现代教育技术在高中物理教学中的运用_龙超.pdf

物理是高中阶段的重要学科，对于学生而言有着不小的学习难度。部分学生由于对物理学习不感兴趣而缺乏主动探索的动力，使高中物理课堂教学效果达不到预期。而随着现代教育技术不断发展和普及，合理应用现代教育技术能有效解决传统物理课堂中的问题。本文简述合理运用现代教育技术的优势，并围绕数字图像技术、流媒体技术、同屏器技术、Tracker 软件等角度探究现代教育技术在高中物理教学中的应用策略，旨在提高学生的物理学习质量，加强各项综合能力。关键词：现代教育技术；高中物理；运用中图分类号：O4-4 文献标识码：A 文章编号：1003-7551(2023)01-0221-030引言高中物理主要由概念、公式、实验等内容组成，是一门学习起来难度较大的学科，传统教学模式中，教师多是将自身对知识的理解“灌输”给学生，学生通过思考和想象去理解知识，很难保证知识传递的准确性和完整性。而现代教育技术的应用，能将抽象的物理专业知识变得形象、直观，激发学生学习兴趣的同时使物理教学高效展开。1高中物理教学中运用现代教育技术的优势课程软件一般具有较强的表现力，在高中物理教学中合理运用具有以下几点优势：第一，加强学生学习兴趣。传统教学模式较为单一，教师在课堂中多是利用板书来呈现知识点或实验流程，再搭配语言详细讲述，对学生的理解能力、认知能力要求较高。而合理应用现代教育技术创设情境，则能形成良好的课堂氛围，且更容易沉浸在学习场景中，调动学生学习积极性，主动参与到教学活动之中1。第二，缩短教师书写板书的时间。利用现代教育技术呈现电子课件的形式代替传统板书，能大大缩短教师的书写时间，不仅可以在有限的时间内讲解更多知识点，还能留出与学生交流、互动的时间，从而有效调动学生学习的积极性，扩大知识视野。第三，以直观形式展示抽象知识。现代教育技术的运用能进一步优化课堂结构，保证教学完整的同时，以图片、视频等直观形式呈现物理知识，与传统简单的语言介绍相比，学生会获得更丰富的学习体验。第四，辅助完成演示实验。实际教学中部分演示实验的现象不明显，学生仅凭肉眼观察很容易忽视其中的细节，而借助现代教育技术放大、暂停等功能，能更好地呈现实验效果，有效提升实验教学效果。2现代教育技术在高中物理教学中运用的策略2.1借助数字图像技术，分解物理实验过程高中物理教学中涉及很多实验内容，部分实验步骤较为复杂，学生理解起来难度较大，教师多采用分步教学法展开教学。为了提高教学效果，教师应通过数字化设备记录实验过程，并对获取到的图像信息进行二次处理，完成实验过程的分解、挖掘和处理，再将处理后的内容用作教学课件，这种技术尤其适合用在有现象收稿日期：2022-12-15通讯作者：第 44 卷 第 1 期 广西物理 GUANGXI PHYSICS Vol.44 No.1 2023222不明显、没有条件实现的物理实验中2。以人教版高中物理必修第一册 实验：探究小车速度随时间变化的规律 教学为例，为了强化学生对知识的掌握，教师应以实验为切入点，借助数字图像技术教学。首先，教师应为学生提供实验所需材料和动画课件，让学生在自主学习中掌握实验基本原理，通过观察学生认识到实验的原理就是通过研究纸带上点迹间的距离，确定物体的运动情况。随后，教师要求学生完成分组操作实验，利用墨粉纸盘、纸带、钩码、小车、打点计时器等仪器，集合视频内容完成实验内容，并借助设备记录纸带形成的过程。同时，教师要求各小组选择一条较为理想的纸带及数据处理结果，运用数字图像技术展开教学，通过放慢技术重现纸带形成过程，让学生对加速度概念形成正确的认识。在此基础上，依次讲解公式法、依相邻计数点的加速度求平均值、逐差法等，使学生掌握计算加速度的多种方式。