陳 群 李欣夢(mèng)

(1.長(zhǎng)豐縣教育體育局教研室 2.長(zhǎng)豐縣城關(guān)中學(xué) 安徽合肥 231100)

在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中合理運(yùn)用信息技術(shù)能使物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量得到很大程度的提升,同時(shí)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維方面大有裨益。科學(xué)思維是從科學(xué)視角對(duì)自然界中事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及自然界中事物之間的聯(lián)系和相互關(guān)系的認(rèn)知方式,主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等。在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù)能夠創(chuàng)造輕松、有趣、生動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生能夠直觀掌握物理知識(shí),形成物理觀念,培養(yǎng)自主探究意識(shí),學(xué)會(huì)利用科學(xué)知識(shí)、科學(xué)技術(shù)去研究和解決真實(shí)問(wèn)題,從而在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

一、在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的優(yōu)勢(shì)

(一)激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

信息技術(shù)圖文并茂、人機(jī)交互的特點(diǎn),能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣,讓學(xué)生體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)的快樂(lè),充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能。例如,在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)流體壓強(qiáng)與流速之間的關(guān)系時(shí),教師可以先運(yùn)用多媒體課件,讓學(xué)生觀看模擬仿真實(shí)驗(yàn),并用信息技術(shù)展現(xiàn)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和具體流程,使學(xué)生觀察神奇的物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,從而激發(fā)學(xué)生對(duì)相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容的興趣,讓學(xué)生更加樂(lè)于參與物理實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)中增強(qiáng)科學(xué)思維。

(二)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程

大部分初中物理實(shí)驗(yàn)會(huì)用到各種不同的儀器,有的體積非常小,刻度難以看清,學(xué)生使用起來(lái)并不方便。而運(yùn)用信息技術(shù)能夠?qū)⑾嚓P(guān)刻度放大,使學(xué)生比較直觀地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。例如,在教學(xué)“歐姆定律”時(shí),在探究電流與電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生需要讀電流表和電壓表的示數(shù),由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備體積小,后面的學(xué)生經(jīng)?？床磺宄?這時(shí)就可以運(yùn)用信息技術(shù)放大兩表的示數(shù),使全體學(xué)生都能看清。這不僅優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程,還加強(qiáng)了師生之間的互動(dòng)。

另外,由于學(xué)生并沒(méi)有相關(guān)的經(jīng)驗(yàn),學(xué)生有時(shí)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)在物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,可能會(huì)造成一些安全隱患,對(duì)物理實(shí)驗(yàn)效果產(chǎn)生一定的影響。這時(shí),教師就可以通過(guò)信息技術(shù)為學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)探究搭建平臺(tái),展示正確的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作。例如,學(xué)生在做觀察水的沸騰實(shí)驗(yàn)時(shí),需要先把各種實(shí)驗(yàn)儀器按要求組裝起來(lái),并且要一邊攪拌,一邊讀出溫度計(jì)示數(shù),然后再描點(diǎn)連線作圖,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。在此物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生可能由于操作不當(dāng)燙傷,很難得到正確的實(shí)驗(yàn)圖像。這時(shí)我們可以選擇數(shù)字化實(shí)驗(yàn)。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)將傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀器結(jié)合,具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)的功能,它呈現(xiàn)的是真實(shí)實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理上更嚴(yán)謹(jǐn)、更規(guī)范。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)將學(xué)生與教師從原來(lái)的圖像描繪等繁雜的活動(dòng)中解放出來(lái),為學(xué)生的小組合作與自主探究提供了更多的時(shí)間和空間,使學(xué)生可以在很短的時(shí)間內(nèi)收獲更加豐富的知識(shí),大大提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

二、在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的注意事項(xiàng)

在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù)可以使學(xué)生的科學(xué)思維得到培養(yǎng),但是要注意適時(shí)、適當(dāng)、適量。初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中部分實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生親自動(dòng)手、親自觀察,才可以發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律,加深理解。比如在探究壓力的作用效果影響因素的實(shí)驗(yàn)中,在探究壓力對(duì)其影響時(shí),把砝碼放在小桌子上,小桌子陷入海綿中。這完全可以讓學(xué)生利用日常生活中隨處可見(jiàn)的一些工具,自己動(dòng)手去感受、去體驗(yàn)。在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中適時(shí)恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用信息技術(shù),需要從以下幾個(gè)方面去把握。

首先,對(duì)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯的實(shí)驗(yàn)一定要實(shí)際操作,如觀察液體的壓強(qiáng)、研究定滑輪和動(dòng)滑輪、阿基米德原理、力的三要素等實(shí)驗(yàn)。不能一味運(yùn)用信息技術(shù)來(lái)進(jìn)行虛擬演示,要讓學(xué)生在動(dòng)手操作中進(jìn)行分析推理,在交流討論中實(shí)現(xiàn)思維碰撞。

