信息技术辅助高中物理教学的实践与思考

1、引言

近年来，高中物理教学被教育信息化的快速发展注入新活力，全球教育改革的重要趋势之一是信息技术与教育教学深度融合。教育部发布的《教育信息化 2.0 行动计划》指出到 2023 年我国中小学数字化教学环境基本全覆盖且超 85%的学校有 multimedia classroom，教师用信息技术教学的比例大大提高，但在这样的大环境下，如何把信息技术有效地用于高中物理教学依然是个急需解决的问题。高中物理这门理论强、抽象概念多的学科的教学效果常受学生认知能力和学习兴趣的限制，而信息技术直观、交互且资源丰富，这或许能解决这些难题，像虚拟仿真实验、多媒体演示、在线互动平台之类的手段，信息技术既能助力学生更好理解复杂概念，又能激发学习兴趣、培育科学探究能力，不过在实践里技术应用暴露不少问题，例如教师信息素养低、硬件设施差、教学设计不完善等，这些都给信息技术在物理教学里的深入推广带来挑战。

2、信息技术在高中物理教学中的应用现

2.1 多媒体教学资源的使用

近年来，信息技术快速发展使多媒体教学资源在高中物理教学里广泛被应用，教育部发布的《中国教育信息化发展报告（2022）》显示全国高中阶段多媒体教室覆盖率超90%奠定了教学资源多样化的坚实基础[1]。多媒体技术借助图像、动画、视频等把抽象物理概念具体化、动态化，比如讲电磁感应或者波动现象时，教师能用三维动画展现复杂物理过程以便让学生更直观理解知识，并且多媒体课件还能整合网络资源让课堂内容更丰富从而提高学生学习兴趣。不过，虽然多媒体教学资源的应用明显提升课堂教学效果，但在实际使用时仍有问题，部分教师太依赖课件而忽略了跟学生的互动致使课堂氛围变得单一灌输，而且由于地区间教育资源分配不均，有些学校硬软件更新慢也影响了多媒体教学整体效果，所以现在急需解决怎样平衡多媒体技术使用频率和教学质量以及进一步缩小区域差异的问题。

2.2 虚拟仿真实验的开展

信息技术与物理实验教学相结合的重要形式是虚拟仿真实验，它正逐步改变传统实验教学的局限性。中国物理学会2023 年调研数据显示，超60%的高中引进虚拟仿真平台来辅助实验教学。这种技术能模拟真实实验环境，让学生在安全、可控的条件下完成复杂或者危险的实验操作，像核物理实验、光学干涉实验等，虚拟仿真技术可精确还原实验条件，防止设备不足或者安全隐患带来的教学阻碍，并且学生还能用虚拟仿真实验自主设计实验方案以培养科学探究能力。不过这项技术应用起来面临不少挑战，因为开发高质量的虚拟仿真软件成本和技术要求高，很多学校承担不起，而且一些教师对虚拟仿真实验的操作流程不熟，从而影响教学效果。需要注意的是，虚拟仿真实验不能完全代替传统实验教学，二者得互相补充，一起推动学生动手能力和创新思维的发展，只有合理规划、有效实施，虚拟仿真实验才能真正发挥优势。

3、信息技术辅助高中物理教学的实践探索

3.1 基于大数据的个性化学习方案设计

近年来，高中物理教学被教育信息化的快速发展注入新活力，其中大数据技术的应用尤其给个性化学习方案设计提供重要支撑，《中国教育信息化发展报告（2022）》表明超 65%的中学已开始尝试用大数据平台分析学生学习行为，采集学生课堂互动、在线测试和作业完成数据后教师能精准找到学生知识盲点与学习需求，像力学和电磁学这些难点模块，系统可自动给不同层次学生生成练习题和学习路径助他们突破瓶颈，而且基于大数据的学习分析还能动态调整教学策略让教学内容更契合学生认知水平，不过这过程对学校数据处理能力和教师技术应用能力要求较高，所以以后需要进一步完善相关基础设施和技术培训体系才能全面普及个性化学习方案。3.2 人工智能辅助的物理概念理解与问题解决

在高中物理教学里应用人工智能技术正慢慢变成研究热门且在明白抽象概念、解决复杂问题上有着很明显的优势，《全球教育技术趋势报告（2023）》统计超 40%的中学开始引进像智能问答系统、虚拟导师这样的人工智能辅助教学工具，这些工具能靠自然语言处理技术分析学生的提问并给予即刻反馈，有助于学生理解波粒二象性、量子力学这类很难直观感受的概念，并且人工智能还能模拟天体运动或者电路运行过程这种真实场景中的物理现象，使学生能在虚拟环境里反复做实验来验证理论进而加深对核心原理的把握，虽然人工智能技术的应用效果挺好，但算法精度不高、教育资源分配不合理等因素限制了它的推广，所以得从技术研发和政策支持两方面一块儿努力才能保证它在高中物理教学里的可持续发展。

3.3 增强现实技术在物理实验教学中的应用

高中物理实验教学中，增强现实（AR）技术有着巨大潜力，因为其具有沉浸式体验和交互性强的特点，并且中国教育装备行业年度报告（2021-2023）数据表明，全国近30%的中学已引进AR 设备用于课堂教学。在物理实验时，AR 技术能把虚拟模型叠加于现实环境中，使像微观粒子运动、电磁场分布这类难以直接观测的现象可视化，例如光学实验中，学生戴 AR 眼镜就能实时看到光的折射路径及其变化规律，进而更直观地明白斯涅尔定律。而且，AR 技术可削减实验成本，降低操作不当引发的安全风险，在涉及危险化学品或者精密仪器的实验里这一点尤其显著。不过，AR 设备购买和维护费用不低，且对教师操作技能要求更高，所以必须用专项经费支持、开展专业培训来解决这些问题，才能让AR 技术在物理实验教学中得到广泛应用。

4、结论

高中物理教学实践信息技术后教学质量显著提高，这几年教育信息化持续推动使得信息技术渐渐成了教育教学改革的重要推力，有数据表明到 2022 年我国中小学多媒体教室覆盖率超 95%且在线教育市场规模破万亿，这给信息技术和学科教学深度融合奠定了坚实基础，不过虽然硬件设施一直在完善但教师信息素养不高、课程设计落后等还是限制了高中物理教学里信息技术的应用效果，研究显示虚拟仿真技术能让学生直观理解复杂物理现象如电磁场分布、天体运动规律之类的，在线互动平台可激发学生自主学习兴趣并凭借数据分析做到个性化指导，信息技术应用时也暴露些问题，比如有些教师对新技术掌握不深入致使课堂效率低还可能出现过于依赖技术而忽略传统教学方法的情况，所以以后得进一步加强教师培训，尤其要开展针对物理学科特点的信息技术专项能力培养以保证技术手段确实为教学目标服务。

参考文献

[1]杨蕊宁,王馨. 日语学习者特殊拍感知难度及影响因素研究——以拨音和长音为对象[J].高等日语教育,2023,(02):1-13+181.

[2]李念;.现代信息技术在高中地理教学中的应用实践——以“地表形态与人类活动”为例[J].地理教育,2024(S1):84-85.

[3]郑勇;耿翠环;王鑫;王书红;张换平;.基于信息技术的物理化学实验教学研究与实践[J].化工管理,2024(11):46-49.

作者简介：刘戈，出生年月：1985.05，性别：男，民族：汉，籍贯（省市或县）：四川省绵阳市，职称：中学一级教师，学历：大学本科，研究方向：高中物理教学