高中物理與現代教育技術的整合

陳利軍

摘要：傳統的高中物理教學，往往注重實體性的實驗，注重在場性的教學。在信息技術飛速發展的今天，將現代教育技術包括多媒體技術、互聯網技術、虛擬現實技術等引入物理教學之中，與物理教學進行有機整合，能切實提升學生的物理學習力，發展學生的物理核心素養。

關鍵詞：高中物理? ?教育技術? ?有效整合

高中物理不僅要培育學生的理性思維，更要培育學生的實踐能力。借助現代教育技術，可以助推學生的物理學習。將現代教育技術引入物理教學，有助于探索教學新思路，創新教學模式。在信息時代，將現代教育技術與物理課程有效整合，已經成為一個重要的、有價值、有意義的研究課題。下面，筆者就現代教育技術與物理課程整合，結合自己的實踐談談看法。

一、高中物理與多媒體技術的整合

運用多媒體技術就是通過多媒體所具有的聲色光影功能，對相關的文字、語言、聲音、動畫、圖片以及音頻、視頻等進行有效的處理、應用。將多媒體技術與高中物理課程進行有效整合，能形成繪聲繪色、圖文并茂的教學效果。多媒體技術與物理課程整合，有助于激發學生的物理學習興趣，改變學生的物理學習方式，有助于學生深入地思考物理問題，探究物理現象。

比如教學“原子結構”這一部分內容，筆者借助多媒體技術制作課件，對微觀粒子世界的情況、樣態、運動等進行模仿。如“盧瑟福α粒子散射現象的實驗”，現行高中物理實驗室是不具備實驗條件的，教師也沒有這樣的專業實踐技能。為此，我們通過多媒體課件的模擬演示，可以讓學生直觀地看到α粒子散射的實驗現象。學生發現，絕大多數α粒子射到金屬箔箱之中都能沿著固有方向繼續前進，只有少數的α粒子有著較大的偏轉，只有極少數的α粒子沿著原方向返回，這就是“α粒子散射現象”。通過多媒體課件，學生生動、直觀地看到微觀粒子的運動變化過程，增強了對“α粒子散射現象”的認知?？梢?，將多媒體技術與高中物理教學有效整合起來，不僅能激發學生的物理學習興趣，更為重要的是能讓學生理解物理學知識。運用多媒體課件，還可以將某些重點內容定格、拉長、放大，從而拓寬學生的物理理解通道。

在高中物理教學中，運用多媒體技術，能將不可視的物理知識可視化。物理的知識性、抽象性、邏輯性和應用性都很強。如果教師枯燥地、機械地進行教授，就會泯滅學生的物理學習興趣。而運用多媒體技術，有助于深化學生的感性認知，并調動學生的學習興趣，促進學生形成物理實驗的表象，進而促進學生的物理理解，提高物理教學的實效性。

二、高中物理與互聯網技術的整合

高中物理教學不僅可以整合多媒體技術，還可以整合網絡技術。伴隨“互聯網+”社會的到來，高中物理教與學只有引入網絡之中，才能真正煥發生命的活力?；ヂ摼W與物理教學的融合，能真正確立學生的主體地位，同時讓學生體驗到高中物理學科的魅力。

互聯網技術與高中物理進行整合，需要一定的條件，首先就是師生角色的改變。在網絡世界之中，傳統師生關系中的“教育者”讓渡于“平等中的首席”。置身于互聯網世界，每一個成員都是平等的，他們進行自由的互動，其中包括情境、對話、寫作、意義建構四大要素。這里，不僅可以人人互動，還可以人機互動。比如教學“伽利略的理想實驗與牛頓第一定律”這節課，筆者借助微課技術，將本節課的部分內容拍攝成微視頻，包括牛頓第一定律的主要內容、伽利略的理想實驗與牛頓的生平貢獻等，將微課視頻在網絡上傳播，并讓學生接收觀看。這樣的教學，不僅豐富了教學形式，而且豐富了教學內容。學生不僅可以借助網絡觀看微視頻，而且可以通過微信、QQ群等進行交流、評價。微視頻傳播過程中，教師可以將物理思想融入其中，助推學生物理學習力的提升、物理核心素養的發展。

在高中物理學習中，教師利用互聯網，可以引導學生自學、互學、評學，等等?？梢赃@樣說，互聯網優化了學生物理學習的路徑，拓寬了學生物理學習的渠道。學生置身于互聯網環境，可以進行有個性的學習，可以展開深度的物理學思考探究。

三、高中物理與虛擬現實技術的整合

對于高中物理學科來說，實驗教學是其重要的組成部分。由于高中物理實驗室硬件、軟件條件的限制，許多實驗不能實在地進行。為此，教師可以將高中物理內容與虛擬現實技術相結合，從而彌補現實實驗受到限制的短板。在實踐中，我們運用VR技術，通過模擬的方式創設一種逼真的實驗情境。虛擬的實驗就是充分借助計算機所具有的圖形功能，對現實的物理實驗進行仿真，從而達到促進學生理解物理學知識的目的。

比如，在教學“描繪小電珠的伏安特性曲線”這一實驗時，由于這樣的實驗不能依靠傳統的實驗流程來完成，因此，在物理教學中，我們借助虛擬現實技術，運用虛擬工具、虛擬器材等進行實驗。在實驗的過程中，筆者首先讓學生戴上了虛擬現實顯示設備——VR眼鏡，然后引導學生依次連接好實驗電路。借助VR眼鏡，學生能獲得一種身臨其境的感受，可以和實體性實驗的具身感受相媲美。在虛擬實驗中，通過多次引導學生測量小電珠的電壓、電流，記錄數據，匯總數據，分析數據，根據數據繪制小電珠伏安特性曲線圖，可以讓學生理性地認識小電珠的伏安特性曲線。

再比如，教學“點電荷”相關知識時，筆者引導學生在虛擬的情境下將極性為正的點電荷放置在虛擬的平面上，然后在點電荷的周圍出現了密密麻麻向四周發散的虛擬電場線，通過正負電荷的相互靠近，學生直觀地發現電場線發生了變化。這一過程真是妙不可言。有學生坦言，虛擬實驗讓我們真正觸摸到了電場線，電場線不再是虛無縹緲的抽象概念，而是變得觸手可及。顯然，在這個虛擬實驗過程中，學生不僅獲得了物理理想實驗體驗，還能夠從中領略到物理實驗的樂趣，并學到相應的物理知識?？梢?，虛擬實驗的開展可以在一定程度上提高物理實驗教學的質量，鍛煉與培養學生的物理實驗能力。

虛擬實驗具有較為深遠的應用前景。作為教師，我們將其應用到物理實驗教學之中，不僅能激發學生興趣，引發學生思考、探究，更為重要的是提升學生虛擬現實的能力。虛擬實驗高度還原了實驗的真實性，培育了學生物理學習的嚴謹精神，提升了學生的探究能力。

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◆（作者單位：江蘇省淮陰中學）

注：本文系江蘇省教育科學研究院“十三五”課題“現代教育技術與高中物理教學整合的實踐研究”（2019-R-67901）研究成果。