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摘要:在“互聯網+”背景下,義務教育階段物理實驗教學迎來了改進和創新的良好機遇。教師應遵循“互聯網+”技術應用于物理實驗教學的基本原則,將計算機信息技術與物理實驗教學相結合,改變傳統物理實驗教學,提升實驗教學效率;利用網絡資源平臺,促進學生的自主探究學習能力;重拾師生角色定位,建立健全體制保障,科學理性地擴展學習資源;利用互聯網信息技術,完善教學評價體系,從而提高物理實驗教學效率。
關鍵詞:初中物理;實驗教學;“互聯網+”;創新路徑
在深化課程改革、落實立德樹人目標和全國義務教育均衡發展的大背景下,甘肅省慶陽市出臺了新的教育教學改革實施意見,對物理實驗操作提出了新的要求,如全面培養學生的動手操作能力、創新能力、設計能力、觀察能力與分析能力等。目前,物理實驗教學仍然存在教學資源不充足、實驗教學設備投入量少、教學模式單一等問題。對此,教師應切實對初中物理實驗教學進行創新改革,圍繞“互聯網+”技術,通過直觀的課件展示,將抽象知識具體化,將復雜實驗細致化,這對初中物理實驗教學來說是一個突破性的選擇。
一、“互聯網+”技術應用于物理實驗的基本原則
1.客觀科學性
實驗方法的科學性和實驗過程的客觀性是物理實驗教學的基本原則之一。應用“互聯網+”技術將物理實驗生動地展現給學生,實驗過程及實驗工具必須完全符合物質的客觀屬性,模擬實驗也要以實驗要求材料的客觀屬性為標準進行。比如,人教版八年級物理“起舞的小紙人”演示實驗,我們可以選擇動畫模擬演示,小紙人的起舞實驗過程要以客觀物質的屬性為準,忽略實驗客觀性是違背物理實驗教學目的的。“互聯網+”技術應用于物理實驗只是改變實驗展現的手段,而不是改變分析問題和解決物理實驗問題的實驗方法。
2.直觀性
實驗教學的目的是培養學生觀察、分析、解決問題的能力,使學生樹立實事求是、客觀科學的研究方法和嚴謹的科學態度,同時通過實驗得出正確的科學理論也是實驗教學的目的。網絡資源的應用要符合生的學習特點和認知規律,教師可以應用“互聯網+”技術展現實驗操作過程及實驗結果,這樣的教學視頻能夠對學生的視覺和聽覺起到事半功倍的沖擊效果,有利于學生形成清晰的認知,豐富感性知識,從而使他們能夠正確理解理論知識,發展認知能力,更深刻地認識物理變量之間的相互轉化以及實驗操作流程,全面提高學生對物理實驗的理解與操作能力。33.發散性物理實驗屬于探究性項目學習內容,“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行”,網絡資源要與實踐操作相結合。在學生操作過程中,教師要采用啟發式引導方法進行相關物理實驗證實,從實驗設計、實驗安全原則、操作實驗與結果分析入手,讓學生通過實踐了解公式、定理,從而感受實驗的科學魅力。由于每位學生的認知能力、思維邏輯、個性特點等因素均有差異,因此,學生對同一實驗過程、結果與總結將會有不同的認知體驗,這體現了物理實驗教學的發散性。
二、“互聯網+”背景下初中物理實驗教學的創新路徑
1.““互聯網+”對物理實驗教學重難點的突破有重大意義
在“互聯網+”背景下,教師要改變傳統物理實驗教學的方法,將計算機信息技術與物理實驗教學相結合,充分利用計算機信息技術優勢,細化實驗操作流程,并圍繞物理實驗教學的重難點,豐富實驗效果與展現形式,不斷向研究性實驗和驗證式實驗過度,全面提升初中物理實驗教學質量,這是一項真正意義上的教學突破。教師可以借助計算機信息技術,“直觀化”物理實驗教學重難點內容,利用多媒體教學輔助工具,重復展示或讓學生親手模擬操作實驗教學重難點部分,以克服傳統實驗教學實驗流程難以分割的問題。