠‘樓閣’的光學原理是什么？”系列問題直指生活現(xiàn)象與物理規(guī)律的關聯(lián)，從而激活了學生的前認知。隨后，教師借助智慧教學平臺發(fā)起即時答題，以池水變淺現(xiàn)象為問題驅(qū)動，提供光的反射、光的折射、光的直線傳播三個選項供學生選擇，系統(tǒng)自動生成答題數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖。 38.0% 的學生誤選光的反射，暴露出對光傳播介質(zhì)變化的知識缺失。教師據(jù)此精準定位學生因迷思概念產(chǎn)生的認知誤區(qū)，進而引導課堂討論。該導入環(huán)節(jié)通過“現(xiàn)象可視化一問題驅(qū)動一認知診斷”的三階設計，既借助數(shù)字化資源創(chuàng)設了沉浸式的學習情境，又通過即時反饋暴露了學生的前概念偏差，為后續(xù)概念建構(gòu)奠定了基礎。

（二）建構(gòu)模型，理解概念

多媒體學習理論認為，視覺與語言信息協(xié)同，能有效提升學習者的學習效果。數(shù)字化資源通過可視化表征、參數(shù)調(diào)節(jié)和即時反饋，使復雜概念具象化，促進學生對抽象概念的直觀理解。為了幫助學生理解光的折射相關概念，教師播放精心制作的動畫視頻：一束由激光筆發(fā)出的光線，以傾斜角度緩緩射入清澈的水中，光線在空氣與水兩種不同介質(zhì)中傳播的路徑發(fā)生偏折的過程被清晰呈現(xiàn)。教師在關鍵節(jié)點暫停視頻，用簡潔準確的語言講解道：“當光從一種介質(zhì)以非垂直角度斜射入另一種介質(zhì)時，其傳播方向會發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象被稱為光的折射。”接著，教師借助多媒體課件有條理地逐一介紹光的折射現(xiàn)象中的幾個基本概念：入射光線、折射光線、法線、入射角、折射角。課件通過動態(tài)演示的方式，精準標注出各條光線和對應角度，并配合翔實的文字說明和典型實例，將抽象的物理概念轉(zhuǎn)化為直觀易懂的知識，有效促進了學生對光的折射現(xiàn)象的理解。

（三）虛擬實驗，探究規(guī)律

發(fā)現(xiàn)學習理論強調(diào)學習者通過主動探索建構(gòu)知識。虛擬實驗可以突破傳統(tǒng)實驗的時空和器材限制，更加安全、便捷地模擬復雜物理場景，并通過參數(shù)調(diào)節(jié)、現(xiàn)象慢放和多場景對比，使隱性規(guī)律顯性化。依托虛擬實驗室和交互工具，學生可以在可控的數(shù)字化環(huán)境中反復動手操作和觀察實驗現(xiàn)象，通過自主探究發(fā)現(xiàn)科學規(guī)律。在“光的折射”實驗探究環(huán)節(jié)，教師利用“八桂教學通”光學實驗室的動畫模擬實驗，引導學生觀察光線的傳播路徑，總結(jié)光的折射規(guī)律。

首先，學生通過模擬實驗將折射光線所在一側(cè)的紙板向后翻折，觀察紙板上是否呈現(xiàn)折射光線，以此探究折射光線、入射光線和法線是否在同一平面內(nèi)。其次，學生多次改變?nèi)肷涔饩€的入射位置，同步觀察折射光線的對應位置，進而探究折射光線與入射光線是否分別位于法線兩側(cè)。再次，學生通過模擬實驗分別完成光從空氣斜射入水中、光從玻璃磚斜射入空氣中的場景操作，并多次調(diào)整入射光線的入射角度，記錄入射角數(shù)值與對應的折射角數(shù)值。實驗平臺自動生成數(shù)據(jù)記錄表格，學生可實時錄入多組實驗數(shù)據(jù)，通過圖表分析模塊解析折射角與入射角的關聯(lián)，推導兩者的大小關系。最后，學生通過模擬實驗將入射光線分別垂直射向水面、玻璃磚表面，探究光垂直入射時傳播方向是否發(fā)生改變。此外，學生分組討論“當光逆著折射光線的方向射向界面時，折射光線的方向變化規(guī)律”，借助智慧教學平臺的實時投票與觀點共享功能促進生生互動，再由學生代表在“八桂教學通”中進行實驗演示以驗證猜想。通過上述系列探究活動，學生在虛擬操作、觀察反思、抽象概括和主動驗證中歸納出光的折射規(guī)律，培養(yǎng)了科學思維和探究能力。

