信息技術在初中物理實驗教學中的運用

沈麗

【摘要】隨著信息技術的不斷發(fā)展，信息化教學進入初中各科教學課堂上，促進課堂的高效進行.教育信息化是指將信息技術與教育相結合，根據(jù)課堂教學內(nèi)容將信息技術融入課堂學習中，提高課堂教學效果.在不斷強調(diào)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的大背景下，教師要通過正確的方法將信息技術正確運用到學科教學中，更高效、更深入地提升課堂學習質(zhì)量.本文結合初中物理學科的教學理念，探討在信息技術大背景下提高初中物理實驗教學效率的相關策略.

【關鍵詞】信息技術;初中物理;實驗教學

1 信息技術在初中物理實驗教學中的作用

1.1 拓展學生素材積累，輔助學生理解

在物理課堂學習過程中，很多物理知識都是通過實驗發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律，從而得到相關結論.

控制變量法是在進行物理實驗時經(jīng)常采用的一種操作方式，那么什么是控制變量法呢？主要是將影響實驗結果的條件定量化，只改變眾多條件中的一個變量，根據(jù)條件變化記錄實驗結果的狀況，觀察實驗規(guī)律，從而得出最終的結論.

在目前的實驗條件下，很多物理課堂由于受到硬件設施的限制，難免會出現(xiàn)控制變量能力不足的情況，無法得出準確的實驗結果.如在學生學習電學過程中，涉及研究電阻的大小與哪些因素有關，在進行實際的實驗操作時，可能僅能提供幾組有限的電阻，依靠這幾個固定的電阻進行試驗，使得實驗結果不具有說服力，缺乏普遍性.這時如果采用計算機技術，通過計算機完成實驗操作，就可以隨機設置多個不同的參數(shù)，使計算結果更具隨意性，提高學生對實驗結果和實驗結論的理解和記憶.

1.2 有利于完成條件較高的物理實驗

在初中物理教學過程中，很多物理結論都是通過對實驗現(xiàn)象進行觀察，在實驗現(xiàn)象的引導下得到實驗結論，進一步延伸出相關實驗規(guī)律.

有些物理實驗對條件要求比較苛刻，其實驗現(xiàn)象的呈現(xiàn)必須在非常理想的狀態(tài)下，而這種狀態(tài)在現(xiàn)實生活中是完全不存在的，這就給課堂實驗帶來了很大的困難.例如，在進行慣性的定律內(nèi)容的學習時，要觀察慣性的現(xiàn)象，必須要求物體在合力為零的條件下才能夠進行，但是所受合力為零的前提在實際生活中是不存在的，因此現(xiàn)有的實驗室條件無法滿足，這便會影響實驗結果的觀察.

在遇到這種情況時，教師可以通過信息技術為學生演示慣性物體的運動狀態(tài)，促進學生對慣性定律的理解.

1.3 展示細節(jié)，將抽象內(nèi)容具體化

在進行物理實驗教學過程中，很多實驗現(xiàn)象時間短暫，學生難以對其進行細致觀察.

比如在進行電學章節(jié)的教學過程中，要求學生對直流電電機的實驗進行觀察，但是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速度非?？欤瑢φ麄€機器的運轉(zhuǎn)過程都難以觀察清楚，因此學生只能依靠自己對本實驗的理解來總結實驗規(guī)律.如果將速度降低，采用低轉(zhuǎn)速進行觀察，很容易影響實驗結果，轉(zhuǎn)子甚至會出現(xiàn)突停的情況.這時如果教師采用信息技術，將實驗以一種三維動畫的形式呈現(xiàn)給學生，交換了機器運行的速度，學生可以清晰地觀察整個實驗的過程，理解轉(zhuǎn)換機的工作原理，從而提高學生對實驗的認知水平.

又如在為學生展示分子運動的實驗時，雖然學生可以觀察到實驗的現(xiàn)象，但是不利于學生對分子運動知識的理解，教師可以結合多媒體視頻為學生展示分子碰撞的過程，讓學生了解分子的運動形式，將抽象的知識具體化，幫助學生建立直觀的認知.

1.4 通過模擬完成特殊實驗

物理實驗過程中有些對條件要求比較復雜，而且安全系數(shù)較低，對于這種實驗，教師可以通過信息技術手段來為學生演示實驗過程，提高學生對實驗結論的理解和應用.

