教育部颁布的《教育信息化2.0行动计划》,推动了“教育信息化”的再一次创新和升级,开启了初中物理信息化教学的新篇章,在教育智能化和信息化的大背景下,这是必然的。初中物理教师以在教学过程中融合应用信息技术的特点与价值为依据,可以利用信息技术对实验教学进行适当优化,改变目前初中物理实验教学抽象、信息化程度不高、学生探究操作主动性不强等问题,丰富实验教学活动的形式,吸引学生主动参与物理实验。
1将抽象原理形象化,在掌握原理的基础上推进实验
实验是检验物理理论的关键过程,理论是进行物理实验的重要依据,夯实学生的理论基础是初中物理实验教学最基本的前提条件。学生只有扎实掌握了物理基本原理,才能根据理论自主设计科学的实验方案,才能在理论的支持下完善实验操作并取得一定的收获。而信息技术具有使抽象知识形象化的能力,有助于学生理解初中物理的抽象原理。因此将初中物理实验教学与信息技术融合,教师可以利用信息技术将抽象原理形象化,优化讲解物理实验基础理论的过程。比如,根据在课堂教学活动中展示多媒体课件的规律,在课件中有序设计理论讲解内容,通过按顺序讲解课件促进学生由浅入深地理解理论。同时,在课件内适当添加图片、音乐、动画、视频等要素,借助对应的形象化语言辅助说明教材抽象化的理论文字,刺激学生的认知、视觉与听觉。同时转化理论学习方式,深化形象化思考,避免全凭想象或抽象推理探究实验原理,学生加强掌握实验原理是实验学习的良好开端,对教学有较大的促进意义。
2整合教材内外内容,在丰富教学的基础上推进实验
初中生思考、探究与验证物理知识大多都建立在储备丰富知识的前提下,知识储备越丰富、支持实验越有力,探究学习效果越理想。然而现行的初中物理教材普遍存在一个不足———由于教材的信息容量限制,其编排物理知识时会进行适当筛选,无法向学生提供更加丰富的实验启示、探究学习素材,一定程度上会影响学生储备知识与参与实验。融合信息技术,将其用于整合教材内外的物理知识点,有利于弥补这一不足,促进学生胸有成竹、信心十足地探究实验。而利用信息技术整合教材内外的物理知识,教师与学生均可拥有主动权。一方面,从教师的角度来说,教师借助信息技术之力可以根据教学所用教材的特点,在丰富的网络资源中搜集能够满足实验教学需要的课外教学素材,包括电子教案、3D课件等,将其与预设教案进行整合,丰富教学内容,完善实验教学目标与常规引导步骤。在教师的指导下,学生于实验之前探究丰富的物理学习材料,储备实验的关键知识,这是提升实验探究质量的必经之路。
另一方面,从学生的立场出发,学生在信息基础与实验教学融合的前提下成为“应用信息技术”的主人,可以根据教师预先提出的主题实验要求,在课下利用互联网获取信息的优势,搜集与主题实验相关的信息,如实验所需材料、实验基本过程、实验注意事项、实验应控制的变量、实验误差影响因素等,明确实验探究相关的主要信息,有针对性地预习物理实验。而后,在课堂上紧跟教师的脚步,以信息技术为支持探究主题实验、完成动手操作,显著提升学生的物理实验探究效果。
3演示物理生活现象,在点燃热情的基础上推进实验
初中物理课程中与生活紧密相关的实验不在少数,面对此类实验,利用信息技术演示生活中的物理现象,不仅能够加深学生了解物理实验背景,还能有效点燃其实验探究热情,增强其实验探究动力。而学生满怀热情、动力始终不减地探究实验,是高效教学的基本保障。因此,将初中物理实验教学与信息技术融合,教师可以找准生活现象作为切入点,通过信息技术还原和演示实验。比如,在教学“温度与物态变化”时,为了促使学生通过实验探究理解水在沸腾前后的温度变化特点,点燃其探究水沸腾前后温度与物态变化情况的热情,教师可以利用信息技术还原生活中“烧水”的现象,还原水在加热的状态下升温与沸腾的过程。由此激活学生的生活经验,学生根据教师借助信息技术展示的信息联想生活中水沸腾之后温度之高与水蒸气的现象,思考“使水沸腾的温度是多少”等问题,随之展开实验,开始探究与动手操作,将信息技术与教学的融合落在实处,促进学生发展物理科学探究素养。
4引入虚拟仿真技术,在模拟情境的基础上推进实验
要想融合信息技术,不断将最新的技术成果或科技前沿知识渗透在初中物理实验教学中,捕捉初中生对信息技术的好奇心,教师还可以利用AR、VR等虚拟仿真技术进行教学,为学生创设感受物理实验的仿真情境,同时在此基础上促进他们探究实验。针对部分不适合学生自主操作的实验,教师也可以利用虚拟仿真技术进行教学,将实验过程转化为虚拟的现实影像,弥补教学与学生无法操作的不足。例如,在教学“探究凸透镜成像的规律”实验时,教师在给学生提供蜡烛(或F型光源)、凸透镜、光具座等实验器材并要求其自主操作实验之外,还可以利用AR技术设计凸透镜成像仿真影像,组织学生戴上AR眼镜感受凸透镜在不同情况下的成像特点,身临其境地总结其成像规律。此外,教学“探究声音的产生与传播”“探究平面镜成像规律”实验时,教师也可以利用此方法,先引导学生感受声音与平面镜成像,激活其感官,再让他们在真实感受虚拟影像的前提下进行实验。学生通过想象、理解与操作逐渐深度吸收并转化物理实验知识,理解AR等信息技术背后的科学探究、创新创造精神,从精神层面上受到影响,建立科学探究的责任意识,这对于其物理实验探究、物理学习与发展等方面均发挥着积极的影响作用。
结语
总而言之,将信息技术应用于初中物理实验教学是初中物理实验教学的有效创新,能够解决当下初中物理实验教学中存在的客观问题,发挥“促实验”的作用,促使初中物理实验教学简单化、高效化。初中物理教师关注长远发展学生的实验素养,应该走出传统思维,强化信息化教学,主动融合信息技术与实验教学,为学生创造崭新的物理实验学习环境。
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