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信息技术与高中物理教学融合创新的探究
摘 要:信息技术融入教育领域,促进了教育的改革,形成了“信息技术 + 教育”的模式。信息技术与高中物理教学的深度融合是信息技术发展的必然趋势,为此高中物理教师应加强学习,改变教学理念,提高信息技术的应用能力;利用信息技术优化物理教学,促进信息技术与高中物理教学融合创新;依托信息技术教学资源多元化、教学方式个性化的特点,创新物理学习方式,提高学生的学习效率;将大数据、人工智能等技术融入教学评价体系,提高教育评价的科学性、专业性、客观性。
关键词:信息技术;物理教学;融合创新
中图分类号:G 文献标识码:A 文章编号:450102049(2025)02EM-0052-04
在学科教学中融入现代信息技术,打破传统教学的限制,本身就是一种深刻的教学改革。信息技术融入教育领域,快速地推动了教育的发展和创新,形成了“信息技术 + 教育”的融合创新模式。如今,信息技术与学科的融合已经由融合阶段进入融合创新阶段,向着数字化、网络化、智能化的方向发展。利用信息技术,可以为学生提供丰富的学习资源和多样化的学习手段,提高教学效率,促进学生信息技术素养的发展。
信息技术与高中物理教学的深度融合促进了教学多方面的创新,冲击着传统物理教学模式和学习方式,深刻地影响着教学观念、评价方式,为新时代的物理教学带来现代感和新奇感。
一、加强学习,改变教学理念,提高物理教师在教学实践中信息技术的应用能力
融合创新既是教学的创新,也是教学发展的方向。教学融合创新要求教师的教育观念发生变革,教育行为和思想发生转变。高中物理教师要深刻地认识到信息技术不仅是一种教学手段,也是一种学习方式,更是一种提高教学效率的重要手段。
在传统的物理教学理念中,课堂教学主要依靠物理教师在讲台上讲解,学生在台下听讲课,教学手段和教学资源有限,教学环境单调。在现代信息技术环境下,高中物理教师可以借助现代化的信息技术平台,让学生快速获取大量的学习资源,弥补传统教学资源不足的缺陷。因此,信息化教学不仅扩大了学生的知识面,也提高了互动性。
在信息化时代,物理教师要加强学习,改变教学理念,提高自身的信息技术应用能力。一是要主动学习现代化教育理念,学习信息技术与物理学科教学融合的理论,更新教学观念。二是要积极参加信息技术应用的培训,提高信息技术素养,熟练掌握现代化教学设备的使用方法和教学软件的使用方法,提升开发信息化教学资源的能力。三是要大胆实践新的教育教学理念,在信息技术与物理学科教学中提升自己的教学能力,使信息技术与高中物理教学融合,使新观念在教学实践中得到落实,信息化教学能力得到提高。
二、利用信息技术优化物理教学,促进信息技术与高中物理教学融合创新
信息技术与高中物理教学的融合,促进了教学理念、教学设计、教学模式、教学方法、师生互动、信息共享、教学检测的创新。高中物理课堂教学已经不是传统意义上的单纯传输知识的过程,教师必须整体考虑在信息技术环境下,通过信息化教学设计开展信息化物理课堂教学,进行信息化检测,以信息化教学资源促进信息化交流互动,促进信息技术与物理教学的融合创新,促进高中物理教学改革的全面实施。
(一)利用信息化技术开展集体备课活动,提高高中物理学科备课效率与质量
与传统教学的备课方式相比,融合了信息技术的备课方式促进了高中物理备课的改革,提高了课堂教学的效率。信息技术与高中物理教学的深度融合,促进了教师的信息化教学设计能力。在开展物理教学活动过程中,利用信息技术开展信息化集体备课,让信息技术与高中物理教学设计深度融合,有利于发挥教师团队的力量和智慧,促进备课内容和形式的优化。在信息技术支持下,物理教师开启信息化教学设计,相互提供形象逼真、色彩鲜明配以音乐的图片,插入视频、动画,有效地创设出生动形象的情境,激发高中物理教师探究问题的主观能动性,促使他们积极提出经过独立思考发现的问题,极大地提高了高中物理教师集体备课的效率。
在高中物理教师集体备课时,首先,由备课主讲教师利用信息技术将经过认真研究的教学构思、教学思路、重点内容、教学目标在网络上展示;其次,让参加集体备课的所有成员进行广泛讨论,交流看法,集思广益,分享资源;最后,全体成员达成共识,共同完善教学课件的教学内容。
