用信息技術支撐高中物理智慧教育的案例設計

郭彬 張語函 鐘永江

摘要：隨著信息化的發展，在當前背景下，智慧教育沖擊了傳統意義上的教學模式，打破了以教為主的學習方式，真正實現了學生自主學習，滿足了學生的個性化需求，是一種全新的教育實踐探索以及教學理念。智慧教育是我國教育發展的必然選擇和重要趨勢，是解決當今教育問題的重要措施。本文分析了高中物理的智慧教育內涵及要求，研究了支持智慧教育的數字化環境，同時提供了一份物理智慧教育的教學案例。

關鍵詞：高中物理;智慧教育;教學案例

中圖分類號：G427 ? 文獻標識碼：A ? 論文編號：1674-2117（2015）09-0043-03

● 高中物理智慧教育內涵及要求

物理就是要以“物”悟“理”。高中物理教學的重要策略是從現實生活中提煉物理問題，在分析物理問題的過程中建構物理知識，將物理知識應用于具體的生活與生產實踐。現如今高中物理教師主要傳授給學生的是物理知識的概念及公式，忽略了對學生智慧的培養，因而造成了學生不清楚物理思想、方法及知識結構，只知道物理原理并用之做題，不知道原理因何而來，有何作用。諸如此類的問題，導致學生對物理情境感悟較差，物理學習勞而無功，困難重重。最終，學生只是去機械性地學習，而不是去“悟理”，缺乏智慧有效的學習方法。

為了讓智慧教育在物理課堂中實現，必然要對高中物理課堂教學提出新的要求：教師不僅要注重知識的教授，還要注重對學生智慧的培養。在智慧教育背景下，教師在課堂教學中的角色發生了重大變化，教師不再是課堂教學的設計者、組織者，而是學生學習資源的開發者、發布者。教師的教不再是一步步導學，而是在學習總結評價中對學的反思。課前，學生自主預習教師提供的學習資源，從中形成教學“問題”以供課中合作探究;課上，通過合作探究、相互為教，達到對所學知識的內化，進而動手訓練、展示學習成果;教師在“總結釋疑”環節分享學習心得，形成學習交流比對，提供深入學習資源，達到深化學習的目的。

在物理教學中，當學生由被動學習轉為主動學習時，物理知識就會鮮活起來，其理性力量就會擴張，學生就會感受到生活中物理無處不在，真正轉變為自主學習，從而通過智慧學習使學生的理解能力得到提升。

● 高中物理智慧教育環境

如今信息化的發展為智慧教育的開展提供了條件，高中物理學科的智慧教育離不開數字化的學習環境。微課、信息化教學平臺、電子書包等都是新興的支持教學的資源工具，本文提供的教學案例是在電子書包和微課環境下促成的智慧教學。

電子書包具有豐富的學習資源，包括文字、圖片、音頻、視頻、動畫等，學生在開放的教學環境下可以自由提取、處理信息，增加知識儲備量以及提高信息加工能力，極大地凸顯了學生的主體地位，并為學生自主探究提供了廣闊而又有針對性的學習資源。電子書包的內容有難有易，學生可以自主選擇，滿足個性化學習。電子書包可提供答疑檢測，協作交流，在探究過程中，教師可及時了解學生的探究進程，并給予指導和幫助。學生通過電子書包也可實現小組在線討論，這樣可避免在傳統教學環境下，小組成員需調換座位才能進行協作探究的混亂場面。在下面的教學案例中，教師就充分利用了電子書包的答題檢測和交流展示的功能，在鞏固新知的同時充分調動了學生的學習興趣，激發了學生的協作意識，提高了其語言表達能力。

教學平臺包括提供開展教學實踐的場所，傳統的有教室、操場，新型的有網絡、電視等。“微課”以微視頻為主要載體，記錄了教師在課堂教學中圍繞某個知識點（重點、難點、疑點）或教學環節而開展的教學活動。對學生而言，“微課”能很好地滿足學生對不同學科知識點的個性化學習、按需選擇學習，既可查缺補漏、強化鞏固知識，又能促進學生有效自主的學習。在下面案例中，教師就利用微課進行實驗展示讓學生開展自主探究思考，從而實現課前的新知預習。

● 案例設計

《探究電磁感應的產生條件》教學設計

1.教學內容分析

《探究電磁感應的產生條件》是電磁學的核心內容之一，在整個高中物理中占有相當重要的地位。本節內容揭示了磁和電的內在聯系，通過探究實驗的方法歸納出了“磁生電”的規律，在教材中起到了承前啟后的作用，是學生今后學習法拉第電磁感應定律、楞次定律和交變電流產生的基礎。

2.教學對象分析

學生在初中已對閉合電路的部分導線切割磁感線能產生電流有了一定的認識，但在空間想象、問題本質的分析等方面還較為薄弱。因此，教師在教學中從學生的已有知識出發，通過學生自主學習、探究實驗、產生問題、協作交流等學習方法，從而解決問題得出產生感應電流的條件的結論。

