數(shù)字化提高初中物理實驗教學質(zhì)量的路徑探索

數(shù)字化提高初中物理實驗教學質(zhì)量的路徑探索

Summary：數(shù)字化是將信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字（即計算機可讀）格式的過程，在我國信息技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展當中已經(jīng)積累了大量的數(shù)字化材料。所以目前已經(jīng)擁有了利用數(shù)字化材料開展教學活動的基礎。物理知識的學習當中有大量的實驗，但是受制于設備情況很難兼顧每個學生。所以本文探索數(shù)字化提高初中物理實驗教學質(zhì)量的路徑，寄望于解決傳統(tǒng)初中物理實驗教學中的不足，提高學生物理知識的學習質(zhì)量和綜合效率。研究中采用實踐研究法進行研究，通過研究后發(fā)現(xiàn)使用數(shù)字化技術(shù)可以提高初中物理實驗教學質(zhì)量。Keys：數(shù)字化；初中物理；教學質(zhì)量；路徑探索物理在初中階段是一門重要的學科，知識內(nèi)容具有高抽象性的特點。所以學生理解知識點的難度比較大，同時該學科還有大量的實驗研究。這些研究除了進行動手訓練研究之外，課堂教學方面也肩負著重大的責任。但是學校當中無法針對每個實驗都儲備充分的實驗材料。所以很多時候都是老師在課堂教學中利用實驗材料進行知識展現(xiàn)，學生對老師的教學進行學習和觀察。這樣的觀察整體不夠充分，細節(jié)上面無法讓學生學習和觀摩。所以在這種情況下探索數(shù)字化在初中物理實驗教學中提質(zhì)的路徑研究，希望可以打破傳統(tǒng)教學中的不足，實現(xiàn)課堂教學的高質(zhì)量建設。通過研究發(fā)現(xiàn)：強化數(shù)字化實驗教學課堂建設、挖掘課程內(nèi)容可數(shù)字化的基礎、結(jié)合實際生活情況做數(shù)字化、將數(shù)字化實驗和虛擬技術(shù)結(jié)合、通過細節(jié)展現(xiàn)提高學生學習效率、開拓數(shù)字化資源創(chuàng)新教學，這些可以作為教學活動的基本切入點。一、數(shù)字化實驗教學的概念數(shù)字化實驗教學的本質(zhì)是通過電子數(shù)據(jù)的應用，這種電子數(shù)據(jù)可以是多種文檔形式。這種文檔在課堂教學中的應用，借助于各種應用展現(xiàn)物理知識內(nèi)容。從國家上的發(fā)展建設而言，基于此開展的數(shù)字化建設已經(jīng)成為我國的發(fā)展趨勢，社會上的數(shù)字化轉(zhuǎn)型、企業(yè)當中的數(shù)字化建設、甚至數(shù)字化政府建設，都已經(jīng)如火如荼的展開。我國在2018年就提出了教育信息化建設2.0的方案，但是一直執(zhí)行的相對比較緩慢，這主要是因為迫切性不足，社會正常運轉(zhuǎn)活力較強，所以始終沒有將數(shù)字化建設放在第一位。但是因為疫情的影響我國的教育信息化被大幅度推進，如今全國范圍內(nèi)已經(jīng)積累了長足的教育信息化建設基礎，并且獲得了較為矚目的成就。數(shù)字化如果進行簡化理解就是使用、編撰、開發(fā)數(shù)字資源，并且在各類活動當中有效的應用。在教育信息化這三年的建設過程當中，我們國家的網(wǎng)絡平臺上已經(jīng)積累了海量的數(shù)字化資料，無論是教學設計還是教案設計，甚至是作業(yè)設計都非常多。所以擁有大量的數(shù)字化資源之后，開展數(shù)字化教學已經(jīng)成為水到渠成的事情。數(shù)字化實驗教學的好處是可以更進一步的推動學生對物理實驗知識點的理解和認識，并且在這個過程當中建立起高質(zhì)量的教學課堂。這對學生的學習與成長而言有著重要的意義和價值，所以教學活動當中針對這些建設，以及相關(guān)的探索活動應當給予充分的重視，嘗試數(shù)字化實驗在初中物理教學中的應用，找到合理科學的途徑。