如部分小组实验操作步骤正确，但对数据的分析和处理存在错误，教师可以利用课件来呈现数据处理表格，先尝试利用公式asT=2求解，判断物体做匀变速直线运动的情况下可以用sssaTnn=-=+12求出加速度a。当学生掌握公式法后，再指导学生依次求出相邻点的加速度，即avvT121=-、avvT232=-avvTnnn=-+1，再通过多次测量求得平均值的原则，得出avvnTn=-+11。2.2借助流媒体技术，丰富课堂教学资源流媒体技术应用在高中物理教学中，能最大限度地利用课程软件与网络资源，减轻教师教学负担的同时提高教学实效性，还能督促学生利用网络查阅资料进行学习和研究。将流媒体与物理实验教学相结合，能成为师生互动探究中的有力媒介3。在实际教学中，教师应借助现有的局域网搭建流媒体物理实验网络教学应用平台，以网络传输为主要手段丰富教学资源，促进物理实验教学高效完成，而学生通过平台学习物理知识，能在图文并茂的讲解下深化知识印象，并利用超文本、超链接等功能营造良好的交互实验环境。以人教版高中物理必修第一册 牛顿第二定律 教学为例，为了深化学生对牛顿第二定律的认识，教师利用控制变量法设计实验，以验证公式：Fm a=首先，教师在教学中应先为学生展示视频课件，让学生观察物体运动中所受到的力，对探究实验形成初步的认识。接着，为学生提供木板、垫片、小车、打点计时器、交流电源、纸带、刻度尺、细线、砝码盘及砝码、天平、秒表等仪器，让学生结合课件内容展开自主实验。具体实验步骤为：（1）将木板上倾斜摆放在桌子上，将小车放在木板上，用利用滑轮连接小车和物块，物块受到向下的重力，改变小车的运动状态并形成加速度；（2）设小车的质量为 M，物块的质量为 m，小车在运动中受到向下的重力、斜面给予的弹力以及向上的摩擦力；（3）绘制小车的受力分析图，借助数学知识推导出公式：Fm a=由此，在操作实验中，学生通过亲身参与到实验中，能对牛顿第二定律知识形成更深刻的认识。最后，课堂教学结束后，为了尽可能满足所有学生的学习需求，教师应借助流媒体为学生提供个性化学习资源，结合学生的物理基础及课堂答疑，为学生推荐其他学习资源，让学生借此完成课后自主学习，巩固基础知识或拓展知识点，从而构建完整的知识体系。2.3运用同屏器技术，强化演示实验效果实验是物理教学的基础组成部分，精心设计实验内容，向学生呈现细节，能将抽象的物理知识具体化，以降低学生的学习难度。但在实际教学中，受到各方面条件的限制，很多时候教师无法将实验中的细节展示给每个学生，尤其是对于变化较快、需要近距离读数等实验，座位靠后的学生更是难以看清实验现象4。而同屏器技术的运用能有效解决这一问题，教师在演示实验时挑选一名学生作为助手，用手机近距离拍摄实验过程，其余学生就可以在投影屏幕上观察到放大的实验现象，甚至可以进行回放、慢放。值得注意的是，录制的实验视频虽然可以解决学生看不清、看不到的问题，但不能代替操作实验，教师认真考虑现代教育技术的使用第 44 卷 第 1 期 广西物理 GUANGXI PHYSICS Vol.44 No.1 2023223场合。以人教版高中物理选择性必修第三册 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 教学为例，为了让班级所有学生观察实验现象，教师可以借助同屏器技术展开教学。首先，教师在演示实验前用手机连接投影屏，邀请一名学生近距离对着水面拍摄，在水面上撒入适量的爽身粉，将一滴油酸分子滴入水面，让学生在投影屏上仔细观察实验现象，通过观察高清、放大后的实验现象（如图 1 所示），学生发现油酸面积是先扩张再收缩。