3.教學目標制定

知識與技能目標：理解電磁感應現象的本質。會應用感應電流產生的條件解釋與電磁感應現象有關的問題。

過程與方法目標：在探究“電磁感應現象”的過程中，初步學會“實驗—分析—猜想—實驗驗證—歸納結論”的科學探究方法。

情感態度與價值觀目標：了解法拉第發現電磁感應現象的過程，體會科學家探索自然規律的科學態度和科學精神。

4.教學重難點

重點：電磁感應現象的本質。

難點：從實驗現象的多樣性中抽象出電磁感應現象的本質。

5.教學方法及整合點

教學方法：信息技術輔助教學、自主探究法、合作探究法、演示實驗法等。

整合點分析：①缺乏任意探究的實驗環境。②實驗效果不明顯。③實驗原理比較抽象，實驗分析困難。解決方法：利用信息技術的虛擬仿真性提供任意探究的實驗環境，使實驗原理可視化，幫助學生形象直觀地理解物理知識。

6.教學模式

利用翻轉課堂，培養學生學習的主動性，讓學生進行實驗自主探究，可以有效節省課堂教學時間，提高課堂教學質量，滿足學生學習的樂趣，培養學生學習的主動性，將被動學習化為主動學習。

7.教學環境

利用多媒體教學平臺和電子書包將課前學習和課堂學習貫穿，通過微課利用教學平臺進行課前實驗探究，調動學生的學習主動性。

8.教學過程

課前：教師以“微課”的形式，利用電子書包教學平臺演示實驗，并通過討論平臺監測學生學習情況，適時點撥學生學習方向，發現問題，確定課上側重點及內容。學生觀看微課，仔細觀察實驗進行討論。

整合點：①微課學習。聽課個性化──課前利用微課視頻，將電磁感應產生條件的實驗提供給學生觀看，供學生思考，從而實現課前的新知預習。②專題學習平臺。學習個性化──利用專題學習平臺網絡監測學生學習時間及知識掌握情況，根據學生討論內容及時點撥，發現問題，以確定上課內容及側重點。

設計意圖：微課播放教學平臺的實驗視頻能激發學生的學習興趣。引導學生自主討論，提高學生的自主學習能力。

課上：

①導入新課，明確學習目標。教師描述科學技術對社會發展的巨大推動作用，出示學習目標：第一，利用電子書包進行自主學習，初步了解電磁感應的原理。第二，通過合作交流，討論切割磁感線時電流表是如何變化的。第三，積極投入，樂于交流。學生明確學習目標，回顧微課學習的內容，了解電磁感應基本原理。

設計意圖：明確學習內容和學習目標，便于學生檢測自己是否達成學習目標。

②反饋學習，答疑解惑。微課學習后，學生進行測試，測試順利通關的同學，每人得5分，答錯一題扣1分，全錯不得分，同時課堂發言的同學每人得2分，各小組記分員及時記錄。學生根據自己的學習和答題情況，互動分析、講解。

整合點：電子書包答題統計。評價、輔導個性化──利用電子書包答題檢測學習情況，統計顯示答題，互動分析，取長補短。

設計意圖：通過檢測，了解學生對于電磁感應原理的掌握情況，針對存在問題，教師加以引導點撥，便于學生更好地掌握解題方法，并及時評價，調動學生的學習興趣。

③練習鞏固，牛刀小試。教師出示并講解習題，如圖1所示，矩形線圈ABCD位于通電長直導線附近，線圈與導線在一個平面內，線圈的兩個邊與導線平行。下列哪種情況線圈中產生感應電流？a.在這個平面內，線圈遠離或靠近長直導線時;b.在這個平面內，線圈沿著平行與導線的方向上下運動時;c.線圈以AB邊為軸轉動時。

學生練習鞏固，完成習題（如圖2）。

整合點：電子書包搜集功能+白板展示。利用電子書包中搜集圖片的功能，搜集各組任務，結合白板，展示各組學習成果，既調動個體動腦，同時也能激發學生之間的協作意識和團隊榮譽感，鞏固對電磁感應原理的理解。

設計意圖：通過練習習題，鞏固電磁感應原理的掌握。

④總結提升，溫馨提示。教師運用課件展示溫馨提示。學生觀看課件，根據教師提示總結提升。

設計意圖：根據學生學習情況及時總結提升，為學生運用電磁感應原理解決實際問題，夯實基礎。

⑤遷移拓展，學以致用。通過對電磁感應的學習，教師引導學生討論電磁感應如何應用于發電機、感應馬達、變壓器。各小組組長分工合作交流10分鐘、小組成員合作完成，展示合作成果，投票評選優秀小組。

設計意圖：運用本節課學習的電磁感應原理，提高學生解決實際問題的能力。

⑥總結梳理，布置任務。教師總結梳理知識點：電磁感應概念及其產生條件;科學探究的理性化和延續性（前后知識的邏輯關系）。提出問題：閉合電路中有電源就有電流;閉合電路中發生磁通量變化就有電流。從這兩句話中，我們得到什么啟示？學生積極總結學習收獲，完成學習任務。

設計意圖：使物理知識系統化，讓每位學生個性得以充分發展。

智慧反思

從初、高中教學的銜接來看，本節課很好地體現了從感性認識上升到理性認識的認知規律。針對學生對電磁感應的感性認識基礎不好，以及理性分析能力不強的現狀，本節課的教學從復習回顧開始利用電子書包教學平臺以及微課的學習讓學生進行課前自主探究分析，從而培養學生學習的主動性，滿足學生學習個性化的需求，通過“回憶—探究—分析—探究—歸納—鞏固—設疑”等環節，完成教學任務，進而實現教學目標。