二、數(shù)字化提高初中物理實驗教學質(zhì)量的路徑（一）強化數(shù)字化實驗教學課堂建設在教學活動當中采用數(shù)字化的模式提高初中物理實驗教學質(zhì)量，這個過程當中可以強化課堂建設，彌補傳統(tǒng)教學活動當中的不足。這主要是因為數(shù)字化資源具有通用性、便利性的基本特征。在采用數(shù)字化實驗教學之后，不但可以在課堂上為學生展示知識點內(nèi)容，而且還可以將數(shù)字化資源打包給學生，讓學生在課下學習相關(guān)的知識。這種便利的模式有助于學生的學習素材積累，從而極大地削減了學生的學習途徑阻力，同時也削減了學生學習的時間成本。這對于提高課堂教學質(zhì)量而言有著重要意義，因為無論學生自學探索，還是通過課堂數(shù)字化內(nèi)容的學習練習，都能夠幫助學生更好的掌握物理實驗過程中的內(nèi)容，有助于學生長時間探索物理實驗知識點，并且推動學生自學能力的建設，最終實現(xiàn)提升課堂實驗教學質(zhì)量的整體目標。例如：在教學《噪聲及其控制》這節(jié)課時，課程教學活動當中針對噪音及其控制的相關(guān)研究，主要是從噪音源頭或者是傳播途徑兩個角度控制噪聲，這個試驗過程當中在數(shù)字化資料當中，會針對噪聲及其控制的相關(guān)實驗場景，做出視頻或者是圖片的展示。這個過程當中會針對兩種噪音控制的方法，針對這些場景的實驗建設，課堂上一般會展現(xiàn)一到兩種。但是真實生活當中的噪音極其控制幾乎無處不在，課堂列舉這些情況相對比較困難。所以可以采用數(shù)字化資料，在視頻或者是圖片當中認識不同噪音源，在控制當中采用的科學方法。這對于學生的學習建設而言有著重要的意義和價值，因此需要更好的認識這些相應的知識，最終形成高效的認知模式，促進學生對于知識點的理解和把握，并且在最后提升教學質(zhì)量。（二）結(jié)合實際生活設計數(shù)字化教學課程生活聯(lián)系實際是教學活動當中最根本的目標，物理課程和現(xiàn)實生活聯(lián)系非常緊密。初中階段的所有知識點都可以在日常生活中找到應用場景，所以在教學活動當中實現(xiàn)數(shù)字化實驗教學提升教學質(zhì)量的目標，需要讓數(shù)字化實驗設計充分的結(jié)合日常生活，以此為基礎提高學生對物理知識點的理解和認識。這種教學模式有助于學生的學習成長，能夠幫助學生更好的學習發(fā)展。在傳統(tǒng)教學活動當中老師想要讓學生通過知識點聯(lián)系日常生活，通常會采用口頭描述的方式，為學生講解知識點在日常生活中的應用情況。這種方式雖然也有助于學生的學習理解，但是整體的實現(xiàn)效果相對較差。缺少直觀觀察、學習、揣摩的路徑，一直都是限制傳統(tǒng)教學提升質(zhì)量的重要因素，但是通過數(shù)字化建設可以解決這類問題。例如：在教學《物質(zhì)的三態(tài)溫度的測量》這節(jié)課時，課程教學當中針對物質(zhì)的三態(tài)可以列舉生活中的例子，其中水的三種形態(tài)和溫度的測量，這些可以在教學活動當中有效的實現(xiàn)，并且通過教學活動的建設和拓展，其中在燒水的過程當中可以觀察到水的兩種形態(tài)，在冰箱環(huán)境當中能夠看到水的固體邢臺。這些在教學當中可以有效的聯(lián)系現(xiàn)實。但是針對其他例子的列舉，學生很難通過理論了解其情況。其中著名的滴瀝青實驗證明了瀝青是液態(tài)，玻璃也是液態(tài)，這些實驗的例子學生很難理解和認識，只有應用數(shù)字化內(nèi)容，采用快進的模式為學生展現(xiàn)滴瀝青和玻璃的液態(tài)實驗內(nèi)容。這些可以借助于網(wǎng)絡當中的相關(guān)視頻內(nèi)容，實現(xiàn)教學活動建設，從而提升課堂的教學質(zhì)量，促進學生對數(shù)字化學習的興趣。（三）將數(shù)字化實驗和虛擬技術(shù)結(jié)合數(shù)字化實驗在教學活動當中不是新的嘗試，而是在既有的信息技術(shù)教學方法中的更新迭代。