义务教育阶段物理实验教学实践探究

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义务教育阶段物理实验教学实践探究

摘要:在“互联网+”背景下,义务教育阶段物理实验教学迎来了改进和创新的良好机遇。教师应遵循“互联网+”技术应用于物理实验教学的基本原则,将计算机信息技术与物理实验教学相结合,改变传统物理实验教学,提升实验教学效率;利用网络资源平台,促进学生的自主探究学习能力;重拾师生角色定位,建立健全体制保障,科学理性地扩展学习资源;利用互联网信息技术,完善教学评价体系,从而提高物理实验教学效率。

关键词:初中物理;实验教学;“互联网+”;创新路径

在深化课程改革、落实立德树人目标和全国义务教育均衡发展的大背景下,甘肃省庆阳市出台了新的教育教学改革实施意见,对物理实验操作提出了新的要求,如全面培养学生的动手操作能力、创新能力、设计能力、观察能力与分析能力等。目前,物理实验教学仍然存在教学资源不充足、实验教学设备投入量少、教学模式单一等问题。对此,教师应切实对初中物理实验教学进行创新改革,围绕“互联网+”技术,通过直观的课件展示,将抽象知识具体化,将复杂实验细致化,这对初中物理实验教学来说是一个突破性的选择。

一、“互联网+”技术应用于物理实验的基本原则

1.客观科学性

实验方法的科学性和实验过程的客观性是物理实验教学的基本原则之一。应用“互联网+”技术将物理实验生动地展现给学生,实验过程及实验工具必须完全符合物质的客观属性,模拟实验也要以实验要求材料的客观属性为标准进行。比如,人教版八年级物理“起舞的小纸人”演示实验,我们可以选择动画模拟演示,小纸人的起舞实验过程要以客观物质的属性为准,忽略实验客观性是违背物理实验教学目的的。“互联网+”技术应用于物理实验只是改变实验展现的手段,而不是改变分析问题和解决物理实验问题的实验方法。

2.直观性

实验教学的目的是培养学生观察、分析、解决问题的能力,使学生树立实事求是、客观科学的研究方法和严谨的科学态度,同时通过实验得出正确的科学理论也是实验教学的目的。网络资源的应用要符合生的学习特点和认知规律,教师可以应用“互联网+”技术展现实验操作过程及实验结果,这样的教学视频能够对学生的视觉和听觉起到事半功倍的冲击效果,有利于学生形成清晰的认知,丰富感性知识,从而使他们能够正确理解理论知识,发展认知能力,更深刻地认识物理变量之间的相互转化以及实验操作流程,全面提高学生对物理实验的理解与操作能力。33.发散性物理实验属于探究性项目学习内容,“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,网络资源要与实践操作相结合。在学生操作过程中,教师要采用启发式引导方法进行相关物理实验证实,从实验设计、实验安全原则、操作实验与结果分析入手,让学生通过实践了解公式、定理,从而感受实验的科学魅力。由于每位学生的认知能力、思维逻辑、个性特点等因素均有差异,因此,学生对同一实验过程、结果与总结将会有不同的认知体验,这体现了物理实验教学的发散性。