比如在做電池相關實驗時，教師多是通過降壓，在一個相對安全的環(huán)境下讓學生進行實驗操作，但是有些實驗現(xiàn)象在220V的電壓下并不能完成，這種情況下，教師便可以借助信息技術來為學生模擬實驗過程.如在研究大氣壓與高度的關系這一物理實驗的課題時，由于現(xiàn)實中的高度有限，因此教師可以通過信息技術為學生演示實驗過程，使實驗結論更具有說服力.

2 信息技術在初中物理實驗教學中的運用策略

2.1 利用信息技術將物理知識具體化

初中物理學習中經(jīng)常會涉及一些基本原理，而這種原理對于學生來說理解起來比較抽象復雜，難免會打擊學生的學習積極性，不利于學生較好地掌握.因此在物理教學過程中，教師可以以信息技術作為教學手段，將視頻軟件融入課堂實驗過程中，以聲像結合的方式為學生呈現(xiàn)出具體的物理原理以及物理概念，將抽象的知識簡化，為學生提供生動形象的感性材料，輔助學生更好地理解課堂內(nèi)容，記憶物理相關原理，提高學生的學習效果.

例如 在學習《色彩原理》時，首先，教師可以做好課前準備工作，通過互聯(lián)網(wǎng)搜集色散原理實驗需要的相關視頻資料，對這些視頻資料進行刪減、整合，通過二次加工制作出符合學生課堂學習要求的“光的分解”實驗演示稿.在做好實驗的相關概念和理論相關視頻以后，完善課堂教學課件，在課上為學生播放多媒體實驗視頻，讓學生通過多媒體觀察光發(fā)生色散的過程，這種直觀的方式能夠為學生動態(tài)展示光的色散相關原理，加深學生的理解和記憶，使學生對復色光分解為單色光整個過程進行直觀的認識，為學生本章節(jié)的學習搭建一個形象的認知平臺，促進學生準確理解色散的概念和原理，調(diào)動學生的學習積極性.

2.2 利用信息技術豐富課堂教學內(nèi)容

初中是培養(yǎng)學生思維方式和認知能力的關鍵時期，這一時期學生主要依靠以往的學習經(jīng)驗和已有認知進行思考和學習，因此學生的學習需要依靠豐富的實驗素材來支撐.所以，在進行初中物理課堂教學過程中，教師要充分利用信息技術這一高效的教學途徑，為學生制作微課視頻，通過這種方式將課外相關物理知識引入到課堂物理實驗過程中，豐富課堂實驗素材，為學生提供大量的實驗材料作為參考，不斷培養(yǎng)學生的形象思維，調(diào)動學生學習的積極性和主動性.

例如 在教師為學生講解《探究電阻上的電流跟兩端電壓的關系》這一實驗的內(nèi)容時，教材上關于這一課時的內(nèi)容多是以書面文字的方式呈現(xiàn)出來，對于實驗所需要的素材提供較少.因此，教師在為學生分享這一課題的實驗時，可以通過信息技術搜集網(wǎng)絡上這一實驗相關素材，比如實驗視頻或者實驗圖象等，將多方面的學習資源融入實驗過程中，通過微課課件的方式為學生分享其內(nèi)容，調(diào)動學生的學習積極性，讓學生親自動手參與到實驗過程中，培養(yǎng)學生的實驗操作能力，使學生深入探究電流與電壓之間的關系，促進學生在物理實驗方面達到更好的學習效果.

2.3 利用信息技術演示實驗現(xiàn)象

由于初中物理實驗一些現(xiàn)象比較短暫，稍縱即逝，而且有些實驗具有一定危險性，不利于學生在物理課堂上直接操作.

然而，由于物理學科比較抽象，如果學生無法清楚地觀察實驗現(xiàn)象，那么實驗結論就需要依靠學生的想象.對此，教師可以利用信息技術，以多媒體視頻的方式為學生呈現(xiàn)一些抽象的物理現(xiàn)象，通過直觀的方式加深學生對物理實驗現(xiàn)象的理解和認知.