在集体备课的过程中,信息技术与高中物理教学得到了深度的融合。从教学素材的查找、教学课件的展示、备课的交流、资源的共享等整个活动过程都是在信息技术环境下开展的,体现了信息技术与高中物理教学设计的融合创新,体现了信息技术在集体备课中的重要作用。
(二)创新信息技术与高中物理课堂教学融合形式,提高课堂教学效率与质量
信息技术与学科的融合创新是教学发展的必然要求,也是深化教学改革的一个重大举措。在传统教学环境下,高中物理教师很难推进教学模式的变革。在开展信息化课堂教学后,将信息技术融合到高中物理课堂教学之中,物理教师可以在课堂上取得更好的教学效果。
1. 利用信息技术优化教学环境,帮助学生更好地理解物理概念和原理
信息化的教学环境,使得教学资源形式多样、来源广泛。信息化教学环境使得教育资源不再受时空限制。
例如,高中物理教师可以利用多种形式开展教学活动,如多媒体教学、网络课程等,从而丰富教学方式,激发学生学习物理的兴趣。由于现代化教育教学的硬件是一体化的教学设备,比如交互式电子白板、数码视频等,通过这些技术软件,可以为高中物理教学与信息化技术融合创新奠定物质基础。教学资源以文字、图片、音频、视频等形式存在,使得高中物理教学内容更有趣味,可以将抽象的物理知识转化为直观、生动的图像和动画,帮助学生更好地理解物理概念和原理。
2. 依托信息技术教学资源多元化、教学方式个性化的特点促进师生互动,提高物理教学质量
依托教学资源多元化、教学方式个性化的信息化教学环境,高中物理教师可以深入开展信息化课堂教学。通过教学硬件与教学软件的有机融合设计,将平板电脑、交互式电子白板与教学资源形成“连通器”,使物理教师与学生在这个“连通器”里能够交流互动,打造人机一体的信息化教学创新模式。
例如,一体机的“数码视频”功能可以将师生的物理实验演示放大到大屏幕展示,使得演示实验“可视率”达 100% ,使学生能够清晰地观察到物理实验的操作、物理实验现象的变化,从而得出物理实验结论;“分屏竞赛”功能既满足了学生的求知欲和表现欲,有助于调节物理课堂气氛,又能让物理教师即时检查教学效果;“划词搜索”功能可以直接查找云端资源,快速了解未知领域;打开“虚拟实验室”,能够给学生带来不一样的视觉感受,有利于弥补传统物理实验的不足。
3. 通过信息技术为学生提供个性化的学习资源和教学指导,满足不同学生的学习需求和兴趣,促进学生全面发展
教学手段信息化是教育现代化的重要标志之一,它包括技术的信息化和信息化教学理论的构建。通过信息技术的引入,创新物理教学手段,可以打破时间和空间的限制,丰富物理的教学方式,提高高中物理教学效果和学习效率,促进教育教学模式的创新,推动教育公平的实现。
例如,通过信息化教学手段,高中物理教师可以更加直观、生动地展示物理学科的教学内容,帮助学生更好地理解和掌握物理知识。同时,智能化教学平台能够根据学生的学习特点和进度提供个性化的学习资源和辅导方案,助力每个学生的发展。
第一,利用信息技术可以在高中物理教学中实施“双线教学手段”,即可以开展线上和线下教学。通过“双线教学手段”,高中物理教师可以利用信息技术进行线上教学,如在线直播、录播课程等;学生利用“双线教学手段”也可以在线下同时进行实践操作、讨论交流等活动,提高物理教学效果。
第二,利用信息技术实行“个性化教学手段”教学,教师可以通过信息技术,如智能教学系统、学习资源库等,为学生提供个性化的学习资源和建议,满足不同学生的学习需求和兴趣。
第三,利用信息技术对学生的学习行为和学习成绩进行数据分析,为学生提供个性化的学习建议和指导,提高他们的物理学习效率和质量。
第四,利用信息技术实施“探究式教学手段”,有利于促进学生的个性化学习,促进信息技术与高中物理教学的融合创新,促进项目式与探究式学习的发展,学生可以围绕某个具体的物理问题或项目进行研究、探索和解决问题。因此,利用信息技术实施“探究式教学手段”可以培养学生的创新精神和实践能力。
第五,利用“多媒体教学手段”,如使用PPT、视频、音频等多媒体资源,可以将抽象的物理知识内容转化为直观的图像、声音或视频,提高学生对物理知识的理解和记忆效果。
