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基于核心素养的数字化技术在初中物理实验教学中的探索
摘要:实验是物理学科教与学的支撑,是教师引导学生领略神奇物理世界的媒介,将数字化技术广泛应用到初中物理实验教学中,让很多原本不能直接在实验室完成的实验变成了可能,帮助学生在虚拟实验中深入理解物理知识。本次研究对初中物理实验教育情境下以核心素养为核心的数字技术具体运用以及其遇到的挑战进行了深入探究。因此,在初中物理实验教学中教师应采取不同的教学模式来激发学生对物理实验内容的探究意识与兴趣,使之能够积极地参与到物理实验学习与实践操作之中,并在物理实验的设计、实践中完成物理知识的自主建构。本文着重指出学校有责任向教师提供旨在推动其专业领域发展所需的训练与交流机会,以进一步改善教育的总体质量。
关键词:数字化技术;物理实验教学;核心素养;教师角色
引言:伴随着信息技术的快速发展,数字技术被越来越多地应用于初中物理实验课程,这一技术的提出给教学提供了空前的机遇。物理实验作为物理的重点组成部分,它不仅给学生深刻认识物理概念提供主要手段,而且还对学生科学探索能力的培养起着关键作用。本次研究的目的在于深入探究初中物理实验教育过程中数字化技术的具体运用情况,给出具体实施策略与建议,希望能够对初中物理教育工作的不断完善与推进起到一定的宝贵引导作用。
一、数字化技术的类型与特点
在初级中学物理实验教育当中,数字技术表现出丰富多样性,且每种技术均有自身独特属性与应用场景。运用虚拟实验技术可以通过计算机辅助物理实验,保证学生不需要真实设备就能圆满完成实验任务。这种技术减少实验的总体开销,还能在一个安全的场所中执行高风险的实验任务,进而助力学生理解和掌握复杂的物理特性。增强现实(AR)的技能是通过将虚构的数据与真实的生活环境相融合,为大家带来了一种沉浸式的学习体验。其次伴随着在线学习平台而生,学生能够随时随地获取并利用学习资源参与到在线实验与讨论中,从而大大提高了学习自由度与交互性。这些数字化技术在丰富物理实验教学方法的同时,还提升了学生学习的积极性与参与度,对培养学生核心能力打下坚实基础。
二、当前初中物理实验教学面临的挑战
当前初中物理实验教学面临着诸多问题与挑战,最为迫切的是实验设备及相关资源严重短缺。很多学校特别是农村及偏远地区因没有实验设备及先进的实验室工具而使学生不能深入实验研究,从而进一步影响其物理知识的汲取与运用。再者教师自身专业能力与数据处理技巧方面存在的不足也成为了引人注目的问题。许多物理教师面对新出现的数字化技术往往经验不足,技术不熟练,导致其试图整合这些技术进行教学遇到了挑战,使数字化教学效果达不到理想。有些学生做物理实验积极性不高,可能是由于传统教学方式太过精简,互动性、娱乐性不足,使其难以积极参与到实验中来。
三、数字化技术在实验教学中的整合
教师在开展教学活动的时候,要充分地考虑学生的特定需求以及事先制定好的教学目标等,并且选择合适的数字化工具以及资源等,使这些要素能够有效地融入实验教学当中。以虚拟实验软件为例,可先设计和把握实验设计基本理念,再用实验进行验证,促进理论和实践的主动交互。为启发学生多利用数字化工具如项目式学习、探索性学习等,教师可考虑采用上述推荐教育策略。教师应结合使用数字技术,综合使用多种评价方法。通过在线测试,实验分析报告以及项目展示等多种手段全方位评估学生学习表现与核心技能。学校应定期为教师安排与数字化技术有关的培训课程,从而更有效地提升其技术应用与教学设计的技能,使这些数字化技术真正融入教学过程。这样数字化技术就可以给初中物理实验教育提供更有效的帮助,从而促进学生全面发展。
四、课程设计与教学目标的对接
教师可选择自己擅长的实验主题并且对实验流程进行精心的设计,以保证学生能够深入地感受到实验中科学探索带来的愉悦。例如在教授力学课程时,可以设立一个实验来探索“力和运动”的关系,这将帮助学生通过实地观察和测量来深入理解运动定律。从评估反馈来看,教师可适时对其教学策略进行调整,以保证实验阶段学生均能够得到真正意义上的学习体验,继而综合促进学生个人成长与整体发展的能力。
五、教师角色的转变与专业发展
在数字化技术广泛运用的背景下,初中物理教师发生了显著的变化。教师通常是传递知识的主体,但是数字化教育背景下教师更要发挥对学生学习过程至关重要的引导与支撑作用。教师一定要掌握数字技术,能熟练地运用多种数字工具及有关信息。这不仅是对相关技术的掌握,更是对如何在教育过程当中有效整合这些技术工具,从而推动学生学习进程的深入了解。教师在教学中应热情启发学生自主学术探究、建构开放性学术议题、通过现场实验和深度讨论等方式引发学生思考。教师在教育过程当中,除了要时刻关注学生学习成绩之外,还要对学生学习态度给予更多关注,保证对学生进行及时反馈,并给予方向性建议以帮助学生攻克学习难关。学校的责任是向教师不断提供教育培训以及个人成长机会,包括参加各种专业研究会议,在线课堂以及实地教学观摩等,旨在促进其学科知识与教学方法的培养。另外,还应支持教师间合作交流,以集体方式合作、交流经验、共享资源,有利于促进教师团队整体共同进步。
总结:将数字技术运用到初中物理实验教学当中,给教育创新带来了新的视角与手段。通过将虚拟实验,增强现实以及数据分析等各种数字技术结合起来,老师能够给学生营造出更加生动且交互的学习环境,从而进一步激发学生的学习兴趣以及科学探索精神。但目前教育方式还面临硬件资源不足、教师能力欠缺、学生学习态度不端正等系列问题。学校应高度重视教师职业发展问题,通过不断培训、资源共享等方式促进教师技术执行。教师不仅要对教学活动中的角色定位重新定位,还要强调并激励学生开展自我驱动学习,还要对学生学习态度与反馈机制予以高度关注,从而取得更加优异的教学成果。放眼未来,在数字技术日益进步、教育理念日益现代化的今天,初中物理实验教学有望呈现出更加广阔的前景,从而为促进学生全面发展打下坚实基础。
参考文献
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