所以當下的學生擁有著良好的學習能力，大部分學生都能夠使用數(shù)字化的教學實驗模式。但是為了讓數(shù)字化實驗教學更加科學，甚至是實現(xiàn)更加立體化的知識展現(xiàn)，應用傳統(tǒng)的數(shù)字文件還是相對簡單的階段。真正實現(xiàn)數(shù)字化實驗全面應用，需要用數(shù)字化實驗結(jié)合虛擬技術(shù)展開教學。這個過程當中數(shù)字化實驗教學活動當中，可以實現(xiàn)真實情況的模擬，且實現(xiàn)數(shù)字化的真實展現(xiàn)，這種虛擬技術(shù)和數(shù)字化實驗教學相結(jié)合，在高校的機械、電氣、力學等多個專業(yè)當中都有著應用嘗試，且已經(jīng)取得了相對較為矚目的成果。從這點上面來看數(shù)字化教學和虛擬技術(shù)相結(jié)合的建設，對于課堂教學建設而言有著重要意義和價值，能夠推動實驗教學的高質(zhì)量建設與發(fā)展，提升整體的教學質(zhì)量和效率。例如：在教學《水循環(huán)》這節(jié)課時，課程教學當中會從水的三種形態(tài)基礎知識入手，講解水在大自然環(huán)境當中的循環(huán)。水循環(huán)過程的展現(xiàn)可以利用虛擬技術(shù)來實現(xiàn)，這種虛擬技術(shù)可以采用3dmax，或者是生態(tài)圈水循環(huán)示意圖在線虛擬現(xiàn)實WebXR三維3D仿真展示這類的平臺，利用已經(jīng)建設好的虛擬平臺，為學生展現(xiàn)動態(tài)的水循環(huán)場景。這種相應的知識展現(xiàn)和整體的教學內(nèi)容建設，有助于學生更好的理解相關(guān)知識點。虛擬技術(shù)本質(zhì)上就是一種數(shù)字化技術(shù)，在教學應用當中已經(jīng)有了充足的嘗試，所以在初中階段的物理教學活動中，只要條件和資源允許操作，可以采用虛擬技術(shù)為學生展示物理知識，從而全面提升課堂教學活動的整體質(zhì)量，構(gòu)建高效的教學課堂質(zhì)量，讓學生在更加高質(zhì)量的環(huán)境當中學習物理知識內(nèi)容。（四）通過細節(jié)展現(xiàn)提高學生學習質(zhì)量提升課堂教學質(zhì)量的根本手段是提高學生的學習質(zhì)量，所以在這種情況下推動學生的學習與發(fā)展成為了核心。在實驗教學內(nèi)容當中最核心的是操作當中的細節(jié)，以及這些細節(jié)當中的內(nèi)在邏輯教學。傳統(tǒng)教學活動當中受限于技術(shù)，無法給學生高效的細節(jié)知識展現(xiàn)。甚至為了展現(xiàn)細節(jié)情況，一節(jié)課都在重復操作同一個實驗，不但效率比較低下，而且還因為時間的關(guān)系，很多學生在時間緊張的情況下無法實現(xiàn)高質(zhì)量的學習。在這種情況下通過提升細節(jié)展現(xiàn)，實現(xiàn)細節(jié)展現(xiàn)提高學生學習質(zhì)量。數(shù)字化技術(shù)的應用和建設可以解決這個結(jié)癥，通過細節(jié)展現(xiàn)來提高學生的學習質(zhì)量，促進學生對相關(guān)知識點的理解。這種細節(jié)知識的展現(xiàn)有助于建設高質(zhì)量的實驗教學課堂。例如：在教學《光的色彩顏色》這節(jié)課時，為了實現(xiàn)用三棱鏡的色彩實驗展現(xiàn)時，為了更好的提高學生對實驗內(nèi)容的細節(jié)認識。在課堂教學中可以利用信息技術(shù)設備，實現(xiàn)在黑板上的投屏展現(xiàn)。這個過程當中采用攝像頭，以及電腦這些設備，實現(xiàn)對三棱鏡色彩展現(xiàn)時，可以保證學生對知識點的學習和認識。在這種細節(jié)展現(xiàn)當中更好的推動學生對實驗內(nèi)容的認識和理解。這樣可以提高學生的學習質(zhì)量。