（四）遷移應用，解決問題

數(shù)字化資源能構(gòu)建多樣化的應用場景，通過虛擬仿真、動態(tài)建模和真實案例分析等，強化知識與問題間的認知聯(lián)結(jié)，促進學生將所學知識遷移至實際問題的解決。在“光的折射”知識遷移應用環(huán)節(jié)，教師通過多媒體設備播放漁民叉魚的趣味動畫視頻，以動態(tài)情境激發(fā)學生的探究興趣。教師設問引導：“同學們，漁民叉魚現(xiàn)象背后蘊含著怎樣的光學原理？”繼而要求學生繪制光路示意圖，深入思考“叉魚時為何需瞄準魚的下方”。當學生專注于繪圖與思辨時，教師巡視指導，針對性解答疑惑。隨后，教師提出進階問題“站在水中的人觀察岸上樹木時，樹木的視覺成像會變高、變低，還是保持實際高度？”，組織學生進行小組合作探究。數(shù)字化資源為探究活動提供了有力支持，學生可通過虛擬場景模擬水中觀察岸上物體的情境，對比入射角與折射角關系，反向推導從水中到空氣中光線的傳播路徑與成像特點，從而理解水中觀察者會看到樹木的虛像位置偏高。探究活動結(jié)束后，學生代表上臺在希沃白板上規(guī)范繪制光路圖，通過可視化推導驗證猜想，揭示光折射現(xiàn)象在生活場景中的作用機制，實現(xiàn)從概念理解到創(chuàng)新應用的高階遷移。

（五）課后鞏固，動態(tài)評價

課后鞏固是知識內(nèi)化的關鍵，可以幫助學生深化理解、強化記憶、提升應用能力。在課后鞏固環(huán)節(jié)，教師可以依據(jù)學生的認知水平設計分層作業(yè)，將作業(yè)分為基礎性作業(yè)與探究性作業(yè)兩類，滿足不同學生的學習需求。例如，完成“光的折射”教學后，教師依托智能學習平臺實現(xiàn)分層鞏固與即時反饋：針對基礎層級的學生，布置通過仿真程序復現(xiàn)課堂實驗的作業(yè)，要求學生標注入射角、折射角，畫出光路圖并闡釋原理；針對學有余力的學生，布置探究性作業(yè)滿足其深度學習需求，要求學生運用數(shù)學資源庫、數(shù)字文獻檢索平臺等數(shù)字化工具，調(diào)研光的折射在現(xiàn)代科技領域的創(chuàng)新應用，并撰寫兼具科學性與邏輯性的研究小論文。學生在智能學習平臺提交作業(yè)后，系統(tǒng)自動批改客觀題并生成光路圖常見錯誤分析報告，精準定位學生的知識盲區(qū)，并針對性地推送微課視頻供學生學習鞏固。

為系統(tǒng)評價學生學習成效和教學實施質(zhì)量，教師可依托問卷星平臺，針對“光的折射”課后作業(yè)完成情況開展專項問卷調(diào)查。問卷依據(jù)物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求，科學構(gòu)建五大測評模塊：基礎概念掌握度、規(guī)律應用遷移能力、實驗操作與圖示規(guī)范度、生活現(xiàn)象科學闡釋能力和作業(yè)反饋評價。例如，在作業(yè)反饋評價模塊，通過設置開放性問題，系統(tǒng)采集學生在問題解決過程中運用幾何建模分析光路、數(shù)據(jù)對比驗證折射規(guī)律的具體方法，同時征集學生對作業(yè)內(nèi)容、難度梯度和呈現(xiàn)形式的優(yōu)化建議。借助問卷星平臺的數(shù)據(jù)分析功能和可視化圖表呈現(xiàn)，教師能夠精準定位學生在知識理解、方法應用層面的薄弱環(huán)節(jié)，為后續(xù)實施差異化教學、精準調(diào)配教學資源提供數(shù)據(jù)支持。

總體而言，數(shù)字化資源在初中物理教學中的深度應用，突破了傳統(tǒng)教學模式的局限，高度契合教育信息化2.0時代的發(fā)展趨勢。從“光的折射”教學實踐來看，數(shù)字化資源在活躍課堂探究氛圍、提升知識建構(gòu)效率、強化實驗可視化效果等方面優(yōu)勢顯著。然而，當前數(shù)字化資源應用過程中仍存一些制約因素。對此，教育部門應加快制定數(shù)字化資源建設標準體系，建立資源動態(tài)更新與質(zhì)量認證機制；學校需完善教師數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)體系，通過校本研修強化信息技術(shù)與物理教學方法的整合能力；初中物理教師則需深化資源應用的教學設計，推動數(shù)字化工具與物理概念建模、實驗探究、問題解決的有機融合。唯有形成多方協(xié)同的格局，方能構(gòu)建高質(zhì)量的數(shù)字化教學生態(tài)，推動初中物理教學向智能化轉(zhuǎn)型。

參考文獻

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（責編韋榕峰）