数字化手段在初中物理教学中的应用

发表时间:2021/7/14   来源:《教学与研究》2021年第8期   作者:聂富勇
[导读] 2020年度四川省社科规划课题《信息化媒介技术推动的供给侧结构性改革对民族地区教育均衡发展的影响研究》
        聂富勇
        四川省泸州市第十二初级中学校
        2020年度四川省社科规划课题《信息化媒介技术推动的供给侧结构性改革对民族地区教育均衡发展的影响研究》(批准号:SC20B066)子课题《初中物理教学中应用数字化教学资源的实践研究 》(批准号:JKSK20201014)
        摘要:在人工智能、大数据与区块链等新技术的基础上,对于教育教学领域也产生了重要影响,教育信息化从1.0时代进入教育信息化2.0时代。新时期的初中物理教学中,为了更好提升物理实验教学效果,帮助民族地区的学生更好掌握物理知识,需要应用数字化手段实施教学。在明确初中物理数字化教学的构成与特点基础上,通过生动导入课程教学、开展数字化的实验、数字化的习题检测、辅助学生课后复习等,更好突出数字化手段教学的优势,提高初中物理教学效果。新课改背景下的初中物理教学中,教师可以根据教学现状落实以上策略,可以更好提升物理课程教学效果,培养学生物理学科核心素养。
关键词:数字化手段;信息技术;初中物理;自主学习;师生互动

        信息技术融入到教育教学中,全国各地的中小学纷纷开建多媒体教室,完善了学校的硬件环境,为实现教育现代化提供了更大的可能。但是,由于不同地区的经济与社会发展水平不同,偏远地区和民族地区的学校仍然存在师资力量不佳的情况,这些学校的学生依然无法享受到优质教育资源,无法实现教育均衡发展,不利于教育公平。在信息化媒介技术推动下,民族地区教育教学中,可以运用数字化教学资源,更好开展各类实践活动。比如,成都七中通过远程直播教育方式,为西部民族地区的学校提供了优质的教育资源。初中物理教学中,通过运用数字化手段,可以更好实施物理实验教学,将习题数字化,更好让学生掌握初中物理实验,巩固物理知识,形成物理高效课堂。
一、明确初中物理数字化教学的构成与特点
        信息技术与物理学科有机融合中,形成了数字化教学,需要运用多样的数字化教学资源与工具。新时期的数字化教学与过去的物理多媒体有所不同,它是在人工智能、大数据、区域链等新技术背景下,由计算机、数据采集器和其他配套的设备组成,运用配套的系统软件和实验教具,能够更好采集数据、处理数据等。物理数字化教学的基础是物理知识,只是运用的工具和材料不同[1]。比如:提前制作含有教学目标、预习资源、预习题目的学案,辅助学生参与课前预习;在课上,教师运用图文并茂的课件,结合声音、图像、音视频与动画等,创设生动情境,加强师生之间与学生之间的交流和互动;在课后,教师可以让学生在线完成课后测试,并运用软件工具采集数据与分析数据,进行针对性指导与优化教学。
        初中物理教学中运用数字化教学,具有重要意义:一是让实验过程可视化,通过情境再现、展现物理量的变动等,引发学生分析与思考,帮助学生直观理解物理概念;二是更强的数据处理能力,可以快速采集大量数据,运用计算机软件处理数据和作图,让学生根据图像描述实验变化过程,分析物理过程;三是提高物理实验的效率,学生可以有更多的时间进行交流与探究;四是为学生提供多样工具,更好培养学生创新能力;五是更好实现互动教学,落实新课改教育的理念。
二、初中物理教学中应用数字化手段的策略
(一)明确课程教学目标,生动导入课程教学
        在初中物理教学中,运用数字化资源及其工具,需要认真分析初中物理课程内容,根据教学主题,确定教学目的、教学方法、教学流程等,然后对比传统物理课程教学方法,收集相应的数字化教学资源,准备好相应的多媒体教学工具。教师可以根据具体的物理知识,制作物理教学所用的电子课件与微视频,提前推送给学生预习学案,让学生提前做好新课学习的准备[3]。
        例如,物理九年级下册的“重力”课程教学中,教师需要明确本课教学目标:认识重力产生原因,知道重力方向与重心,结合实验探究认识重力大小与物体质量的关系。

