循证教学（Evidence-Based Teaching）是一种基于科学研究和实证证据的教学方法，旨在提高教学效果和学生学习成果
［1］。循，即遵循、依循之义；证，即证据。循证教学即基于证据的教学实践活动，是基于大数据和人工智能技术与课堂教学的高度融合，将最佳证据用于教学决策和教学实践的哲学，既强调教学决策和教学行为之前的测量与评估，又突出基于证据对教学的积极干预和改进。循证教学作为一种以数据为基础、科学方法为指导、实践为检验的教学方法，正逐渐成为越来越多的教育工作者新的教育理念。随着教育信息化的推进，信息技术在初中物理课堂教学中的应用取得了显著的进展，大数据和人工智能技术在教育领域的应用日益广泛
［2］。信息技术为物理教学提供了更多可能性，使得课堂教学更加生动、有趣，同时也为循证教学提供了有力的技术支持。
1 循证之基：精确证据支持实验教学
《义务教育物理课程标准（2022年版）》把初中物理科学探究步骤重新整合成问题、证据、解释、交流4个要素，要求教师引导学生发现问题、提出问题，启发学生作出猜想与假设；关注对学生设计实验方案、搜集证据能力的培养；引导学生通过分析论证得出结论并作出解释，培养学生分析论证的能力；注重对学生交流合作、评估反思能力的培养。在这4个要素中，证据和解释能促进学生科学思维和科学探究能力提升，两者相辅相成，构成了科学探究的核心要素。
循证教学依托证据分析来指导课堂教学，强调物理规律的得出都应建立在客观证据的基础之上。对实验证据的收集是实验探究的基础，收集证据的准确性和可靠性至关重要。实验中需要仔细观察并记录实验现象，通过测量和记录数据来收集证据，这些证据是后续分析和解释的依据。信息技术可利用自身优势高效收集实验证据，可为科学探究中的“证据”和“解释”提供显著的帮助。
1.1 数据驱动的现代实验设计
数据驱动的现代实验设计是指利用数据分析技术和工具，在设计实验方案、进行实验操作、分析实验结果等过程中，以数据为核心，通过数据收集、分析和挖掘，提取有价值的信息和知识，从而优化实验设计，提高实验效率和效果。在苏科版八年级物理“红外线的热效应”实验教学中，利用太阳光色散出的各种颜色的光照射传感器，使学生看到不同色光使物体升温的快慢；在苏科版八年级物理“力的作用是相互的”实验教学中，利用两个力传感器相互对拉，可让学生清楚地看到两个力的大小同时改变，且大小始终相等。
实验结论的得出必须基于数据和事实，数据驱动的现代实验设计不仅有助于学生深入理解物理定律，还能够培养学生的科学素养和实验技能。
1.2 实验数据的精确采集和分析
在物理实验教学中，精确采集与分析数据至关重要。在苏科版物理八年级“水沸腾”实验教学中，教师使用传感器每隔10 s采集一次水温的变化，通过分析数据使学生自主得出水沸腾前和沸腾时的温度变化特点：水在沸腾前温度持续上升，在加热1 140 s时达100 ℃，随后水沸腾，温度会保持在99.6 ℃左右，如
图1所示；将实验室温度计的玻璃泡在酒精中浸没后拿出，利用传感器检测温度计玻璃泡的温度变化，可得到酒精汽化吸热的结论。
利用数据记录器和数据分析软件，可帮助学生更精确地收集和分析数据。这种基于数据的探究活动，不仅可让学生参与科学发现的过程，也可让学生更好地理解物理规律，培养学生的科学探究能力和逻辑思维能力。
1.3 数据支持下的实验教学优化
在初中物理教学中，数据支持下的实验教学策略优化意味着教师需根据实验数据调整教学方法和手段，以提高教学效果。例如，如果实验数据显示学生对光的反射定律中“面关系”的理解不够深入，教师可利用信息技术，如虚拟实验室和3D模型，鼓励学生多次改变入射光线的方向，从而得到多个反射面，让学生有更多机会观察反射光线和入射光线的位置，从而加深对“面关系”的理解。
1.4 信息助力下的数字实验改进