其次,對(duì)于部分內(nèi)容難以理解和操作,或操作具有一定的危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn),可以運(yùn)用信息技術(shù)來(lái)進(jìn)行輔助。比如對(duì)于籃球與籃板碰撞瞬間的形變,教師可以運(yùn)用信息技術(shù)慢放視頻,使其清晰展現(xiàn)。再如在探究相互作用力之間的關(guān)系時(shí),可以用力傳感器,直接在電腦屏幕上實(shí)時(shí)顯示作用力和反作用力的動(dòng)態(tài)變化。又如在測(cè)定大氣壓強(qiáng)時(shí),用液體汞做托里拆利實(shí)驗(yàn)具有一定的危險(xiǎn)性,這時(shí)運(yùn)用信息技術(shù)來(lái)進(jìn)行模擬仿真實(shí)驗(yàn)就是非常不錯(cuò)的選擇。仿真實(shí)驗(yàn)不需要考慮太多外界環(huán)境因素,安全性有了保障,實(shí)驗(yàn)效果也會(huì)比較理想。

最后,要注意發(fā)揮傳統(tǒng)教學(xué)方式的優(yōu)勢(shì),在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行必要的板書(shū)和演示實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)作圖等,使學(xué)生可以從中學(xué)到物理實(shí)驗(yàn)的規(guī)范性操作方法及作圖技巧等。

總之,在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù)不能喧賓奪主,不能一味追求教學(xué)過(guò)程的信息化,而忽視培養(yǎng)學(xué)生從科學(xué)的視角認(rèn)識(shí)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的能力。初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)要始終以學(xué)生為主體,從實(shí)際的教學(xué)目標(biāo)出發(fā),適時(shí)合理地運(yùn)用信息技術(shù),才能真正培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

三、在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的原則

(一)直觀性原則

在以往的初中物理實(shí)驗(yàn)教與學(xué)中,教師總是用語(yǔ)言講解實(shí)驗(yàn),學(xué)生總是讀實(shí)驗(yàn)、背實(shí)驗(yàn),教師和學(xué)生投入巨大的精力、時(shí)間,卻難以收到滿意的效果。為此,教師要遵循直觀性原則,在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù),通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)將抽象的、難以觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象具體化、形象化,增強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)的可信度、說(shuō)服力,使學(xué)生對(duì)物理知識(shí)產(chǎn)生直觀認(rèn)知。

(二)科學(xué)性原則

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中,教師忽視實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)類型,貪多求全,盲目運(yùn)用信息技術(shù)時(shí),不但難以讓學(xué)生抓住重點(diǎn),還可能使整個(gè)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果受到影響,打擊學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的積極性。所以教師在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù)時(shí),一定要遵循科學(xué)性原則,在尊重實(shí)驗(yàn)教學(xué)本身規(guī)律的基礎(chǔ)上開(kāi)展實(shí)驗(yàn)活動(dòng),保證整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)符合學(xué)生的心理認(rèn)知特點(diǎn),在教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

(三)啟發(fā)性原則

不管是運(yùn)用傳統(tǒng)的教學(xué)手段,還是運(yùn)用信息技術(shù),實(shí)際上物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心都是通過(guò)教與學(xué)的相互作用達(dá)到啟發(fā)學(xué)生科學(xué)思維的目的。假如教師過(guò)度強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)的運(yùn)用,就會(huì)落入羅列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的怪圈,不能達(dá)到有效啟發(fā)學(xué)生科學(xué)思維的目的,難以收到預(yù)期的教學(xué)效果。所以教師要遵循啟發(fā)性原則,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中以啟發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維為出發(fā)點(diǎn)。

(四)實(shí)踐性原則

在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師一定要注重引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)來(lái)理解和掌握觀察的方法、實(shí)驗(yàn)的方法、類比的方法以及轉(zhuǎn)換的方法,實(shí)現(xiàn)物理核心素養(yǎng)的提升,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的目的。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)踐操作,能夠深化對(duì)物理知識(shí)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的認(rèn)知,鍛煉自身的實(shí)踐能力和科學(xué)思維能力。教師可以先運(yùn)用信息技術(shù)演示物理實(shí)驗(yàn)的過(guò)程,然后根據(jù)實(shí)際情況讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作,以實(shí)踐為主,以信息技術(shù)為輔。

結(jié)語(yǔ)

在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程,教師需要遵循一定的原則,合理地運(yùn)用信息技術(shù)去培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。教師要充分認(rèn)識(shí)到學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)不能一蹴而就,而要循序漸進(jìn),這是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。為此,教師需要在具體的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中持續(xù)探索,不斷革新自身教學(xué)理念和教學(xué)模式,讓學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行科學(xué)思維的訓(xùn)練。