信息技術可以為學生呈現(xiàn)多方面的物理實驗現(xiàn)象，首先，教師可以借助Flash動畫為學生模擬微觀物理世界;其次，利用信息技術可以為學生呈現(xiàn)時間比較短暫的物理現(xiàn)象，比如教師可以借助多媒體，通過暫停、放大等功能，為學生將實驗過程完整地呈現(xiàn)出來，加深學生對物理內(nèi)容的理解.另外，有些物理實驗難免會有危險，這種實驗不宜在課堂上操作，教師可以通過視頻的方式為學生展示這類實驗現(xiàn)象，避免學生親自操作而發(fā)生不必要的危險.

例如 在學生學習《擴散實驗》時，這一實驗在日常的課堂實驗操作中不易進行，學生雖然可以看到紅棕色的二氧化氮氣體在空氣中逐漸擴散，但是無法對二氧化氮分子的運動軌跡進行觀察，難以直觀地了解微觀現(xiàn)象.在遇到此類實驗時，教師可以通過flash動畫為學生模擬二氧化氮分子在空氣中的擴散過程，幫助學生觀察微觀世界中的分子運動形式，進而讓學生學習擴散現(xiàn)象的本質(zhì)，即分子的運動過程.其次，在學生學習《皮球落地的能量轉(zhuǎn)化》這一實驗過程中，雖然皮球落地又彈起的過程中發(fā)生形變，可是由于時間較短，學生難以對此現(xiàn)象進行細致觀察.為此，教師可以在課前將皮球落地的能量轉(zhuǎn)化實驗過程錄制成視頻，在課堂上通過多媒體以0.5倍速的方式為學生呈現(xiàn)出來，通過將皮球落地的過程進行暫停和放大等，幫助學生直觀地觀察形變現(xiàn)象，讓學生理解在皮球落地及彈起過程中所發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換.

另外，帶有危險性的實驗不易課上操作，教師也可以參考上述方式將其實驗過程轉(zhuǎn)化為視頻，用于在課上對學生進行實驗教學，避免學生親自操作而出現(xiàn)的一些不安全狀況.

2.4 利用信息技術處理物理實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)

在進行初中物理實驗的過程中，很多實驗結論往往需要依據(jù)實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，而有些數(shù)據(jù)比較復雜，對學生來說畫出相關圖象比較困難，通過簡單的紙筆計算會浪費很多時間，而且不易保證畫出的圖象相關關系之間的準確性.因此，為了提高實驗效果的準確性，教師可以基于信息技術，通過計算軟件和圖象處理軟件等對物理結果進行相關準確處理，在處理完成以后，以多媒體的形式為學生展示到大屏幕上，讓學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)結果進行討論，得到準確的實驗結論.

例如 在學生學習《水的沸騰》這一實驗過程時，教師可以將實驗過程中涉及的溫度監(jiān)測次數(shù)等數(shù)據(jù)輸入圖象處理軟件，通過曲線模型為學生呈現(xiàn)出水沸騰過程溫度的變化情況，從而幫助學生理解水在沸騰過程中發(fā)生的實驗現(xiàn)象.另外，學生通過曲線圖能夠直觀地觀察水在沸騰過程中溫度是始終保持不變的，從而得到的結論為：水在沸騰過程中，沸水持續(xù)吸熱，而溫度保持不變.由于水沸騰過程中涉及檢測次數(shù)以及水溫的變化，所以學生依靠紙筆計算會加大實驗難度，不利于學生準確畫出曲線模型，因此依靠圖象處理軟件，簡化學生的學習過程，提高學生學習效率.

3 結語

物理實驗在初中物理學習過程中占據(jù)重要的位置，它可以幫助學生準確掌握物理知識，加深學生的理解和記憶.因此，為了提高初中物理課堂教學效果，教師應該將信息技術靈活運用到課堂物理教學過程中，利用信息技術將抽象的物理知識具體化，提高學生的物理學習質(zhì)量，豐富學生物理課堂學習內(nèi)容.

另外，教師還可以通過信息技術為學生形象地演示實驗現(xiàn)象，解決課堂實驗的諸多限制，促進學生直觀地得到物理實驗結論.綜上所述，為了保證初中物理實驗教學效果，教師應該將信息技術和物理實驗教學進行有效結合，通過多種方法充分促進信息技術在初中物理實驗過程中的融合作用，發(fā)揮信息技術在教育領域的獨特優(yōu)勢.

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