信息技術助力高效課堂的實踐探究

摘? ?要：以“液體”教學為例，深入探討了利用信息技術在課前、課中、課后如何輔助教學，旨在激發(fā)學生的學習興趣和積極性，從而進一步提升教育教學的質(zhì)量和效果。同時，也探索了在新的教育教學方式下，如何更有效地提升學生的綜合素質(zhì)，使其更好地適應未來的數(shù)字化發(fā)展。最后，對信息技術應用進行了反思，并提出了一些改進方法。

關鍵詞：信息技術；高中物理；高效課堂

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2024）6-0080-3

在推進教育信息化的道路上，我國的中學教育已經(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)代信息技術與學科教學進行深度融合，成為了教育工作者需要深入思考的問題。筆者將以２０２０年人教版高中物理教材（選擇性必修第三冊）的第二章第五節(jié)“液體”為例，深入探究信息技術與物理課堂的深度結合，探尋技術為教學服務的價值。

１? ? 信息技術助力課前準備

１．１? ? 利用信息收集工具調(diào)查學情

在傳統(tǒng)的教學模式下，學情分析多依賴于教師的“教學經(jīng)驗”。然而，每一屆學生都有其自身的特點，單純依賴經(jīng)驗可能會導致分析結果缺乏真實性和針對性。新課程改革標準要求“以生為本”，因此，在課前了解學生已知、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，對學生的課前知識掌握情況進行調(diào)查，并對收集到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，從而為教學提供更為準確、有針對性的依據(jù)。

１．２? ? 問卷星輔助定制化教學

為了更好地了解學生在“液體”這一節(jié)的學情，筆者設計了問卷星進行調(diào)查（表1）。問卷內(nèi)容主要包括前科學概念分析、知識基礎儲備分析和幾何運算能力分析三個維度。通過前概念題目的設計，檢測了學生對日常生活現(xiàn)象的理解，并利用實驗現(xiàn)象與前概念認知的沖突，激發(fā)學生的學習興趣。在知識儲備分析方面，筆者回顧了分子動理論等相關知識，考查學生對所學知識的掌握程度，為后續(xù)液體表面張力等知識的教學作鋪墊。此外，教師還設計了關于幾何知識的題目，以了解學生在理解表面張力使物體表面積收縮到最小這一知識點上的基礎情況。通過課前的問卷調(diào)查，教師可以提前了解學生在相關幾何知識上的掌握情況，從而在課堂上節(jié)省運算時間，提高教學效率。

２? ? 信息技術助力課中高效推進

２．１? ? 計算機圖形學模擬分子群像

高中生處于抽象思維發(fā)展階段，對他們來說，利用微觀理論知識去理解液體表面張力的成因、方向、效果等，會有一定的困難。面對抽象知識，建議借助計算機圖形學相關手段建立可視化教學模型，將抽象概念以仿真動畫的形式呈現(xiàn)，模擬其演化過程，幫助學生理解［２］。

在課例中，筆者選取“科普中國”液體表面張力的虛擬仿真技術，觀察微觀視域下液體內(nèi)部分子運動群像。仿真實驗中，先設立如圖１左邊所示的正方體水珠初始形態(tài)，給每個分子賦予分子間的受力，軟件根據(jù)算法進行無重力干預的運動演化。計算結果表明，水珠受力平衡穩(wěn)定呈現(xiàn)為球形。這一仿真技術將肉眼無法直接觀察到的微觀景象用動畫的形式呈現(xiàn)，幫助學生建立起真實、準確、感性的學習體驗。

２．２? ? 傳感器與網(wǎng)絡畫板的搭配

為有效突破浸潤和不浸潤的產(chǎn)生原因，采用宏觀實驗驗證微觀理論在分子間作用力的演示。傳統(tǒng)的彈簧測力計被朗威力學傳感器所替代，使學生能夠通過大屏幕實時讀取拉力的大小。相較于傳統(tǒng)黑板和ＰＰＴ的靜態(tài)受力分析圖，網(wǎng)絡畫板能夠根據(jù)教師的需求控制變量，實時展現(xiàn)變力的動畫過程。這一功能在復雜運動情境的受力分析中的優(yōu)勢尤為突出。