例如,“探究物質溶化”實驗加熱過程緩慢,在傳統實驗教學中,一節課只能做一種物質的溶化,不能使學生充分認識到晶體與非晶體的區別,而借助計算機信息技術,則可以控制視頻播放的快慢,縮短加熱部分過程,將節約出的時間用于展示多種物質溶化等關鍵過程,讓學生有更多的時間去解決重難點部分的問題。在“彈簧測力計的使用”實驗中,教師可以利用希沃電子白板中的手機傳導視頻和照片功能,放大各組學生彈簧測力計的指針位置,并進行圖片對比,突破彈簧測力調零和讀數的實驗教學難點。教師可以利用計算機信息技術,解放自己,轉化教學形式。在“探究二力平衡條件”實驗中,教學的重難點在于力臂與平衡條件兩方面。傳統物理實驗教學僅僅是教師演示實驗操作,學生觀摩教師實驗操作。在傳統物理實驗教學中,教師進行實驗演示時,很難照顧到學生的反映情況,學生在這種“監督寬松”的課堂氛圍中,無法在短時間內快速掌握實驗教學重點。為此,教師可以利用計算機信息技術將實驗操作的具體流程制作成視頻課件,上傳到多媒體教學平臺上,并利用拍攝鏡頭的快慢效果進行實驗演示,徹底從傳統教學的模式中解放出來。教師用更多的時間指導學生進行實踐操作,這在一定程度上增強了師生之間的互動性,完善了物理實驗教學形式,高效完成了重難點教學任務。教師還可以利用互聯網信息技術,調動學生的興趣,豐富學生的知識儲備量。例如,教師可以利用互聯網,讓學生在線觀看物理實驗過程,幫助學生認識連通器、地漏物體等,進而讓學生了解物理基本實驗原理。教師還可以根據學生要求在線搜索其他形式地漏的內部構造、外觀設計和工作原理等圖片、視頻。這樣,學生能夠在先前知識的基礎上,深化對地漏的認知。汽車剎車、電子秤的平衡原理等均可采取這種“互聯網+”實驗教學模式,這種實驗教學方式不僅能調動學生的學習興趣,還能在原教材知識點和案例的基礎上進行擴充,豐富學生的物理知識儲備量,有助于突破物理實驗教學難點。教師還可以借助計算機信息技術,建設數字化采集系統及虛擬實驗室,有效轉化物理實驗教學模式,借助數字化信息采集系統,使難于觀察的物理現象“可視化”,加深學生對物理實驗現象的認識和理解。例如,在九年級物理教學中,通過奧斯特實驗說明電和磁有著密切的關系,并且電荷的周圍存在磁場,相互之間產生作用。學生閱讀教材中的文字難以理解電磁和電流之間的作用力關系,而電流和電流之間是否存在力的作用,其驗證過程非常復雜。為此,教師可以借助計算機信息技術對實驗進行三維效果模擬,并進行相應的講解,激發學生的想象力,提升學生的學習效果。教師可以利用3DMAX軟件按照物理實驗器材真實建模,虛擬出真實物理實驗過程;利用Authorware軟件合理組合編程,進行充分的人機交互,匯集視頻、動畫、文字講解等。教師通過實踐與檢測等多種環節提高學生對實驗內容的理解與掌握程度,其內容豐富,重點突出,為物理實驗重難點教學提供了實用、便捷的教學途徑。
2.利用網絡資源平臺利用網絡資源平臺,提升學生的自主探究學習能力
在“互聯網+”背景下,教師可以將實驗教學內容或操作流程制作成微課,并上傳到網絡,供學生下載,學生可以按照物理實驗課件開展物理課前預習或者課后復習,以滿足不同學生的學習需求。學生也可以利用網絡資源平臺,自主選擇物理實驗教學資源,結合自身學情補充物理知識。自主探究學習培養了學生的主觀能動性與學習興趣,便于教師了解學生的學習需求與狀態。教師要對每位學生提出的問題進行搜集、整理,然后統一反饋給學生。教師可以幫助學生搜集、整理信息,去偽存真,整合學習資源。針對部分教學內容,教師應根據學情,利用計算機信息技術編排制作教學資源。教師要指導并幫助學生選擇學習內容,讓學生根據自己的時間安排,分散學習,這樣既能培養學生學習的自主性,又能節省課堂教學時間、節約教學成本。教師要廣泛地利用計算機信息技術,為學生提供廣闊的學習空間。同一個實驗,互聯網可以提供很多不同的設計和操作,這對學生實驗的設計和實驗器材的選擇有著啟發和示范作用。教師要為學生提供多元化的學習平臺,開拓學生的視野,激發學生設計操作實驗的靈感,幫助學生開辟新的思維空間。
