论文部分内容阅读
2017年教育部颁布的《普通高中物理课程标准》(2017年版)中提到:“积极探索信息技术与物理教学的深度融合”,这对将信息技术和物理教学有机地结合在一起提出了更高的要求。数字化实验一方面可以解决传统物理实验中一些无法解决的难题,另一方面可以将信息技术和物理实验教学有效地进行整合。此外,在物理教材和高考题目中也多次出现了与数字化实验相关的字眼,可见,数字化实验正在被越来越多的人所重视,数字化实验应用到物理教学中是教育技术发展的必然。然而,通过查阅与数字化实验相关的文献和对其现实教学状况的调查,却发现虽然与数字化实验相关的研究文章较多,但教师在现实中遇到的问题、疑惑以及困难缺乏梳理,这也造成了不少教师对数字化实验的抵触心态。以此为出发点,找到这些问题,从而寻找将数字化实验应用于物理教学中的最佳办法。本论文以力学实验为核心,讨论数字化实验对学生理解物理知识、激发学习兴趣以及培养学生的物理核心素养等诸方面的作用,探索数字化实验应用于物理教学之中的方法和策略。首先,借助调查问卷了解山东省各高级中学使用数字化实验的情况,明确数字化实验的应用现状,通过问卷的反馈结果我们发现:数字化实验在高中物理课堂中使用的频率很低;大部分教师都不是特别熟悉数字化实验,但基本上都肯定了数字化实验会给教学带来益处。其次,将传统力学实验存在的问题以及数字化实验在相应方面对它的弥补进行总结和梳理,发现数字化实验可以达到变定性为定量、变“不可做”为“可做”、将复杂变简单的实验效果,同时还可以提高学生的思考能力和团结协作能力。然后,结合在校期间和实习期间对于数字化实验的应用,研究学生在使用数字化实验过程中的学习障碍,发现:数字化实验会在一定程度上简化实验过程,造成学生动手实践和数据处理以及运用数学知识解决物理问题的机会减少;另外,学生在使用数字化实验时受制于教师设计好的思路或手中的实验手册等资料的问题。本文通过分析数字化实验在软硬件方面,尤其是力学实验中存在的问题,比如:缺少一些必要的在力学实验中经常需要使用的传感器,传感器过于灵敏等,研究教师使用数字化实验过程中在客观方面和主观方面遇到的问题、疑惑以及困难。最后,针对力学实验中常常出现的诸如操作费时费力、只能“从理论到理论”等问题,选取牛顿第二定律和向心力两个典型的力学课题进行实验和教学过程的设计,并进行了教学实践,通过对教学设计的实践给出数字化实验在使用时应该遵循的原则:目的性原则、科学性原则、有效性原则和学生主体性原则,提供四条数字化实验在使用时的策略:借助数字化实验进行定量分析;转变传统教学方式;提高教师自身实验素养和使用方式多元化,以期给工作在一线的教师提供一定的参考。