初中物理数字化实验应用的案例研究——以热学实验为例

作     者：洪文宝 

作者单位：西南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周素梅;李丹华

授予年度：2023年

学科分类：04[教育学] 

主      题：数字化实验 传统实验 初中物理 

摘      要：2018年我国教育部印发了《教育信息化2.0行动计划》,提出以教育信息化全面推动教育现代化,强调将新兴技术应用到教育领域,开启智能时代教育。随着信息技术的发展,大量数字化实验仪器与手段已不断应用于物理实验教学,克服了许多传统实验无法解决的困难,提高了课堂效率。通过对国内外文献进行研究,可以发现数字化实验在高中已经有了较广泛的实践,并取得了较好的教学效果,但在初中阶段数字化实验的研究较少。在初中教学中,教师习惯开展传统基础定性实验,思维深度和广度不够。少部分初中教师会利用数字化实验进行课堂教学,但由于缺乏研究意识和教学设计能力,数字化实验多数情况下仅用于部分演示实验,缺少常态化数字化课堂教学。物理实验在物理教学中起着极其重要的作用,数字化实验对于物理实验教学具有独特的教学功能。合理利用数字化实验可以提升教师的教学技能,激发学生的学习兴趣,增强学生的科学探究能力。在参加了相关数字化实验课题的背景下,本人利用数字化实验对初中物理实验教学进行优化,将数字化实验与传统实验相结合,设计、实践并收集《熔化与凝固》《科学探究:物质的比热容》《科学探究:电流的热效应》三项实验案例。课后通过问卷调查收集听课教师和学生的评价,了解课堂教学效果及其对待数字化实验和传统实验的态度,并从实际课堂教学情况对数字化实验和传统实验进行效果分析。做到研究成果来源于一线教学,服务于一线教学,然后在一线教学中检验和修正、完善。本文旨在探究数字化实验在初中物理课堂教学中的具体应用。通过文献研究、个案研究、经验总结、行动研究、问卷调查等研究方法,以建构主义学习理论、有意义学习理论、杜威“做中学理论、信息加工学习理论作为指导依据,总结出了数字化实验在初中物理课堂教学的设计原则和实施流程。根据“课前分析准备、课中设计环节、课后反思总结的实施流程,设计了三例热学实验案例,并进行实践研究。从听课教师、上课学生和对比实验成效三个方面分析教学效果,证明了数字化实验在初中物理课堂教学中应用的可行性,验证了所设计的实施流程的有效性,说明了三项实验案例的可实施性,为一线教师提供了理论和实践参考。并通过课堂数字化实验组和传统实验组的对比分析,总结得出传统实验与数字化实验各有优缺点,教师在课前应对教学内容进行充分的分析,选择适合的实验方式,或将两种实验方式相结合,把握好传统实验和数字化实验在物理教学中的结合点。