在學生提升學習質(zhì)量之后可以推動教學質(zhì)量的發(fā)展，這是實現(xiàn)高質(zhì)量實驗教學的必由之路。在其他的知識教學當中同樣可以采用該方法，實現(xiàn)數(shù)字化素材在教學中的應用，為老師的教學活動提供充足的便利性，最終實現(xiàn)課堂教學的目標。（五）開拓數(shù)字化資源創(chuàng)新教學我國從信息化建設入手開展數(shù)字資源的開創(chuàng)和建設，這個過程當中經(jīng)歷了幾年時間的長期積累。所以為當下的數(shù)字化教學提供了便利性，那么在教學活動當中老師也應當積極開拓數(shù)字化資源的創(chuàng)新教學，這對于老師教學的整體發(fā)展而言有著重要的意義和價值。因此需要針對我國數(shù)字化資源的創(chuàng)新和建設，進行更加全面的綜合性探索。這種數(shù)字化資源的開創(chuàng)符合我國數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基本趨勢，所以未來會有更多數(shù)字化方面的綜合建設。因此老師需要建造起自己的數(shù)字資源庫來積累，不但為他人提供數(shù)字資源的運用便利性，而且還可以不斷地積累自己的教學技能，實現(xiàn)提升整體教學質(zhì)量的綜合性建設，這樣可以實現(xiàn)課堂教學的全面高質(zhì)量建設，始終跟隨國家教育戰(zhàn)略部署做出教學探索的嘗試，這也是教育工作者必須要具備的意識。例如：在教學《光的折射》這節(jié)課時，課程教學當中就可以采用自制數(shù)字化資源開展教學。其中光的折射這種課程內(nèi)容當中，可以采用錄制微課視頻，結(jié)合PPT的相關(guān)課程課件。以此為基礎開展的教學活動建設拓展，能夠?qū)崿F(xiàn)這種數(shù)字化教學的基本應用需求。在這個基礎上更進一步的完成對知識點的掌握，實現(xiàn)課堂教學高質(zhì)量建設的目標。這對于學生的學習與發(fā)展，以及課堂教學的高質(zhì)量建設有著重要的意義。采用微課或者是PPT課件進行教學訓練，當下的老師大都能夠勝任。這種數(shù)字資源可以重復和共享應用，能夠形成積累的資源，為整個教學事業(yè)數(shù)字化建設打下基礎，并且在不斷的反復打磨當中，可以讓這些數(shù)字課件資源質(zhì)量更高，從而為老師的教學提供極大的便利性，實現(xiàn)課堂教學的高質(zhì)量建設和探索。所以在構(gòu)建高質(zhì)量教學課堂時，應當不斷推動這些資源的開發(fā)，并且收集學生的學習意見，從而不斷的修正數(shù)字化資源的內(nèi)容，最終實現(xiàn)課堂教學的高質(zhì)量建設。結(jié)語：在國家實現(xiàn)數(shù)字化建設的大背景當中，以及防疫的現(xiàn)實需求背景之下，探索物理教學當中，采用數(shù)字化的方式提升實驗教學的質(zhì)量，這符合當下教育發(fā)展的基本方向，同時也符合現(xiàn)實的基本需求。在這種數(shù)字化實驗教學探索當中，應當從強化數(shù)字化實驗教學課堂建設、挖掘課程內(nèi)容可數(shù)字化的基礎、結(jié)合實際生活情況做數(shù)字化、將數(shù)字化實驗和虛擬技術(shù)結(jié)合、通過細節(jié)展現(xiàn)提高學生學習效率、開拓數(shù)字化資源創(chuàng)新教學這些角度切入。綜合實現(xiàn)初中物理實驗高質(zhì)量教學的綜合探索，推動整體的教學活動發(fā)展建設，提升學生對物理教學知識的理解，推動初中物理實驗教學的質(zhì)量，且強化學生對試驗活動當中的知識理解。這個過程當中學生的認知、動手能力、知識結(jié)合生活的能力，都可以在課堂教學活動當中得到充分的發(fā)展。數(shù)字化資源也為學生的自學，降低學習時間成本提供了堅實的基礎。Reference：[1]曹艷.科技創(chuàng)新視域下初中物理實驗教學的融合探究[J].理科考試研究,2022,29(12):33-36.[2]肖靜.數(shù)字化實驗在初中物理實