狭义的数字化实验，特指数字信息化系统（Digital Information System，DIS），由传感器、数据采集器和计算机及相应的配套软件组成。其运用传感器将非电学信号转化为电学信号，通过数据采集器完成数据的采集与传输，并利用计算机中的软件对实验数据进行相应的处理。数字化实验是对传统实验非常好的补充，有着传统实验所不具备的独特优势：精确的数据收集、大量的数据记录、实时的数据监控、直观的实验过程和高效的数据处理等
［3］。比如，在探究流体压强与流速的关系时，压强传感器和气体流速传感器可以精准测量气体压强随流速改变过程中的物理数据，给学生精准的数字证据，也能实时以图线的形式显示，给学生以更加直观的感受。
这种实时数据采集不仅提高了实验效率，还增加了实验在学生心目中的可信度；通过数据可视化软件，学生可以将实验数据以图表和图形的形式展示出来，直观地看到气体压强与气体流速之间的关系，这种可视化有助于学生更好地理解和解释实验结果。
2 循证之径：数字实验强化证据意识
随着科技的飞速发展，数字化实验设备逐渐成为现代物理教学的重要组成部分。先进的技术手段，如传感器、数据记录系统和可视化工具，极大地提升了实验的精确度和效率。在数字化实验中，学生可以更直观地观察物理现象，更深入地理解物理原理，并培养基于证据的科学思维。
2.1 数字化实验提升数据采集的精确性
在传统的物理实验方法中，设备的局限性和操作者主观因素的不确定性常常限制了实验结果的精确度和可再现性。例如，在通过量角器进行手动测量反射角和入射角时，由于读数的不准确性，实验数据往往存在误差。相比之下，数字化实验手段，如光电传感器和自动数据记录系统，能够以更高的精度进行测量和记录，有效降低人为误差，从而增强实验结果的可靠性。
2.2 数字化实验促进数据分析与解释能力的发展
数字化实验设备在物理教学中的应用，为学生提供了一个全新的实验环境，极大地促进了学生数据分析与解释能力的发展。数字化实验设备通常具有数据可视化和实时反馈功能，使学生能够清晰地看到实验过程和结果。通过数字化实验设备实时收集数据，学生可更加直观地观察物理量数据的变化，更加直观地理解物理规律。此外，数字化实验设备还可以帮助学生进行更深入的数据分析。例如，学生可以使用数据分析软件对实验数据进行处理和分析，如绘制图表、计算相关系数等，透明化的实验过程有助于学生理解实验的每个步骤，理解数据的含义，培养学生对数据的敏感性和数据分析能力。
2.3 数字化实验在科学探究中的应用案例
在数字化实验中，数字化实验设备能够大量收集数据，并使用数据分析软件进行处理和分析。例如，在研究水沸腾的过程中，数字化实验平台可以每隔10 s甚至更短的时间间隔测量一次温度，并实时显示温度的变化图像，通过这种方式，学生可以清晰地看到水温随时间变化的趋势，从而深入理解水沸腾的过程；在探究酒精蒸发时，温度传感器可以实时监测温度变化，当酒精蒸发时，温度下降非常快，而酒精蒸发完毕后，温度计的回升速度非常慢，通过这样的实验，学生能够认识到该实验的图像不能简单画成几条直线的组合，科学图像的绘制必须基于精确的数据和事实，而不是简单的理论推测。
有了数字化实验设备的加持，教师可以设计更复杂的实验方案，激发学生对物理规律的深入探究。比如，在光学实验中，由于太阳光的强度不大，可以借助数字化实验设备来探究红外线的热效应，精确测量红外线照射下物体的温度变化，从而更好地理解红外线的热效应；在学习“力的作用是相互的”时，利用力传感器实时显示两个相互作用力的变化，从而更好地理解力的作用原理。这种直观的实验设计有助于学生深入理解相关物理规律。
3 循证之本：信息助力核心素养的培养
随着科技的不断进步，信息技术在循证教学中的应用越来越广泛，为教师和学生提供了强大的支持。循证教学强调基于证据的决策和教学方法，而信息技术正是实现这一目标的关键工具。
3.1 实时互动反馈，构建学习评价体系
