信息技術(shù)激活高中物理課堂的策略探究

朱庭榮

摘 要：國辦發(fā)〔2019〕29號文件要求“創(chuàng)新教學(xué)組織管理”“深化課堂教學(xué)改革”等，倡導(dǎo)積極探索基于情境、問題導(dǎo)向的互動式、啟發(fā)式、探究式、體驗式等課堂教學(xué)。這樣形式的高中物理課堂教學(xué)，需借助信息技術(shù)的力量。因此將信息技術(shù)融入高中物理課堂的教學(xué)方法，在高中物理教學(xué)實踐中是很有必要的。本文以此為出發(fā)點，論述了在新課程標準的改革要求下，信息技術(shù)在高中物理課堂中如何應(yīng)用，并對現(xiàn)實教學(xué)提供相關(guān)經(jīng)驗指導(dǎo)和借鑒。

關(guān)鍵詞：高中物理;信息技術(shù);應(yīng)用;優(yōu)化

信息技術(shù)在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用豐富且廣泛，包含了許多方面的內(nèi)容。同時，對于學(xué)校和教師，需要加強自身的學(xué)習(xí)能力和教學(xué)的配套措施，深度開發(fā)各項平臺和技術(shù)，將這些方法融入高中物理教學(xué)以及知識點當(dāng)中，促使學(xué)生在高中物理教學(xué)中，找到符合自身特點的學(xué)習(xí)方法和興趣所在。

一、信息技術(shù)在高中物理課堂教學(xué)的教學(xué)形式

在當(dāng)今社會，信息技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，為高中教學(xué)尤其是帶有抽象內(nèi)容的理科科目的教學(xué)提供了新的思路。教師如何在課堂靈活教學(xué)，其應(yīng)用概括有以下幾種形式：

（一）交互式微課教學(xué)

交互式微課教學(xué)是信息技術(shù)這種授課形式在構(gòu)建主義體現(xiàn)中的思想，一般授課時間短，根據(jù)學(xué)生認知規(guī)律，主題突出，并以知識和單元結(jié)構(gòu)為主體的內(nèi)容為主，使得教學(xué)重難點十分突出，隨時隨地可以學(xué)習(xí)。按照程序、結(jié)構(gòu)化、流程化的教育框架，可以引導(dǎo)學(xué)生在數(shù)字終端上使用高效的交互方式。通過一節(jié)微課一個主題或者一個生動有趣的科學(xué)故事，這種豐富多樣的形式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

利用希沃白板等形式是當(dāng)今交互形式教學(xué)上課的主要方式。教師在希沃剪輯師錄制微課講解物理規(guī)律時，會呈現(xiàn)給學(xué)生強烈的視覺沖擊力，把學(xué)生帶入基于問題的物理情境中。微課一般時間不多于10分鐘，內(nèi)容結(jié)構(gòu)短小但主題突出，學(xué)生可利用間歇時間和可移動媒體能充分學(xué)習(xí)預(yù)習(xí)，涵蓋物理實驗原理、實驗演示、實驗數(shù)據(jù)處理等所有信息技術(shù)支持的環(huán)節(jié)，深化感性認識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。利用信息技術(shù)手段，用高速攝像機錄制平拋運動或自由落體運動的過程，再慢速播放，也可邊播放邊截圖呈現(xiàn)在白板中，既具體又生動，從而實現(xiàn)教育和學(xué)習(xí)的有機統(tǒng)一，實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標。

（二）虛擬體驗式學(xué)習(xí)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一個模擬現(xiàn)實世界的沉浸體驗系統(tǒng)。它結(jié)合了許多最先進的技術(shù)，比如電腦圖像、立體視覺和語音識別，可以應(yīng)用于各種網(wǎng)絡(luò)平臺、移動平臺和智能終端。通過VR等形式相互作用，在很多高中物理實驗室不能實現(xiàn)的實驗教學(xué)中有著必要的應(yīng)用。在確保安全的前提下，這種虛擬體驗技術(shù)可以使學(xué)生感受到真實的體驗感和創(chuàng)造力，多渠道地呈現(xiàn)手段將虛幻的數(shù)字化世界和現(xiàn)實世界巧妙地結(jié)合起來，為學(xué)生提供創(chuàng)新的空間和獨特的體驗感創(chuàng)造了機會，同時還有效地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以最大限度地節(jié)省場地費用等，避免一些實際實驗帶來的危險，打破時間和空間的限制。例如，原子核結(jié)構(gòu)模型、聚變和裂變規(guī)律，帶電物體的電場分布、磁體的磁場分布學(xué)習(xí)，教師在實際情況下要把這些內(nèi)容開展得有聲有色十分困難，但動畫、虛擬仿真等各種信息技術(shù)的利用，可以使學(xué)生在虛擬的數(shù)字世界中真切地感受到因為現(xiàn)實條件限制而無法完成的物理實驗。

