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信息技术融合下高中物理抽象概念可视化教学策略探索
摘要:时代的高速发展掀起了信息化教育的热潮,为高中物理教学带来了难得的机遇。本文即聚焦于信息技术,从希沃白板赋能、数字资源助力、传感加持等维度,探寻高中物理抽象概念的可视化教学策略,以期破解传统课堂静态、抽象的局限,为学生的可视化及动态化阐释物理知识,削减学生对物理概念的理解及认知负荷,进一步提高其学习效果。
关键词:信息技术融合;高中物理;抽象概念;可视化教学
随着时代的飞速发展,信息技术在教育领域的应用日益广泛,物理作为基础教育的重要学科,其传统的、以板书为主的教学模式在新时代下日渐显现出其弊端。在《普通高中物理课程标准(2020 年修订)》提出的“通过多样化的教学方式,利用现代信息技术,引导学生理解物理学的本质”的映照下,将信息技术“因地制宜”地应用于物理课堂之中,一方面以人机交互的形式可视化讲授物理概念,提高学生的学习效果;另一方面,基于传感技术可视化实验数据,帮助学生科学总结实验规律、深入掌握实验原理等,达成提高教学效益的根本目的。信息技术的融合颠覆了传统的教育格局,于教师的“教”和学生的“学”均有裨益,因而具有重要的讨论价值。
一、希沃白板赋能,可视化讲解物理概念
希沃白板作为信息化教育背景下最为风靡的教学辅助工具,以其便捷的操作性及多样的功能性深受一线教师的青睐。希沃白板采用电磁感应技术,支持多点触控,可以多人同时操作,且能显示包括图片、视频和文档在内的多种媒体文件,可以更直观地传达信息及可视地讲解物理知识。教师也能直接在白板上书写、绘图,方便记录并展示观点等。希沃白板集传统白板的优势于一体,支持课件制作、在线协作及课堂管理等多种功能,可化虚为实、化静为动、化抽象为具体,因而成为可视化讲解物理概念的不二之选。
干”进行适当的内外延伸,帮助学生更加可视、多元地探究物理,进一步深化对概念的掌握。
如在人教版高一必修第二册物理“万有引力定律”中,教师便可借助网络技术从国家中小学智慧教育平台、学堂在线等知名网站,截取其中涉及“万有引力”的内容在课堂上播放,带领学生接触不同教学风格,获得别样的学习视野。如 B 站、抖音有众多关于“万有引力”的相关视频,多位教师从不同角度展开有效教学,有的从开普勒通过大量天文观测数据总结出三大定律,到牛顿如何在前人基础上,凭借卓越的数学能力和科学思维,推导出万有引力定律。以故事的形式使学生意识到科学原理是在建立在“理论-验证-再理论-再验证”的曲折历程之上的。也有教师运用仿真物理实验软件,模拟卡文迪许扭秤实验,为学生可视化直观展示万有引力与质量、距离的关系。还有的教师借助多媒体,播放《宇宙的构造》等科普纪录片片段,展示星系旋转、卫星环绕行星等壮观场景,为学生直观呈现万有引力在宏观宇宙中的作用。在多元教学资源的加持下,物理课堂由二维变为多维,由静态变为动态,由抽象变为可视,学生的学习效果也会更佳。
三、传感技术驱动,可视实验教学流程
传统的物理课堂多存在教学资源有限的局限,教学内容以课本、辅助教材为主,继而产生了一系列可视的“蝴蝶效应”,如学生的视野受阻,创造力遭到打压等。而在信息技术的加持下,教师可利用互联网搜索引擎,轻易索引大量与课本知识相关的拓展性内容,包括但不限于视频讲座、新颖的解题思路等,助力学生从多角度展开物理探究,全面拓宽其物理思维。因而,教师也应充分发挥出信息技术丰富的资源优势,以教材内容为“主
二、数字资源助力,丰富物理教学内容
实验一直以来都是物理课程的核心组成,承担着锻炼学生科学思维、物理探究能力与的重任,而最原始的实验方式是利用物理物质进行现场实验,然而这类实验教学形式常受到器材、场地、课时等诸多方面的限制,且多依靠人工观察及测量,极易出现误差,导致学生对实验公式、原理及概念的理解出现偏离。传感技术作为信息技术的重要构成,凭借高精度的传感器,只需与实验装置连接起来,便能对实验过程中的物理量进行实时、准确的测量,为实验提供可靠的数据支持,帮助学生更加可视地得出准确实验结论,从而高效理解实验原理及概念。
如在人教版高一必修第三册“实验:电池电动势和内阻的测量”,学生只需连接电压传感器、电流传感器到数据采集器,再与电脑相连;再调节滑动变阻器,改变电路电阻,数据采集器便能实时采集电压、电流数据,并传输到电脑。期间,配套软件自动生成 U-I 图像,通过软件拟合直线,直线截距为电池电动势,斜率的绝对值为电池内阻。在传感器的加持下,实现了精准的数据采集与分析,完成了“定性观察”到“定量分析”的升级,学生也得以更加精确、高效地探究实验原理,得出实验规律。
结语:综上,信息技术的应用颠覆了传统的教育格局,提供了一种更为新颖、动态、可视的教学路径。高中物理教师唯有接轨于时代前沿,重视对希沃白板的应用,加大对数字化资源的挖掘,方能推动物理课堂的现代化变革,让每个学生都能在技术赋能的课堂中,看见物理的本质,可视化掌握物理概念,从而取得最佳的学习效果。
参考文献
[1] 刘云. 信息技术与高中物理教学的深度融合探析 [J]. 新智慧, 2025, (07): 22-24.
[2] 赵广智,黄晶. 高中物理教学中信息技术深度融合探究 [J]. 数理天地(高中版), 2025, (02): 169-171.
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