以点阵笔为例，随着科技的不断进步，点阵笔技术作为一种新兴的信息技术手段，通过其互动性和个性化特点，极大地丰富了物理教学的体验。点阵笔技术在实时课堂互动中允许教师实时采集学生的书写和绘图数据，特别是在数学、物理学科的课堂练习和课后巩固上，教师通过统计或者笔迹的即时反馈，可以及时了解学生对教学课程的理解程度和思维过程，并可根据这些信息调整教学内容和进度；教师可以根据学生的练习反馈提供针对性的建议，这种个性化的指导有助于教师及时发现并解决学生的学习困难，达到分层布置、全面提高的效果；点阵笔技术也间接促进了学生在课堂上积极参与学习过程，提高学生的参与度。比如，在教学活动中，对于每个学生的展示环节，教师都可借助投屏软件进行展示，确保所有学生能够清楚地看到实验的过程；在课堂练习环节，利用“一教一学”平台实时显示学生完成率和准确率；在物理作图环节，利用“思维再现”功能，重现学生的笔迹，暴露学生的思维，从而做到精准反馈。
点阵笔技术在实时课堂互动中的优势有：①教师可以在课堂上实时收集学生的书写和绘图数据，通过智能系统进行即时分析，了解学生对教学课程的理解程度和思维过程；②可以及时调整教学内容和进度，确保教学活动更贴合学生的学习需求；③可以根据学生的练习提供针对性的反馈和建议，帮助学生克服学习困难，提高学习效果；④可以利用点阵笔技术记录学生的学习过程，为每个学生建立个性化的学习档案，以便跟踪学生的进步和需要额外帮助的领域；⑤可以通过观察学生的互动情况和绘图质量来评价学生的参与程度，以及学生在课堂上的表现；⑥可以设计一些小组任务，让学生通过点阵笔进行合作绘图或问题解决，以此来评价学生的合作学习效果；⑦可以根据数据来评价教学策略的有效性，并根据学生的学习情况调整教学方法。
3.2 适应多元需求，支持个性学习
信息技术发展到今天，已经成为支持学生适应多元需求、支持个性学习的重要工具。信息技术允许学生根据自己的学习进度和兴趣选择学习内容。①学生可以通过在线平台选择适合自己的课程和材料；②信息技术提供了丰富的在线学习资源，如教育视频、互动模拟、电子书籍等，学生可以根据自己的学习风格和需求，选择最适合自己的学习资源；③信息技术可以实时采集学生的学习数据，教师可以根据这些数据提供针对性的反馈和建议；④学生可以利用信息技术进行自主探索和实践，如绘制物理模型、设计实验等；⑤信息技术通过提供互动式的学习体验，可以激发学生的学习兴趣和动机，提高学习效果；⑥信息技术支持学生之间的合作学习，如小组讨论、合作绘图等，提高团队协作能力。通过这些方式，信息技术可帮助学生适应多元需求，支持个性学习，培养学生的核心素养。
3.3 提高自主能力，促进思维发展
物理课堂教学的目的是让学生通过问题、证据、解释、交流等过程，学习物理规律、应用物理规律。物理规律的得出过程必须是在学生自主参与课堂教学的情况下完成的，这样才能有效培养学生的观察和实验能力、推理和分析能力、思维和创新能力等物理学科核心素养。现代化实验教学鼓励学生主动参与学习过程，提高自主学习能力。信息技术平台给学生提供了丰富的实践机会，如物理实验设计和模拟等，让学生能够在实践中提高创新能力和动手能力。比如，学生可以根据自己的兴趣和需求，在物理学习中，选择自己感兴趣的课题进行深入探索和学习；信息技术平台支持学生自主绘制物理模型，如光的反射模型、电磁场模型，提高学生的建模能力；学生可以根据个人学习程度调整自己的学习进度和难度，通过互动式的学习体验，激发学习兴趣和动机。总之，现代教学技术手段可以帮助学生构建实时互动反馈的学习评价体系，适应多元需求，支持个性学习，提高自主学习能力，促进思维发展，培养学生的核心素养，为学生未来的学习和发展奠定坚实的基础。
4 结语
信息技术为初中物理循证教学提供了强大的支持，从实验设计、数据采集、数据分析到学习评价，都展现了其独特的优势。数字化实验设备的精确性和效率，以及信息技术的个性化学习支持，为学生提供了更丰富的学习体验，促进了学生科学思维和核心素养的发展。随着信息技术的不断发展，其在循证教学中的应用将更加广泛，为提高物理教学效果和学生学习成果做出更大的贡献。
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