信息化背景下高中物理实验教学创新思考

信息化背景下高中物理实验教学创新思考

任凤霞

四川省蓬安县周口中学  637800

摘要：随着信息技术的发展，为适应信息化背景对学生实践能力的培养需求，本文以高中物理实验教学为例，对创新思路进行探讨，提出数据分析、远程教学、安全预警、资源共享、实验设计创新等对策，以期为高中物理实验教学改革提供参考。

关键词：高中物理实验教学；信息化背景；创新对策

引言：高中物理实验教学对培养学生的科学探究能力具有重要作用。但是，传统的实验教学模式更注重验证性实验，难以适应信息化背景对学生动手实践和科学探究能力培养的新要求。当前，我国正推进新时代中小学科学教育的创新与发展，提出要因应信息技术进步推动科学教育改革，加强科学实验条件建设，鼓励开展设计、综合、探究性实验。为适应这一国家科学教育发展方向，实现从传统实验教学向培养学生科学探究能力的转变，需要对高中物理实验教学进行改革创新，发挥信息技术的优势，构建适合信息化背景的新型实验教学模式，以更好地促进学生科学素养的培养。

一、对物理实验数据进行处理和分析

在信息化背景下，可以利用数据处理与分析软件，辅助学生完成实验数据的整理和计算。一方面，利用软件可以自动生成数据表格，绘制实验曲线图，实现数据的整理与可视化呈现。另一方面，软件可以进行误差分析、线性回归等统计计算，帮助学生对实验数据进行更专业地处理。这不仅可以提高数据处理的效率，还可以培养学生运用信息技术解决实际问题的能力。教师应指导学生合理选择使用软件，对结果进行评判，避免依赖软件。

以高中物理“用打点计时器测量小车的速度”的实验为例，学生可以使用数据处理软件记录小车各段路程的时间，自动生成时间－位移数据表。然后利用软件作图，得到位移－时间图，通过线性回归分析计算出小车的平均速度和加速度。教师应引导学生判断线性关系的合理性，评估软件计算结果的误差，理解数据处理的过程。这可以培养数据采集与分析的能力，也加深对速度、加速度概念的理解。

二、实施物理实验远程教学

在信息化条件下，可以利用互联网和远程控制技术，实现实验远程教学。教师端可以通过网络远程操作实验设备，实现参数设置、过程控制、数据采集等，学生端通过视频观察实验过程，进行数据分析。这种远程实验教学模式，可以突破实验场地设备限制，实现异地实验教学的信息化，拓展学生的实验学习渠道。教师应合理设置远程实验内容，指导学生完成观察与分析，保证远程教学效果。

以高中物理“匀变速直线运动速度与时间的关系”为例，可以设置滑沿导轨的车作为远程实验设备，教师端控制车的启动与停止，获取车的运动距离和时间数据，传输到学生端。学生端通过视频观察车的运动，并利用接收到的数据绘制距离时间图，分析速度与时间的关系，完成远程实验任务。在指导学生时，教师应强调远程实验的效果与传统实验的等效性，培养学生的远程操作与分析能力。

三、对物理实验进行安全教育

在信息化条件下，可以利用虚拟仿真和数字化资源，对实验操作的潜在安全隐患进行预警教育。一方面，利用虚拟仿真软件，模拟实验可能出现的危险情况，让学生在虚拟环境中体会及预防安全风险。另一方面，教师可以结合数字化课件和视频，重点对具有一定危险性的实验操作过程进行提示，引导学生掌握正确的防护方法。安全教育的信息化不仅丰富了教学手段，也使安全教育更具针对性和警示性[1]。教师应指导学生运用所学知识分析问题，养成自主防护的安全意识。

以高中物理“研究平抛运动的规律”的实验为例，教师可以利用虚拟仿真软件，模拟金属球体平抛过程中可能出现的安全事故，提醒学生注意防护。在实际操作中，教师可以用视频重点介绍抛物体的正确姿势，以防止拉伤手臂。安全教育的信息化可以预警潜在风险，增强学生的安全意识，避免实验事故的发生。

四、对物理实验资源进行共享

在信息化条件下，可以利用互联网技术整合各学校的实验资源，构建开放共享的实验资源库，实现优质资源的互联互通。一方面，学校可以将自身特色的实验资源数字化上传共享，如标准实验视频、数据采集系统、虚拟仿真软件等。另一方面，教师和学生可以按需搜索和利用各学校共享的开放资源，拓展实验学习的维度。共享资源的建设，可以弥补单个学校实验条件的不足，实现优质资源的整合与互补，扩大实验教学的覆盖面。教师应指导学生评估资源的质量，选择适用的资源进行学习。

以高中物理“机械能守恒定律”的实验为例，学校可以将标准的实验操作视频上传到共享平台，内容丰富全面。其他学校的学生可以观看这些实验操作视频，了解正确的实验步骤，掌握操作技能。对于一些关键实验，学校还可以上传数据采集、实验现象拍摄等详细视频，供学生分析理解。此外，各校开发的运用动能守恒定律等理论知识进行设计实验的虚拟仿真软件也可以上传共享，便于其他学校的学生在软件上设计并完成虚拟实验，开展设计式的探究活动。

五、对物理实验进行创新设计

在信息化背景下，可以利用传感技术、数据采集技术等设计创新实验方案，实现对实验过程更精细化的控制和分析。一方面，可以使用无线传感器收集实时数据，支持多点同步采集。另一方面，可以连接数据采集系统，实现高速精确的数据记录和丰富的可视化呈现。新的设计不仅丰富了实验手段，也可以观测更微观的物理过程，获得更丰富的信息，拓宽学生的研究视野。教师应指导学生理解新实验方案，正确解释获得的大量数据

[2]。

以高中物理“测量金属的电阻率”为例，可以使用多组无线电阻传感器同时测量不同金属片的电阻，连接到数据采集系统绘制电阻－温度实时曲线。通过丰富的数据分析，可以更精确地求出各金属的电阻率。这种信息化设计不仅提高了实验的精确度，也展现了电子测量技术在物理实验中的应用，拓宽了学生的信息技术视野。

结语：随着信息技术在教学中的应用日益广泛，高中物理实验教学也需与时俱进，进行信息化改造和创新。教师需要积极探索信息技术在实验教学中的创新应用，构建符合信息时代需求的新型实验教学模式。其中，数据处理、远程操作、虚拟仿真等方式可以满足教学创新的要求，提高实验教学质量。同时也要加强对信息化实验教学的研究，以更好地发挥信息技术的优势，为学生的科学素养培养奠定基础。

参考文献：

[1]江志强.信息技术促进高中物理实验教学创新的思考[J].科技视界,2022(10):97-99.

[2]罗秋芳.高中物理实验教学的思考与探索[J].物理教师,2015,36(08):32-35.