信息技术在高中力学实验中的应用研究——以DIS、Tracker、Geogebra为例

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随着时代的发展,信息技术获得了蓬勃的发展,随之而来的就是信息技术对于教育领域产生的长足影响,其中以PPT和电子画板为代表的信息技术对现代的教育教学产生了颠覆性的影响。除此之外,以DISLab(Digital Information System Laboratory,数字化信息系统,简称DISLab或DIS)为代表的现代化数字实验室,凭借其能精准测量过程量、直观地展示数据、优秀的数据处理能力在现有的高中物理实验室中占有了一席之地。信息技术对物理实验产生的影响非常显著。然而除了DISLab以外,很多教师还在尝试将其他现代信息技术与现有的物理实验进行融合,以探索更高效的实验教学方式。为此,在基于教育部政策文件对信息技术应用的教学标准新规范、教育现代化对于人才创新性培养的新要求与新变化、传统物理力学实验教学的不足和信息技术在物理实验教学中崭露头角的背景下,笔者对高中涉及到的力学实验进行梳理,并利用问卷调查收集一线教师们认为的高中物理力学实验的难点情况,将高中物理力学实验的难点归类为“实验过程复杂抽象,数据难以准确测量”、“运动轨迹变化快,难以准确捕捉过程量”、“受器材、环境等客观条件限制难以现场演示”三种类型。基于这三种问题,将现有的与高中物理力学实验进行融合的信息技术研究成果进行梳理,整理出以DISLab为代表的传感器类数字化实验系统、以Tracker软件为代表的影像跟踪系统、以Geogebra软件为代表的仿真模拟系统三种类型。相应的,传感器系统能够解决传统实验过程过于复杂和数据难测量的问题,影像跟踪软件能解决轨迹变化过快的问题,仿真模拟软件能解决实验客观条件不足的问题。结合整理出的力学实验,将能够使用信息技术的实验摘取出来,将其适用的信息技术相对应,整理出一个索引表,供中学物理教师在选择技术类型时作参考。另外,笔者根据三种类型软件的特点,结合能够适用该软件的三个力学实验,分别进行了教学案例设计,尝试针对上述三个力学实验的难点进行突破。除此之外,笔者还针对这三种软件的优势与特点,将这三种软件安排在同一节物理课中,由于平抛运动实验能够适用三种类型的信息技术,因此笔者选用平抛运动为课题,进行教学案例设计并进行实践研究,充分发挥各软件的优势与特点,避免各软件的缺陷与软肋。事后针对教学情况对授课的学生与受邀听课的教师进行非正式访谈,并总结访谈内容,对教学设计进行优化。
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