数字技术嵌入物理课堂的育人价值
作者: 黄侃物理作为高中教学的基础学科,其在新高考背景下肩负着培养学生理性思维、动手能力和创新素养的多重使命。数字技术作为突破传统教学模式的关键,将其深度融入物理课堂,不仅能够重构教学场景,还能为实现物理学科的育人价值开辟新的路径。
助力学生理解,培育科学探索精神
新高考注重考查学生对知识的深度理解与灵活运用,高中物理教学借助数字技术的多元表现形式,能够将抽象晦涩的物理知识具象化,助力学生更好地理解,同时在这一过程中培育其科学探索精神。
以量子力学中极具代表性的“薛定谔的猫”思想实验为例,该实验假设将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器中,镭的衰变与否决定猫的生死,在未观测前,猫处于既死又活的叠加态。这一概念较抽象,借助现代动画和虚拟仿真技术,可通过生动视觉画面动态展示容器内猫的叠加态,用色彩、图形直观呈现镭元素衰变概率变化。学生还能以第一人称视角“进入”实验场景,操控模拟观测过程,见证量子态从叠加到坍缩的转变。在此过程中,学生不仅更易理解量子力学知识,还能在探索奇妙微观世界的过程中,激发对未知的好奇心和探索欲,逐渐养成勇于探索、追求真理的科学精神。
依数据导航培养坚毅品格与自主学习能力
新高考重构了教育选择机制,学生在学业水平、认知倾向与生涯规划层面的个体差异呈现多维裂变态势。大数据赋能的智能系统可深度介入教育场景,实时捕捉学生的知识结构、思维路径及行为轨迹的动态演化过程,为精准教学干预构建多维参数模型,帮助学生定制个性化学习路径,培养坚毅品格与自主学习能力。
以力学知识模块为例,依托教学数据,教师能够为学生实施差异化的资源匹配。针对物理基础薄弱群体,教师可借助大数据分析结果,为其智能分发名师录制的力学概念精讲视频,并设计梯度化基础题集;促进学生克服困难,培养面对挫折不放弃的坚毅品格。对于学有余力且有探究潜质的学生,教师则可为其定制高校先修课程资源包,整合国际物理奥赛解题数据库,开发基于真实科研场景的跨学科项目课题等,促使学生自主探索更高层次知识,养成主动学习、自我管理的自主学习习惯。
借模拟拓展,提升心理调适能力
新高考改革强调考查学生的科学思维和创新能力。数字模拟软件能够成为学生思维训练的得力工具,帮助学生提升科学素养,也有助于学生提升心理调适能力。
以探究牛顿第二定律实验为例,学生可运用数字模拟软件,灵活设定实验场景,精准调整实验小车的质量,观察在不同质量下施加相同外力时小车加速度的变化情况。这种模拟实验让学生直观理解质量、力和加速度的关系,且能在无实际物理限制下多次实验,加深对物理概念的理解,锻炼逻辑推理能力,构建科学思维。同时,当学生在模拟实验中遇到结果与预期不符的情况时,需要分析原因、调整策略,这一过程有助于培养学生面对问题时冷静思考、积极调适的心理能力,提升学生的心理韧性。