第六,利用“虚拟教学手段”教学,可以通过虚拟实验软件或在线模拟情境,让学生在虚拟的物理实验室中进行物理实验操作,观察物理实验现象,弥补传统物理实验条件的不足。
第七,借助信息技术可以采用“单线教学手段”在线进行课堂教学。教师可以利用在线教学平台进行实时互动教学,包括直播授课、在线提问、讨论、实时答疑等,以增加学生的参与度和互动性。
第八,利用信息技术实施“流动式教学手段”,可以利用移动学习应用平台,让学生随时随地进行学习,提高物理学科学习的便捷性和灵活性。
第九,传统的物理教学无法创设图文并茂的教学场景,借助信息技术进行教学融合创新,物理教学就可以利用图片、视频创设情境,运用虚拟技术为学生实现还原物理学习场景,提高物理教学效率。信息技术使得物理教学过程图文并茂、声像俱佳、跨越时空,使抽象的物理教学内容具体化、清晰化,让学生理解事物的发展规律变得相对容易。
总的来说,将信息技术融入高中物理学科课堂教学,可以充分发挥学生的主动性,优化高中物理教学过程,能为学生提供个性化的学习资源和教学指导,满足不同学生的学习需求和兴趣,能促进学生全面发展。
(三)利用信息技术对高中物理教学进行“智能化检测”,即时反馈学生学习情况,方便教师及时了解教学效果,及时调整教学方法
信息技术与物理学科的融合,不仅可以实现物理教学设计的信息化、课堂教学的信息化,而且可以实现物理作业、练习、检查、考试等的信息化,实现“智能化检测”,做到“以学定教、以生为本”。高中物理教师要对学生进行因材施教,就要先了解学情。
例如,教师可以依靠信息技术,在高中物理课堂上让学生对自己的学习情况进行检测。首先,教师给学生发送“自测题”。学生在限定的时间内利用平板电脑作答,通过软件能够自动统计出正确率。其次,物理教师可以依据“自测题”结果对学情进行分析,对教学内容进行重难点的区分,以便在教学过程中对学生难懂的知识进行侧重分析和指导。当然,高中物理教师也可以在教学的过程中,随时发送检测试题,检测学生掌握知识点的情况,做到实时教学、实时检测、实时评价、实时解决。高中物理作业和练习的布置、提交、批改以及考试等,都能实现信息化。
基于信息化环境下的大数据分析的作业、检测、考试,不仅能让学生及时检查,及时反馈学习情况巩固知识,而且能让物理教师及时地了解教学效果,调整教学方法,实现高中物理教学与学习的统一。
三、依托信息技术教学资源多元化、教学方式个性化的特点,创新物理学习方式,提高学生的学习效率
随着信息技术的发展,智能电子设备的广泛普及给学生的学习思维和学习方式带来了深刻的影响。在传统的高中物理教学模式中,教学资源形式比较单调,导致教学手段比较单一。为了实现学习目标,很多学生根据学习的需要,有目的地通过信息技术与物理课程学习的深度融合,进行个性化、多样化、生活化学习。
(一)注重学习环境的创设,提高学生物理学习的灵活性和自主性
学习环境的信息化是学习方式信息化的基础。在信息时代,学习环境不只是单调的文本、语言信息环境,而是个性化的立体信息空间环境,创设便捷的信息化环境,使得学生的学习方式具有灵活性和自主性,使信息加工与处理方式更为便捷、快速。
例如,学生可以通过互联网搜索引擎、数据库检索等方法查询、下载自己所需要的学习资源,并进行加工;也可以创建自己的网站,或者在网络平台上申请账号,分享学习资源,发布讨论的问题,促进网络的交流互动。
(二)注重学生学习方式的个性化和多样化,提高学生的学习效率
信息技术延长了班级授课的时间和拓宽了空间,跳出了班级授课制的限制,使学生的学习具有选择性和自主性。
例如,高中物理教师在给学生布置作业时,为了满足学生个性化、多样化的学习需求,将不同层次和不同内容的物理作业公布在网上,要求学生在互联网上利用网络空间,在没有教师指导的情况下,根据自己的学习水平和意愿,选择符合自己学习能力和感兴趣的作业,制订个性化的学习计划,按照自己的学习进度选择学习方法,根据自身情况确定学习时间和学习地点[1]去完成作业。这样,每个学生在同一时间内都可以进行不同的学习活动,使得学习水平有差异的学生可以“因材自学”,实现不同学生的学习多样化。
