一、初中物理实验教学中存在的问题
实验是初中物理教材中的重要组成部分,是初中物理教学的重难点,是培养学生物理关键能力以及必备品格的重要途径。加强实验教学乃是新课改对广大物理教师提出的基本要求,也是初中学生能力发展的内在需要。
一是教学资源有限。实验的开展是建立在实验室、实验设备、实验器材基础上,很多物理实验都需要用到严密的物理实验设备和规范的物理实验器材。但不少学校都存在实验设备、器材短缺问题,这主要源于部分实验可操作性不强,对实验器材和设备要求高,很多学校都难以满足要求。
二是部分实验操作难度大。教材中的实验并非都能够通过教师示范或者学生实操进行的,有些实验本身就难以操作,即使可操作,也对学生操作能力要求高,对实验器材和设备要求高。但初中学生接触实验时间短,实验能力不强,在实验过程中难免会遇到各种问题,因此实验效率比较低,一堂课结束了,往往很多学生也都没有完成一个实验,这种低效的实验教学也制约了学生物理综合能力发展。
二、信息技术在初中物理实验教学中的应用优势
(一)丰富教学的形式,增强学生学习兴趣
传统物理教学中,实验演示是物理教师开展实验教学的主要方式,这种方式虽然也能达成实验教学目标,但效率并不高,教师示范学生观看,然后学生再自己做实验,这样的实验教学很难吸引学生,且教师在示范时,很多学生表示看不清楚实验全过程,这也导致学生在自主实验时错误百出。而应用信息技术则可以避免这些问题,借助网络资源和信息技术手段对常规实验进行创新优化,比如多媒体课件、音频资料、微课以及短视频,能够极大地丰富学生学习体验,激发学生实验兴趣。
(二)完善实验教学,引导学生深入学习
传统实验教学受时间、地点、仪器等客观条件限制,部分实验无法开展,实验教学效率不高。信息技术与实验教学整合后,既可以弥补传统实验教学的不足,也有利于增强学生学习兴趣,促使学生自主地、深入地学习。例如,信息技术支撑的微课、短视频,将这些学习资料直接上传到QQ群或微信群,学生课后可自主观看视频资料,自主学习实验原理相关知识,观看实验操作细节,为提高实验教学效率奠定基础,同时也间接培养了学生学习能力。
三、信息技术在初中物理实验教学中的应用策略
(一)利用信息技术,丰富物理实验素材
初中阶段的学生生活经验不足,思维发展不成熟,往往会运用已有经验和知识储备去理解和思考问题,极容易产生理解偏差,学生对很多问题的理解都不够透彻,对物理相关现象的解释也不够全面。针对此,初中物理教师应不断丰富实验教学素材,通过多样化实验素材提高学生认知,帮助学生更全面地、客观地解释物理现象,分析物理问题,探索更多解决问题的方式。信息技术无疑是丰富实验素材的重要手段,比如,依托信息技术引入大量图片、视频等资料,能够将抽象的文字具体形象化,帮助学生更加清晰地、直观地理解实验现象。
例如,人教版初中物理“探究电阻上的电流和两端电压的关系”相关实验中,教材上关于电流和电压关系的描述多以文字呈现。学生对文字内容积极性不高,且理解难度也较大,实验素材也相对较少,容易导致学生对电压、电流相关概念产生混淆。此时,我们物理教师如果能够利用多媒体设备,将从网上甄选的电流、电压实验相关视频,课堂上直接播放给学生观看,帮助学生理清电流和电压之间的关系,能够加深学生对物理知识的理解。
(二)利用信息技术,突破实验教学难点
实验是物理教学的重要内容,也是初中物理教学的难点。大部分中学生之前是没有涉及实验学习的,难以快速理解一些难度较大的实验。针对此,物理教师完全可以采取视频教学或者漫画教学的方式,以信息技术再现生活现象,一方面可以增加学生知识储备,另一方面能够帮助学生更好地理解实验重难点。
例如,“杠杆的平衡条件”相关实验教学中,关于探究杠杆平衡条件的实验,传统教学中很多教师主要采取演示实验教学方式,教师操作,学生在一旁观看,很少有机会自己动手实验,导致不少学生无法准确理解“力的平衡”相关条件,不仅降低了学生实验学习兴趣,同时也制约了学生物理核心素养的发展。但如果我们可以将这一实验录制成微课,就能很好地解决上述问题。在微课设计中,重点讲解这一实验的重难点,通过天平秤的实验给学生演示如何确定力臂,让学生通过微课学习掌握力臂确定的方法,掌握平衡的几种条件。譬如,为了引导学生确定力臂,教师以动漫演示的方式给学生呈现了几种力的平衡现象以及动漫演示力臂的画法,接着要求学生观看微课,按照微课上的实验操作步骤和要求进行自主实验,在实验中体会力臂的确定方法,最后再组织学生观看提前准备好的教学视频,巩固杠杆平衡实验内容。教师依托信息技术开展微课教学,将传统的示范实验教学转变为微视频+自主实验的方式,引导学生先观看实验相关基础知识,了解实验的重难点,然后再自己动手实验,增强实验感受,更有效地达成了教学目标。
(三)利用信息技术,模拟不可能的实验
我们不难发现,初中物理教材中有很多实验,有的实验可以直接让学生自己操作,有的实验师生都难以直接操作,比如涉及有毒、有害物质的实验,存在安全隐患的实验,对实验器材精密度要求特别高的实验,有些实验操作时间较长,也不宜让学生操作,都不适合在课堂上直接呈现。
例如,晶体融化实验中,晶体融化的速度相当快,肉眼很难直接看到这一实验过程。为了让学生更好地观察到晶体的融化过程,我们可以从网上找一些实验相关视频,课堂上先组织学生自主观看并学习视频,视频将晶体融化过程以慢镜头的方式呈现,学生可以直观地观察整个过程,然后再给学生进行实验模拟,用冰块代替晶体,用高压火枪烘烤冰块,学生进一步观看冰块融化的过程,如此一来,能够加深学生对晶体融化的理解。又如,“扩散实验”就是一个非常微观的实验,尽管二氧化氮气体是红棕色的,在空气中扩散可以清晰地看到,但这只是表面的宏观现象,二氧化氮气体的运动轨迹是怎样的学生无从知晓。此时如果我们借助Flash动画,模拟演示二氧化氮分子在空气中的扩散现象,就能将微观世界的现象可视化,学生可以清楚地看到分子的运动过程,从而了解扩散现象的本质。
综上所述,为了保证初中物理实验教学效果,教师应该将信息技术和物理实验教学进行有效结合,通过多种方法充分促进信息技术在初中物理实验过程中的融合作用,发挥信息技术在教育领域的独特优势。
参考文献:
[1]夏敏,夏德勤.浅谈信息技术在初中物理实验教学中的应用[J].新课程学习:下,2012(8):1.
[2]周义林.在中学物理实验教学中应用信息技术的方法研究[J].天天爱科学(教育前沿),2020,(06):71-71.
[3]高周.探讨分层教学法在初中物理实验教学中的运用[J].教育研究,2019,2(10).