二、“互联网+”背景下初中物理实验教学的创新路径

1.““互联网+”对物理实验教学重难点的突破有重大意义

在“互联网+”背景下,教师要改变传统物理实验教学的方法,将计算机信息技术与物理实验教学相结合,充分利用计算机信息技术优势,细化实验操作流程,并围绕物理实验教学的重难点,丰富实验效果与展现形式,不断向研究性实验和验证式实验过度,全面提升初中物理实验教学质量,这是一项真正意义上的教学突破。教师可以借助计算机信息技术,“直观化”物理实验教学重难点内容,利用多媒体教学辅助工具,重复展示或让学生亲手模拟操作实验教学重难点部分,以克服传统实验教学实验流程难以分割的问题。例如,“探究物质溶化”实验加热过程缓慢,在传统实验教学中,一节课只能做一种物质的溶化,不能使学生充分认识到晶体与非晶体的区别,而借助计算机信息技术,则可以控制视频播放的快慢,缩短加热部分过程,将节约出的时间用于展示多种物质溶化等关键过程,让学生有更多的时间去解决重难点部分的问题。在“弹簧测力计的使用”实验中,教师可以利用希沃电子白板中的手机传导视频和照片功能,放大各组学生弹簧测力计的指针位置,并进行图片对比,突破弹簧测力调零和读数的实验教学难点。教师可以利用计算机信息技术,解放自己,转化教学形式。在“探究二力平衡条件”实验中,教学的重难点在于力臂与平衡条件两方面。传统物理实验教学仅仅是教师演示实验操作,学生观摩教师实验操作。在传统物理实验教学中,教师进行实验演示时,很难照顾到学生的反映情况,学生在这种“监督宽松”的课堂氛围中,无法在短时间内快速掌握实验教学重点。为此,教师可以利用计算机信息技术将实验操作的具体流程制作成视频课件,上传到多媒体教学平台上,并利用拍摄镜头的快慢效果进行实验演示,彻底从传统教学的模式中解放出来。教师用更多的时间指导学生进行实践操作,这在一定程度上增强了师生之间的互动性,完善了物理实验教学形式,高效完成了重难点教学任务。教师还可以利用互联网信息技术,调动学生的兴趣,丰富学生的知识储备量。例如,教师可以利用互联网,让学生在线观看物理实验过程,帮助学生认识连通器、地漏物体等,进而让学生了解物理基本实验原理。教师还可以根据学生要求在线搜索其他形式地漏的内部构造、外观设计和工作原理等图片、视频。这样,学生能够在先前知识的基础上,深化对地漏的认知。汽车刹车、电子秤的平衡原理等均可采取这种“互联网+”实验教学模式,这种实验教学方式不仅能调动学生的学习兴趣,还能在原教材知识点和案例的基础上进行扩充,丰富学生的物理知识储备量,有助于突破物理实验教学难点。教师还可以借助计算机信息技术,建设数字化采集系统及虚拟实验室,有效转化物理实验教学模式,借助数字化信息采集系统,使难于观察的物理现象“可视化”,加深学生对物理实验现象的认识和理解。例如,在九年级物理教学中,通过奥斯特实验说明电和磁有着密切的关系,并且电荷的周围存在磁场,相互之间产生作用。学生阅读教材中的文字难以理解电磁和电流之间的作用力关系,而电流和电流之间是否存在力的作用,其验证过程非常复杂。为此,教师可以借助计算机信息技术对实验进行三维效果模拟,并进行相应的讲解,激发学生的想象力,提升学生的学习效果。教师可以利用3DMAX软件按照物理实验器材真实建模,虚拟出真实物理实验过程;利用Authorware软件合理组合编程,进行充分的人机交互,汇集视频、动画、文字讲解等。教师通过实践与检测等多种环节提高学生对实验内容的理解与掌握程度,其内容丰富,重点突出,为物理实验重难点教学提供了实用、便捷的教学途径。

2.利用网络资源平台利用网络资源平台,提升学生的自主探究学习能力

在“互联网+”背景下,教师可以将实验教学内容或操作流程制作成微课,并上传到网络,供学生下载,学生可以按照物理实验课件开展物理课前预习或者课后复习,以满足不同学生的学习需求。学生也可以利用网络资源平台,自主选择物理实验教学资源,结合自身学情补充物理知识。自主探究学习培养了学生的主观能动性与学习兴趣,便于教师了解学生的学习需求与状态。教师要对每位学生提出的问题进行搜集、整理,然后统一反馈给学生。教师可以帮助学生搜集、整理信息,去伪存真,整合学习资源。针对部分教学内容,教师应根据学情,利用计算机信息技术编排制作教学资源。教师要指导并帮助学生选择学习内容,让学生根据自己的时间安排,分散学习,这样既能培养学生学习的自主性,又能节省课堂教学时间、节约教学成本。教师要广泛地利用计算机信息技术,为学生提供广阔的学习空间。同一个实验,互联网可以提供很多不同的设计和操作,这对学生实验的设计和实验器材的选择有着启发和示范作用。教师要为学生提供多元化的学习平台,开拓学生的视野,激发学生设计操作实验的灵感,帮助学生开辟新的思维空间。