由此，同屏器技术的运用能有效解决实验现象并不明显，学生难以观察到油膜面积扩散的问题。随后，演示实验结束后，教师为学生详细讲解实验原理，让学生认识到利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看做球型，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，再利用公式：dVS=计算出油膜的厚度，进而掌握计算分子大小的方法。这一过程中，学生可以将实验原理与所观察到的实验现象相结合，从而深化对知识的理解和掌握。最后，部分学生在明晰实验原理和现象的基础上，会提出疑惑：为什么油酸面积是先增加再减少一点点的？教师要对学生勇于提出质疑的行为给予表扬并为学生解惑，让学生从化学的角度出发分析油酸酒精溶液的成分，认识到其中包含油酸分子和酒精分子，当其与水溶液发生反应后，酒精分子溶于水或挥发，所以油酸形成的油膜面积先扩张再收缩。基于此，借助同屏器技术呈现表现不明显的物理实验内容，使学生参与到实验观察、实验分析等过程中，从而加深对物理实验学习的认知，掌握油膜形成的原理。2.4运用 Tracker 软件，指导学生构建模型很多日常生活现象中都蕴含着物理知识，学生应善于观察并在物理学习中应用经验迁移，完成对知识的分析和建模。但实际教学中，很多学生缺乏建模能力，无法将生活经验应用在物理课堂中，只能结合教师的语言描述被动记忆知识。对此，教师应充分利用 Tracker 软件教学，直观呈现与教学内容相关的物理变化，强化学生的直观感受，甚至创设学生自行总结物理知识的机会5。相比传统教学形式，借助视频课件营造的直观教学方式，脱离传统教学“纸上谈兵”的状态，能让学生对知识留下更深刻的印象。以人教版高中物理必修第二册 抛体运动的规律 教学为例，为了加深学生对抛体运动的认识，掌握抛体运动的规律，教师应在实验教学中充分利用 Tracker 软件的定位功能，使抽象知识直观化。首先，教师应先向学生介绍 Tracker 软件的主要功能，并布置驱动任务：利用 Tracker 探究抛体运动规律，要求学生以小组合作的形式完成实验，在实验中获取数据得出结论。随后，各小组根据教师布置的任务，结合实验目标合理分工有序完成实验，具体步骤如下：（1）固定好手机拍摄方位，设置好标尺，拍摄小球做斜上抛运动的过程；（2）将录像导入 Tracker 软件进行分析，得出斜抛小球的运动数据；（3）结合得到的数据绘制斜抛小球的轨迹图像，经过抛物线拟合，得出实验结论。最后，小组成员结合实验得出的数据展开交流和分析，为了分析斜抛运动过程中的加速度，还应在 Tracker 软件中输出竖直位移与时间的关系图像，得到拟合方程后显示出，竖直位移是时间的二次方程，与竖直上抛分运动的规律是一致的，通过计算后发现拟合曲线的加速度为 9.74m/s2。基于此，学生在物理学习中结合主题探究实验，再利用 Tracker 软件绘制图像，有效证明斜抛物体的轨迹是一条抛物线，其加速度竖直向下，为重力加速度。参 考 文 献1 马徽徽.教育信息化背景下高中物理核心素养的培养 J.中小学电教(教学),2022,15(12):55-57.2 卢亚军.互联网背景下高中物理教学创新方法探究 J.读写算,2022,37(35):19-21.3 陈利军.信息技术环境下高中物理探究学习策略研究 J.教书育人,2022,35(32):75-77.4 张宏贵.多媒体技术在高中物理教学中的应用研究 J.知识文库,2022,37(16):154-156.5 马璨,韦敢,唐慧敏.浅析微课在高中物理教学中的应用 J.广西物理,2021,42(01):62-66.图 1油酸膜实验示意图