２．３? ? 投屏功能幫助實驗觀察

登錄一體機和手機，通過希沃白板軟件的傳屏功能，手機可以變?yōu)榭梢苿訑z像頭，實時將實驗過程投射到一體機的大屏幕上，實現(xiàn)了畫面的放大效果。在學生分組環(huán)節(jié)中，教師用手機將某一小組的實驗過程投射到大屏幕上共享。

３? ? 信息技術助力課后能力提升

３．１? ? 希沃課件：創(chuàng)新課后作業(yè)的新途徑

希沃課件中的活動模板功能，以其強大的互動性，為課后作業(yè)帶來了全新的體驗。教師可以將知識點融入活動模板，生成限時作答等競技小游戲，讓學生在輕松愉快的氛圍中相互較量，提升學習效果［３］。游戲結束后，系統(tǒng)還能自動統(tǒng)計得分排行榜、正答率，并提供答案解析，為學生的自主學習提供了有力支持。

３．２? ? 二維碼：拓寬課外知識的新渠道

為全面培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，教師應緊跟時代步伐，關注科技前沿，引導學生拓寬視野，培養(yǎng)科學態(tài)度與責任感。物理知識與生活息息相關，課外物理知識不僅能加深對課堂知識的理解，還能激發(fā)學生的社會責任感和民族情懷。在備課過程中，教師可將拓展知識編成二維碼或網(wǎng)絡地址，嵌入課件中。學生在課后只需掃碼，便可暢游知識的海洋，實現(xiàn)課堂教學的有效延伸。

４? ? 信息技術應用后的反思及改進方法

４．１? ? 虛擬實驗室：優(yōu)化分組實驗的新舉措

物理是一門以實驗為基礎的學科，分組實驗旨在讓學生通過合作親歷實驗過程，體驗科學探究的樂趣。然而，由于儀器配備不足，往往無法保證每位學生都能參與實驗。為此，可以借助中央電化教育館的線上虛擬實驗教學服務系統(tǒng)，將授課地點改為學校的電腦室，實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實與真實情境的相互搭配。例如，在實驗環(huán)節(jié)中，小組內(nèi)的學生可以分工合作，一人使用真實實驗器材進行實驗，其余學生則通過電腦進行線上實驗。這樣，小組內(nèi)部仍舊可以邊做實驗邊討論，不僅提高了課堂效率和學生的參與度，還促進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

在驗證液體表面膜有收縮到最小表面積的趨勢這一案例中，傳統(tǒng)教學方法需要學生在課堂上進行正四面體表面積與實際成膜表面積大小的比較。為了在課堂上加快演算進度，在課前調(diào)查中要求學生計算正四面體的外接圓半徑，得到成膜面積大小。另外，為了提高教學效率，借助ＧＰＴ等ＡＩ系統(tǒng)強大的檢索功能，讓學生在課堂上實時提問，ＧＰＴ系統(tǒng)當場輸出結果，從而節(jié)省計算時間。這不僅實現(xiàn)了高效課堂的目標，還引導學生學會了如何有效提問和正確使用ＡＩ工具。

5? ? 結? ?語

信息技術的發(fā)展正逐漸打破傳統(tǒng)教育的教學形態(tài)，為廣大師生提供了更加開放、靈活的教學環(huán)境。教師應充分利用這些技術手段，以更加人本的方式促進學生的全面發(fā)展，幫助他們從容應對信息化時代的挑戰(zhàn)。

參考文獻：

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

［２］鄧靜，張仁津．計算機教育中的可視化教學及其認知意義［Ｃ/OL］．全國計算機輔助教育學會第十一屆學術會議，［２０２3－10－20］．https：//kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx？dbcode=CPFD&filename=RZNX200310003088.

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

（欄目編輯? ? 賈偉堯）

收稿日期：2023-10-20

作者簡介：寧安曼（１９９０－），女，中學一級教師，主要從事高中物理教學與信息技術研究。