3.重拾師生角色定位,建立健全機制保障,科學科學、理性地擴展學習資源
教師要明確角色定位,“互聯網+”背景下的學習方式和方法有很多,教師應根據學情和學習方式的變化,及時調整角色。初中階段,學生的自學能力、分辨能力和自我約束能力不強,因此,轉化教學方式、及時指導學生科學、高效地利用“互聯網+”背景下的教學資源已成為當務之急,這也是“互聯網+”背景下物理實驗教學創新路徑之一。例如,由于八年級學生初次接觸物理實驗,教師應積極鼓勵并指導學生利用網絡資源自主觀摩學習,而不一定按照常規教學從設計實驗開始,這樣可以使初次接觸物理實驗的學生通過觀摩實驗,緩解學習物理實驗的緊張和無所適從,激發學生設計實驗的靈感,提高學生的實驗興趣。“互聯網+”背景下的物理實驗教學在積極鼓勵學生自主探究時,也應建立相應的機制,提高學生自主學習的效率,避免互聯網的負面作用。學生在自主學習時存在不穩定性,部分學生由于自身惰性,不能主動地學習,甚至會沾染不良網絡習慣,所以,“互聯網+”背景下的初中物理實驗教學必須建立完善的監管和激勵機制。例如,學生自主學習后,教師組織學習小組進行交流展示,并根據實際情況進行合理的評價或獎勵;積極與家長聯系,配合家長提高學生的自主探究學習效率。學校要完善自主學習系統,在教學設施、學校制度、人員安排等方面加以完善。初中物理教學應充分利用“互聯網+”技術,根據實驗課標要求和學校實際,將“互聯網+”的豐富資源與多媒體實驗課堂教學相結合,構建資源共享型物理實驗課堂。例如,在“驗證阿基米德原理”的物理實驗中,教師可以利用“互聯網+”在線中的很多實驗視頻,為學生生動展示浸在液體中的物體浮力大小與物體排開液體的重力間的液體變化現象,音視頻技術可以讓學生直觀地感受到彈簧測力計的形變程度、量筒內的水位變化和金屬塊的移動位置等。通過數字化教學資源平臺,學生能更直觀地理解物體所受浮力等于物體排開液體所受重力。直觀的實驗演示使學生對浮力、體積有了更深刻、要全面的認識。
4.利用計算機信息技術利用計算機信息技術,完善教學評價體系
傳統初中物理實驗教學重結果輕過程。教師應利用計算機信息技術與網絡教學資源,構建線下和線上的聯動評價體系,并以此為基礎構建實驗操作測試系統,主要由考場操作設備、數據管理中心、實驗過程實時監控等組成。在系統運行過程中,要安排好實驗考評的人員,其中包括一名專業信息技術處理人員和兩名物理學科監考教師。實驗操作測試系統的運行注重學生的實驗能力、理論知識,打破了傳統單一實驗和筆試實驗的考評模式,例如,“三通兩平臺”數字化實驗操作考評,在實驗教學中,教師要注重學生的實驗基礎,培養學生理論聯系實踐的能力。教師要為學生搭建網絡資源學習平臺,在線了解學生的學習動態,包括完成進度、在線作業完成情況、學習疑問、教學改進建議等。教師要整合學生的線上數據信息,利用統計軟件進行結果分析,全面了解學生的學習情況。教師也可以通過聯動評價體系,與學生進行物理實驗教學互動,突出學生的課堂主體性。這種雙向教學評價體系,在一定程度上彌補了傳統“教師講,學生聽”單一教學模式的弊端,教師能充分了解學生的思想動態與學習情況,進而為下一階段的物理實驗教學做準備。
三、結語
總之,深化初中教學體制改革,創新優化學科教學模式與評價體系,既符合多媒體時代教學發展變革,又符合當代學生的思想邏輯習慣。“互聯網+”可以有效展現學生的課堂主體性,豐富教學資源,創新物理實驗教學方式,切實突出物理學科的客觀科學性、直觀性、發散性等特點。
參考文獻:
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作者:肖為明 單位:甘肅省慶陽市環縣陶洼子九年制學校