（三）翻轉(zhuǎn)智慧課堂教學(xué)

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)又稱為“翻轉(zhuǎn)教室”或者“智慧教室”課堂教學(xué)，其優(yōu)勢在于將現(xiàn)有的“填鴨式”課堂的結(jié)構(gòu)進行改造，讓學(xué)生成為課堂的主人。在學(xué)生自主參與物理規(guī)律或計算題目練習(xí)和探究的過程中，不斷鍛煉他們的獨立思考和學(xué)習(xí)能力，并引導(dǎo)大部分學(xué)生在這個過程中深化總結(jié)自身特點，規(guī)劃出自己的學(xué)習(xí)方法和特點。同時這種教學(xué)方式區(qū)別于傳統(tǒng)課堂完全以教科書為依據(jù)的方法，有利于學(xué)生在這個過程中對物理知識增加見識和見解，為學(xué)生體會物理知識內(nèi)涵和深度打下堅實基礎(chǔ)[1]。

在課堂教學(xué)中，物理規(guī)律的學(xué)習(xí)是十分重要的方面，而傳統(tǒng)課堂的教學(xué)無法考慮到學(xué)生不同的理解和發(fā)展特點，很多學(xué)生無法跟上教師的步伐和思維模式，而翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式優(yōu)勢也顯現(xiàn)出來，這些學(xué)習(xí)資料和物理規(guī)律推導(dǎo)過程可以呈現(xiàn)給學(xué)生反復(fù)觀看，給學(xué)生充分的理解空間。例如：學(xué)習(xí)“波的形成和描述”這部分內(nèi)容，學(xué)生的學(xué)習(xí)過程體驗比較抽象，規(guī)律總結(jié)存在一定的混淆性，因此要讓課堂的主體真正掌握主動權(quán)，在翻轉(zhuǎn)課堂中發(fā)揮信息獲取的優(yōu)勢。同時，在運用翻轉(zhuǎn)課堂時要考慮時間關(guān)系的配合，找好知識點學(xué)習(xí)真正需要信息查找的轉(zhuǎn)折點，提高學(xué)習(xí)效率。

（四）借助公共社交平臺進行總結(jié)

在當(dāng)今社會，學(xué)校教學(xué)也要緊跟時代潮流，不斷了解和應(yīng)用學(xué)生喜聞樂見的方式進行教學(xué)和學(xué)習(xí)。在物理知識鞏固和總結(jié)的過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生運用公共社交平臺、微博、博客等，這些平臺有較好的總結(jié)和規(guī)范知識的功能，這種區(qū)別于傳統(tǒng)教育的方式，有利于加深學(xué)生學(xué)習(xí)交流。

將微博融入高中物理教學(xué)中的方法可以成為評價學(xué)習(xí)能力的一種形式和標準，同時還可以為未來信息技術(shù)融入物理教學(xué)提供經(jīng)驗。每次學(xué)習(xí)結(jié)束后，都會對新學(xué)習(xí)的物理知識和規(guī)律有深入的理解，包含對物理知識內(nèi)容的、信息技術(shù)手段的、使用經(jīng)驗的，以及適合自己或自己總結(jié)出的經(jīng)驗方法，通過博客的平臺都可以得到梳理，從而改進學(xué)習(xí)效果[2]。

二、信息技術(shù)對物理規(guī)律教學(xué)的優(yōu)化

（一）信息技術(shù)在高中物理教學(xué)中的具體應(yīng)用措施

根據(jù)高中物理教學(xué)規(guī)律，信息技術(shù)和教育教學(xué)的特點，以及上述信息技術(shù)方法，將高中物理規(guī)律化教學(xué)過程分為三個階段：課前預(yù)習(xí)，教學(xué)過程，課后反饋。利用不同階段的方法優(yōu)化信息技術(shù)，根據(jù)不同階段學(xué)生的特點選用信息技術(shù)手段促進他們的高中物理學(xué)習(xí)，以此達到整體教學(xué)目標，提升學(xué)科的核心素養(yǎng)。

課前制作的微課，是對本堂課程的簡短敘述，目的是讓學(xué)生完成對知識的預(yù)習(xí)。在學(xué)生學(xué)習(xí)微課的過程中，把所學(xué)知識的目標、含義，以及對知識的疑問和創(chuàng)新性見解記錄下來。引導(dǎo)學(xué)生看完互動式微課后，將不懂的部分著重記憶，重點的知識加深記憶，在課堂上有重點有選擇地進行聽講?；邮轿⒄n是一種大規(guī)模的在線課堂形式，學(xué)?？砂磳W(xué)科組分別發(fā)揮學(xué)科組的力量，分批分年級錄制好高中課程每節(jié)的微課，盡量使每節(jié)微課都能成精品課，或借助優(yōu)秀的教育平臺，形成一個學(xué)校的資源庫，方便學(xué)校各個年級的班級或物理組的學(xué)生在課前預(yù)習(xí)階段完成知識的初步了解。這個過程中利用學(xué)校設(shè)定的智能知識庫，學(xué)生可以根據(jù)自身的學(xué)習(xí)特點以及興趣，對相關(guān)的物理知識及規(guī)律進行預(yù)習(xí)和拓展，同時這種虛擬知識庫的方式還可以突破時間和空間的限制，根據(jù)學(xué)生自身需求進行小組線上討論和交流[3]。