信息技术可以满足学生个性化、多样化学习的需求。例如,在课堂上接受新知识有困难的学生,可以在课后浏览相关微课,通过图文并茂的微课对知识进行再学习;对某一知识点题型的解答方法掌握不好的学生,可以从网上查找相关的题目进行练习,也可以通过网络开展交流互动。这样,教师依托信息技术教学资源的多元化和教学方式的个性化创新物理教学方式,利用信息技术满足学生个性化、多样化的学习需求,就可以提高学生的学习效率。
(三)利用信息技术促进学生学习方式的合作化和探究化
信息技术为合作学习提供了工具。学生可以在网络上进行学习交流,依托网络开展合作学习。
例如,在高中物理学习中,碰到难题时学生可以通过以网络为媒介的方式与教师、同学或专家进行交流,以获得解决问题的方案。这就极大地扩大了参与学习沟通交流的成员的范围,拓宽了交流信息的范围,扩展了合作学习的深度和广度。由于网络学习交流不需要露脸,学生在与别人交流时可以避免由于面对面的交流而产生的压力和尴尬,使得学习更加深入,探究问题时语言交流更加自然。
利用信息技术可以促进学习方式的生活化和虚拟化。信息技术的发展,开辟了网络课程教学模式,使教学活动跨越了学校围墙,走向开放化。与此同时,学生通过网络开展自主学习,突破了教室的限制,他们可以借助智能手机和网络在任何一个地方进行学习,开启生活化学习方式,增加了学习物理知识的渠道,提高了物理学习的效率。
四、将大数据、人工智能等技术融入教学评价体系,提高教育评价的科学性、专业性、客观性
2020 年10 月13 日中共中央、国务院印发的《深化新时代教育评价改革总体方案》明确提出,要充分利用信息技术,提高教育评价的科学性、专业性、客观性,这充分体现了信息技术在教学评价中的重要地位。
在传统的课堂教学模式下开展的教学评价,由于受技术条件的限制,评价方式单一、评价内容片面,忽略了学生核心素养的发展。大数据、人工智能等技术的快速融入,使教学评价发生了变革,促进了教学全过程的纵向评价以及体现核心素养的横向评价,使评价方式、评价方法、评价内容发生了变化。
由于教学评价是新时代教育体系的重要环节,必须与时俱进厉行变革,发挥其指挥棒的作用。在信息时代,高中物理教学评价内容需要考虑学生的批判性思考能力、协作沟通能力、解决复杂问题能力、创新能力以及互动能力的培养,考虑通过评价引导物理教学根据新时代育人的要求,培养全面发展的科学人才。因此,信息技术时代的高中物理教学评价方式必须创新,要充分利用信息技术开发教学评价的工具,以大数据促进教学评价方式的多元化。
例如,要充分利用在信息技术背景下催生的新型的“评价工具”,如适应性测试、游戏测评、虚拟现实仿真场景测试、合作问题解决测试等[2],更全面地评价学生的物理学习能力,提高评价的准确性和有效性。
基于信息技术的大数据分析的教学评价,可以通过全过程采集教学数据,获取实践能力等非结构化数据,并对数据进行实时分析、评价,提供动态、实时的评价反馈,然后适时对学生进行学习干预,及时调整教学进程,引导学生更加科学主动地学习,从而提高高中物理教学的效率和质量。
综上所述,信息技术正在改变着传统的高中物理教学模式,促进了物理教学与信息技术的融合创新。信息技术融入物理学科教学,促进了物理教学信息化,提高了教学效果;信息技术改变了教学环境,在信息化环境中形成了个性化、多样化的学习方式,促进了学生学习的协作和探究;信息技术也创新了教学评价,助推教师提高教学质量。教师需要与时俱进,全面、系统地提高自己的信息技术应用能力,把信息技术和物理学科教学融合向深层次推进,促进信息技术与高中物理教学融合创新,提高信息技术与高中物理学科教学深度融合的水平,促进整体高中物理教学水平的提高。
参考文献
[1]毛建西.信息技术与教学深度融合的课程改革实践[J].南京工程学院学报(社会科学版),2021(4).
[2]张义军.信息技术与课程深度融合下的教学改革[J].新课程研究,2020(11).
注:广西教育科学规划2021 年度资助经费重点课题(A 类)“信息技术与高中物理教学的深度融合研究”(2021A069)研究成果。
(责编 谭宏宽)
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