3.重拾师生角色定位,建立健全机制保障,科学科学、理性地扩展学习资源

教师要明确角色定位,“互联网+”背景下的学习方式和方法有很多,教师应根据学情和学习方式的变化,及时调整角色。初中阶段,学生的自学能力、分辨能力和自我约束能力不强,因此,转化教学方式、及时指导学生科学、高效地利用“互联网+”背景下的教学资源已成为当务之急,这也是“互联网+”背景下物理实验教学创新路径之一。例如,由于八年级学生初次接触物理实验,教师应积极鼓励并指导学生利用网络资源自主观摩学习,而不一定按照常规教学从设计实验开始,这样可以使初次接触物理实验的学生通过观摩实验,缓解学习物理实验的紧张和无所适从,激发学生设计实验的灵感,提高学生的实验兴趣。“互联网+”背景下的物理实验教学在积极鼓励学生自主探究时,也应建立相应的机制,提高学生自主学习的效率,避免互联网的负面作用。学生在自主学习时存在不稳定性,部分学生由于自身惰性,不能主动地学习,甚至会沾染不良网络习惯,所以,“互联网+”背景下的初中物理实验教学必须建立完善的监管和激励机制。例如,学生自主学习后,教师组织学习小组进行交流展示,并根据实际情况进行合理的评价或奖励;积极与家长联系,配合家长提高学生的自主探究学习效率。学校要完善自主学习系统,在教学设施、学校制度、人员安排等方面加以完善。初中物理教学应充分利用“互联网+”技术,根据实验课标要求和学校实际,将“互联网+”的丰富资源与多媒体实验课堂教学相结合,构建资源共享型物理实验课堂。例如,在“验证阿基米德原理”的物理实验中,教师可以利用“互联网+”在线中的很多实验视频,为学生生动展示浸在液体中的物体浮力大小与物体排开液体的重力间的液体变化现象,音视频技术可以让学生直观地感受到弹簧测力计的形变程度、量筒内的水位变化和金属块的移动位置等。通过数字化教学资源平台,学生能更直观地理解物体所受浮力等于物体排开液体所受重力。直观的实验演示使学生对浮力、体积有了更深刻、要全面的认识。

4.利用计算机信息技术利用计算机信息技术,完善教学评价体系

传统初中物理实验教学重结果轻过程。教师应利用计算机信息技术与网络教学资源,构建线下和线上的联动评价体系,并以此为基础构建实验操作测试系统,主要由考场操作设备、数据管理中心、实验过程实时监控等组成。在系统运行过程中,要安排好实验考评的人员,其中包括一名专业信息技术处理人员和两名物理学科监考教师。实验操作测试系统的运行注重学生的实验能力、理论知识,打破了传统单一实验和笔试实验的考评模式,例如,“三通两平台”数字化实验操作考评,在实验教学中,教师要注重学生的实验基础,培养学生理论联系实践的能力。教师要为学生搭建网络资源学习平台,在线了解学生的学习动态,包括完成进度、在线作业完成情况、学习疑问、教学改进建议等。教师要整合学生的线上数据信息,利用统计软件进行结果分析,全面了解学生的学习情况。教师也可以通过联动评价体系,与学生进行物理实验教学互动,突出学生的课堂主体性。这种双向教学评价体系,在一定程度上弥补了传统“教师讲,学生听”单一教学模式的弊端,教师能充分了解学生的思想动态与学习情况,进而为下一阶段的物理实验教学做准备。

三、结语

总之,深化初中教学体制改革,创新优化学科教学模式与评价体系,既符合多媒体时代教学发展变革,又符合当代学生的思想逻辑习惯。“互联网+”可以有效展现学生的课堂主体性,丰富教学资源,创新物理实验教学方式,切实突出物理学科的客观科学性、直观性、发散性等特点。

参考文献:

[1]吴长城.“互联网+”背景下的初中物理实验教学改革[J].西部素质教育,2017(11).

[2]金如贯.信息技术与初中物理实验探究教学的有效融合[J].教育现代化,2018(27).

[3]唐晓薇.互联网+物理实验教学的路径探析[J].中学物理教学参考,2017(20).

[4]孙春成,于路军.高中物理拓展性实验教学的实践研究[J].物理通报,2017(9).

作者:肖为明 单位:甘肃省庆阳市环县陶洼子九年制学校