在課后反饋中，還可以引導(dǎo)學(xué)生在計算機虛擬空間中，將自己認為的重難點的知識記錄下來，包括知識點本身、解題方法，以及自身的經(jīng)驗等，以此節(jié)省傳統(tǒng)教學(xué)中摘抄、打印等總結(jié)方法，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，節(jié)省了時間，同時也做到了環(huán)保、綠色學(xué)習(xí)。

（二）信息技術(shù)優(yōu)化高中物理教學(xué)的教學(xué)過程

整個教學(xué)課堂的過程，主要分為三個階段，即課前準備階段、課中教學(xué)階段和課后總結(jié)階段，每個階段都有適宜的有效手段。

1.課前交互式微課

利用互動微課優(yōu)化課前教學(xué)準備，微課中包含豐富多樣的學(xué)習(xí)知識和內(nèi)容，在高中物理學(xué)習(xí)階段，大多分為感性認知和理性認知兩部分，這兩部分也有不同的特點。感性認知的課程主要在初中的物理知識教學(xué)中體現(xiàn)，而在高中物理的學(xué)習(xí)中，知識點大多抽象化，以學(xué)生的理性認知為主，因此這種互動微課教學(xué)方式的優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來，將知識可以明確分為教學(xué)重點、教學(xué)難點和素養(yǎng)要點等。在情感上這種互動式微課形式能更好地走進學(xué)生的內(nèi)心世界，充分利用和挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生快速融入課堂中學(xué)習(xí)知識。

信息資源的設(shè)計，一方面主要在信息資源，微課知識反饋形式，學(xué)生是否使用微課程資源及在微課中學(xué)生的相互作用，是有利于加強學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的能力并改變錯誤的學(xué)習(xí)方式。另一方面微課視頻設(shè)計，需要考慮到多重因素，包括教師的教學(xué)風(fēng)格、具體知識的特點，根據(jù)這些教師進行相關(guān)的教學(xué)設(shè)計，并將這些信息資源融入其中。這部分不管是對學(xué)生學(xué)習(xí)和教師整體工作來看，都是重要的組成部分，教師優(yōu)秀的教學(xué)設(shè)計有利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進而能夠促進學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高[4]。

2.課堂中信息化教學(xué)平臺

首先，是研究性學(xué)習(xí)、翻轉(zhuǎn)智慧課堂。這個教學(xué)平臺的設(shè)定和使用在前文中也提到過。主要的目的和教學(xué)目標是明確學(xué)生在課堂中的主體地位，將課堂學(xué)習(xí)真正還給學(xué)生。同時，教師在運行和設(shè)計這些翻轉(zhuǎn)云課堂的過程中，要充分考慮到班級中不同學(xué)生的發(fā)展特點，將課堂設(shè)計真正融入學(xué)生的學(xué)習(xí)，不能因為線上教學(xué)平臺的應(yīng)用反而降低了學(xué)習(xí)效果。在這些基礎(chǔ)上學(xué)生可以開展“頭腦風(fēng)暴”，進行知識創(chuàng)新，不斷提高自主學(xué)習(xí)的能力。

其次，是物理教學(xué)需要組織結(jié)構(gòu)嚴密，推理過程細致，以及強大的邏輯思維和識別能力。在學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程中，要設(shè)定層次難度豐富的問題，逐步安排任務(wù)，形成科學(xué)的信息鏈。學(xué)生學(xué)習(xí)特點和階段不同，就需要更為細致的教學(xué)分工，因此在具體教學(xué)設(shè)計和制訂的過程中，教師要做好統(tǒng)籌和收集信息的工作，根據(jù)學(xué)生的特點進行物理教學(xué)規(guī)劃。學(xué)校要制訂科學(xué)合理的教學(xué)管理系統(tǒng)和增值型評價體系，并及時反饋學(xué)生提出的問題，及時解決，確保自主學(xué)習(xí)在合理有效的秩序下進行。

最后，是虛擬模擬實驗，信息技術(shù)的多媒體應(yīng)用。物理規(guī)律教學(xué)要利用信息技術(shù)講授基本知識，如物理虛擬模擬實驗，與物理規(guī)律有關(guān)的各種多媒體要素等。

