基于信息技术的初中物理教学模式探究与实践

前言：

信息技术的深度融合，为物理课堂注入了变革性力量。通过3D 动画模拟光路变化，学生可直观观察入射角与折射角的动态关系；利用虚拟实验室搭建电路，错误操作会触发即时反馈，帮助学生自主修正认知偏差。这样的教学模式革新提升了学习效能，更培育了学生的创新思维与协作能力。

一、虚拟仿真实验，突破物理现象的时空限制

传统物理实验由于设备少、不安全或者现象小，学生观察不到[1]。讲到“电流的磁效应”时，传统课堂只能用铁屑展示通电导线周围磁场分布，学生很难感受到磁场方向的动态变化。引入虚拟仿真技术之后，教师可以用交互式软件（如PhET 仿真平台）建立三维磁场模型，学生拖动导线方向或电流强度滑块时，磁场线就会实时改变颜色和疏密，并且显示指南针偏转角度。

在实际应用中，教师要提前设计好分层任务，基础层要求学生观察磁场线和电流方向的关系，进阶层要总结“右手定则”的使用条件，拓展层要试着解释电动机的工作原理。比如在“电磁感应”教学中，教师可以先让学生操作虚拟线圈切割磁感线，观察电流表指针的偏转方向，再关闭仿真，要求他们手绘磁场变化图并标注感应电流方向，最后回到仿真中检验假设。这种“操作—归纳—验证”的循环，让学生由被动接受转为主动建构。教师要注意，虚拟实验不能完全取代实物操作，而是要作为预习或补充工具，比如在做完“凸透镜成像”的虚拟实验之后，学生需要借助真实透镜来验证物距与像距的关系，防止对技术产生过度依赖。

二、动态建模工具，化解抽象概念的认知壁垒

初中物理中，运动学、力学等模块涉及很多动态过程，学生常因缺乏空间想象力而难以理解[2]。例如“平抛运动”，传统教学中老师用粉笔轨迹演示或推导公式讲解水平、竖直方向运动的独立性，学生却难以把二维轨迹与三维空间运动联系起来。动态建模软件（Tracker 视频分析工具）可帮助教师拍摄篮球投掷的真视频，导入软件后自动产生位移-时间、速度-时间图像，分解水平、竖直方向加速度分量。

具体操作时，教师可分三步引导：第一，让学生观察视频里篮球的实际运动轨迹，问一句“为什么轨迹是曲线”；第二，用软件叠加水平匀速直线和竖直自由落体的合成轨迹，对比实际轨迹看对不对；第三，改初始投掷角度或者速度参数，预测新轨迹再拍下来。比如在“斜面上的物体受力分析”里，老师可以用建模软件弄出不同倾角的斜面，拖动木块的时候就实时显示出重力、支持力、摩擦力的矢量图和合力大小，学生自己调节斜面角度观察摩擦力的变化，就能更直观地明白“最大静摩擦力和动摩擦力有什么关系”，老师要提醒学生注意模型和现实的区别，比如不考虑空气阻力的时候，实际的平抛轨迹比模型的会短一点，这样可以锻炼学生的批判性思维。

三、跨学科项目式学习，构建物理知识的应用场景

单一学科教学容易导致学生陷入“为学物理而学物理”的境地，跨学科项目可以利用真实问题激发学生学习动机。比如“设计校园太阳能路灯”，涉及物理（光电效应、串联电路）、数学（功率计算、成本优化）、美术（外观设计）等知识，教师可提供太阳能板参数表、LED 灯规格等资料，要求学生分组完成“选址-电路设计-成本预算-模型制作”全过程。

教师先让学生观察校园夜晚照明现状，提出“怎样用太阳能做到低碳又可持续的路灯照明”。学生要实地调研，把各个地方的照明需求记下来，操场要亮一点，走廊要省电一点，还要记录光照时间，看季节怎么变，也要考虑空间限制，树挡着光，不能太高。

进入设计阶段，学生要分组完成“太阳能板选型—电路连接—结构支撑—成本控制”的流程，物理知识一直在场，学生要比较单晶硅和多晶硅太阳能板的转换效率（物理里的材料特性），还要考虑成本和性能；电路设计的时候，要用到串联电路的知识（物理中的欧姆定律），保证LED 灯在晚上正常工作，还要设计一个光控开关（结合传感器原理），做到自动开合。

制作阶段是学生将理论付诸实践的重要环节，教师准备了太阳能板、LED 灯、电线、PVC 管等基础材料，要求学生自行3D 打印或手工加工完成原型，物理实验思维贯穿始终：学生要通过不断尝试来调整太阳能板的角度，也就是物理上的“最佳倾角”，即太阳能板与当地纬度有关的“最大太阳辐射接收角度”；在电路连接时，如果LED 灯不亮，需要用“分步排查法”，也就是物理上的“故障分析”来判断是电池没电、导线接触不良还是元件坏了。学生为路灯每一个细节沟通讨论时，他们已经不知不觉地完成了从“知识消费者”向“问题解决者”的转变，这才是教育的本质。

总结：

信息技术的赋能使初中物理教学实现了从“知识传递”到“素养培育”的跨越。虚拟仿真实验突破资源限制，动态建模技术化解抽象难题；交互平台促进个性化学习；项目式学习融合多学科知识，构建了“探究-实践-创新”三位一体的教学模式，能有效提升学生的科学思维能力，增强其对物理现象的感知力与解释力，同时培养其利用技术工具解决实际问题的能力。

参考文献：

[1]谷浩.信息技术辅助下的初中物理实验教学[J].数理化解题研究,2025,(17):92-94.

[2]高玲宇.信息技术应用于初中物理教学的实践探索[J].中小学电教,2025,(05):28-30.