在让学生借助电子学案提前预习的基础上,教师可以运用数字化资源,在大屏幕上播放生活中的重力现象:苹果成熟后掉落底面,降雨和降雪,水从高处往低处流,斜面上的物体下滑,并提出问题:为何会发生以上生活现象?以此指导学生阅读教材内容,总结:地球引力作用下,让物体受到力的作用为重力。
(二)借助数字化的资源,开展数字化的实验
        初中物理九年级物理课程中,包含有很多电与磁的知识,而电磁感应现象是其中非常重要的一项内容,能够将电与磁建立联系,是理解电生磁与磁生电的基础,对于高中阶段的物理学习具有基础作用。初中物理实验中,研究电磁感应现象是一项重要的实验,教师可以借助数字化手段教学,引领学生积极参与实验。
        例如,该项实验室的目的是为了验证电磁感应定律,让学生更好理解:感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化;磁通量的变大变小,产生的电流有让其变小和变大的趋势。教师可以运用数字化资源,开展新型的数字化实验,需要用得到磁铁、线圈等一般器材,以及电压传感器和磁场传感器。实验方法是比较图线:磁感强度、感应电压-时间,磁感强度变化率,感应电压-时间。根据初中学生的知识基础与实验能力,教师可以指导学生积极参与实验,通过实验研究物理知识。
(三)运用数字化的资源,开展数字化的训练  
        通过根据初中物理教学的完成情况,进行数据统计,了解当前教学中的相关问题,进而针对性调整物理教学的方向与重点,并根据学生的课前预习和课堂学习的反馈情况,运用数字化的习题资源,开展数字化的训练。之后,教师根据学生做题的反馈数据,再次针对性调整教学,从而更好提升物理课程教学效果。
        例如,八年级下册的“牛顿第一定律”,也是惯性定律,总结为:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。在教授这部分内容时,教师需要强调一些知识:惯性是物体的属性,其大小只与物体质量有关,和物体是否受力、受力大小、是否运动和运动速度等无关。教师可以根据数据统计的常见易错点,引入相关习题,指引学生参与数字化的训练。比如关于生活中惯性现象的解释正确的是:①水平公路上行驶的汽车,在发动机关闭后依然能行驶小段距离,因为汽车具有惯性;②汽车配备安全气囊,目的是减小惯性的伤害;③跳远运动员助跑的起跳是增大惯性;④抛掷的篮球在空中运动一段距离,因为受到惯性力的作用。教师根据学生作答的数据统计,针对性指导与优化教学。
(四)提供数字化的资料,辅助学生课后复习
        在初中物理课堂教学之后,为更好完善教学,巩固物理知识,培养学生的思维能力,提供学生的解题能力,教师还可以根据学生课前预习与课堂学习情况,提供数字化的资料,更好辅助学生课后复习。
        例如,八年级下册的“压强”的章节结束后,教师可以根据压强、液体的压强、大气压强、流体压强与流速的关系等课程知识,引入丰富的数字化复习资源,包括复习学案、复习微视频、思维导图等,可以更好提高学生课后复习的效果。
结语
        综上所述,初中物理教学中,运用数字化手段实施教学,更好提供物理课程教学效果,培养学生物理思维与学习能力,教师需要明确传统物理教学中的问题,引入丰富多样的数字化资源,构建数字化物理教学策略,以此更好实施数字化物理教学。教师可以根据初中物理课程知识,在让学生运用数字化资源自主预习的基础上,组织开展数字化教学活动,先准备好数字化教学资源,创设生动的情境,指引学生积极主动参与课堂学习,注意进行指导与监督,解决突出问题,从而更好达成物理课程教学目标,提升初中物理教育教学的整体效果。

参考文献
[1]潘华海. 例举数字化手段在初中物理教学中的应用[J]. 新课程(中学版), 2019, 000(008):114.
[2] 徐正. 数字化实验应用于初中物理教学的现状及反思[J]. 实验教学与仪器, 2017, 034(004):8-9.
[3] 高曼丽. 数字化技术在初中物理教学中的有效应用框架思路构建[J]. 课程教育研究, 2020(12).
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