3.虛擬模擬實驗型

物理知識的學(xué)習(xí)分為不同的類型，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，應(yīng)考慮引進相關(guān)的虛擬模擬實驗?zāi)Ｐ汀Ｔ谇榫吃O(shè)置中不斷培養(yǎng)學(xué)生的知識水平，以及認知能力水平和情感價值的能力。在情境導(dǎo)入過程中，要根據(jù)心理學(xué)原理設(shè)定物理規(guī)律的難度和情境的節(jié)奏，引起學(xué)生注意，但不能偏離物理規(guī)律的素養(yǎng)目標。例如，在講解“人造地球衛(wèi)星”時，可以使用希沃白板自帶地球的3D地圖進行直接演示和講解[5]。

除上述敘述的之外，信息技術(shù)在物理教學(xué)中還有許多應(yīng)用。例如，投票、作業(yè)的布置、分配和收集的工作。因此，在這些功能之下，面對物理教學(xué)中相關(guān)需要討論的知識，以及作業(yè)布置問題時，教師可以應(yīng)用并根據(jù)自身情況進行借鑒，以節(jié)省時間提高效率。這種方式也提高學(xué)生在互動分享學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)物理知識，進行創(chuàng)新的機會，幫助教師更輕松展示豐富的物理實驗現(xiàn)象。

4.開展豐富多樣的平臺

將信息技術(shù)相關(guān)理念在高中物理教學(xué)和學(xué)習(xí)中展現(xiàn)，學(xué)習(xí)平臺是重要的開展方式，平臺各項服務(wù)是否合理也決定了教學(xué)的質(zhì)量和效果。信息技術(shù)以科學(xué)的方式，提供豐富的資源、靈活的手段，在高中物理教學(xué)中，信息技術(shù)優(yōu)化教學(xué)起著很重要的作用。

以高中物理中安培力理論和實驗探究為例，充分收集各種信息技術(shù)資源，促進學(xué)生能夠在課堂中了解到世界各地的物理知識和資源，拓寬他們的眼界和知識面，并且利用動畫等形式形象地掌握了相關(guān)知識。除此之外，有些物理規(guī)律過于抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)或理解中也存在困難。而利用多種傳感器做成機器人進行演示模擬等方式，使學(xué)生能夠保持獨立思考的能力，理解相應(yīng)的知識點和物理規(guī)律。在討論結(jié)束進行課堂發(fā)表過程中，學(xué)生可以對自己的觀點進行豐富，也能不斷提升自身見解，為物理學(xué)的未來和突破，以及人才挖掘提供動力。

（三）利用相關(guān)平臺進行課后總結(jié)提高

利用相關(guān)學(xué)習(xí)平臺建立一生一檔，有利于便利地管理個人的知識、想法。在這種平臺中，教師和學(xué)生是平等的關(guān)系，因此便于學(xué)生在物理課程學(xué)習(xí)后，對自己學(xué)習(xí)的總結(jié)、知識的思考進行記錄。這種平臺的記錄形式，還有利于使知識體系化、完整化，也便于在總結(jié)完成后與他人進行分享。因此教師在瀏覽和總結(jié)教學(xué)的過程中，這些學(xué)生的數(shù)據(jù)就有可靠的使用價值，以便在后續(xù)的教學(xué)中改善教學(xué)方法，給學(xué)生一定的思維和發(fā)展空間，展示自己獨特的見解。

結(jié)束語

在新形勢和新課標要求下，信息技術(shù)的應(yīng)用帶來了不少學(xué)科的教學(xué)改革。在信息技術(shù)發(fā)展的各項平臺和方法中，可引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)科學(xué)思維，同時，對于抽象的物理規(guī)律和實驗，可以利用相關(guān)信息平臺進行科學(xué)探究，既提高了教學(xué)質(zhì)量和效率，又培養(yǎng)了學(xué)生物理學(xué)科的核心素養(yǎng)。

參考文獻

[1]王楠.信息技術(shù)與高中物理課堂教學(xué)融合的策略研究[J].中小學(xué)電教，2021（Z2）：36-38.

[2]楊霈.淺析活用信息技術(shù)激活高中物理課堂的對策分析[J].考試周刊，2022（1）：135-138.

[3]卞鈺.高中物理課堂教學(xué)中信息技術(shù)的應(yīng)用探究[J].求知導(dǎo)刊，2021（52）：49-51.

[4]史艷龍.高中物理課堂教學(xué)中的信息技術(shù)整合研究[J].中國新通信，2019，21（15）：202.

[5]方芳.淺析信息技術(shù)在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].才智，2013（35）：19.

本文系福州市教育信息技術(shù)研究課題“基于機器人的物理創(chuàng)新實驗實踐研究”（課題編號：FZDJ2020A04）的主要研究成果。