高中物理教學中移動智能終端應用初探

王　胤

(上海市第三女子中學，上海 200050)

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高中物理教學中移動智能終端應用初探

王胤

(上海市第三女子中學，上海 200050)

摘要：當今社會終端技術日新月異，運用移動終端現象極其普及，師生也身處其中。在物理教學中運用移動智能終端進行探究性學習，開展課堂教學，編制個性化教材可以幫助學生更好地利用碎片化時間進行學習，從而提高學習效率。

關鍵詞：移動智能終端；探究性學習；個性化教材；碎片化學習

現今，高中生已普遍使用智能手機和平板電腦等移動智能終端。最近一次的中國未成年人互聯網運用狀況調查報告顯示，分別有61.2%和60.6%的城市和農村未成年人使用移動終端上網，高中生又占其中的絕大部分。本文中的移動智能終端指可接入互聯網，根據用戶需求實現各種定制功能的設備。師生在日常生中活中常用的智能終端包括智能手機、筆記本電腦和各種iPad等。隨著終端技術日新月異，物理教學可以運用智能終端，延伸學習的空間和時間，提高教學效率。以下為筆者在高中物理教學中運用移動智能終端進行教學的一些嘗試。

一、學生運用智能手機開展探究性學習

高中物理課程要求學生能利用實驗探究的方法學習物理，希望通過探索研究培養學生的思維能力、實踐能力和創新能力。怎樣指導學生充分地開展探究活動？師生面臨的最大問題是缺乏足夠的課堂時間。在閑暇碎片化時間中使用移動智能終端上網是中學生中最常見的現象。我們可以利用學生的這種習慣推動移動智能終端在中學物理探究性學習中的應用。這對傳統課堂教學不論是在時間還是空間上都是一種積極的延伸。

筆者以上海市某實驗性示范性學校高二年級一實驗班為對象，進行了探究實驗的嘗試，步驟如表1和圖1所示。

圖1　高二年級探究實驗步驟圖

1.設計任務

表1　任務分組情況

2.小組分配

將班級學生以自愿組合的原則分成4個研究小組，每個小組8人探究一個子課題，每個小組安排一名組長，負責協調本小組的活動，報告小組探究活動的進展情況(如圖2所示)。

學生常用的社交軟件有微博、微信、QQ等，都有跨終端的特點。因為微信有群聊的功能，各個探究小組可以建群，教師也可以入群，適時對學生予以指導。師生協商后最終選擇了微信作為交流平臺。

3.實驗過程

組長統一指揮，組員分別負責制作降落傘、照片拍攝、實驗操作、數據采集、誤差分析、成果微信展示、最終小結。

在實驗過程中，組員在組長帶領下從準備材料到驗證假設，從采集數據到成果展示，分工明確，互相配合，充分利用移動智能終端的網絡平臺，將實驗信息第一時間發布到微信群或朋友圈中與組內外成員同享。

圖2　4個小組探究實驗過程截圖

4.學生收獲

(1)組間互動，彼此借鑒

移動智能終端的使用增加了各小組之間的互動聯系，形成了學習共同體。在實驗的過程中，組員充分利用身邊的移動智能終端進行實時記錄，將實驗照片第一時間傳到微信平臺上，既幫助自己小組記錄下實驗進度，也為其他小組提供了信息和方法的借鑒。學生們既是學習者，也是傳授者。通過小組之間的良性互動，幫助每個小組更有效、優質地完成探究任務。

(2)網絡搜索，拓展視野

移動智能終端為課題研究提供了廣闊的信息資源。通過搜索引擎，各小組在遇到問題時可以在互聯網上獲得信息。這樣既增加了在無教師解答的情況下成員的學習主動性，又提升了每位參與者的信息素養這項21世紀必備的生存技能。

二、師生運用iPad開展課堂教學

筆者以《機械能守恒定律》的新授課教學為例。《課程標準》要求學生通過對機械能守恒定律的實驗探究感受學習和研究物理的科學方法。一般，教師會選擇分析自由落體或豎直上拋運動過程中機械能的變化情況。因為這兩個運動的軌跡都是直線，可以比較方便地用運動傳感器測出運動過程中若干位置的動能和重力勢能，從而判斷出運動過程中物體是遵循機械能守恒的。其實生活中更常見的是軌跡為曲線的運動，比如拋體運動。但因為拋體運動中物體每時每刻的速度方向都在改變，通過常規實驗儀器很難測量并計算出物體在運動過程中任意位置的動能和重力勢能，所以即使物體做拋體運動的過程中機械能總量也不變，但教師一般不會選用。

如果運用iPad的Apps，這個問題就迎刃而解了。iPad的Apps和Video Physics軟件自帶的視頻提供了大量的物理教學資源。筆者嘗試運用圖3中的Video Physics自帶的示例視頻：籃球做拋體運動，實現探究拋體運動中物體機械能變化的規律。只要對籃球運動過程逐幀描點，確定標度，建立坐標軸，軟件就會自動對軌跡進行分析，得出籃球在水平、豎直方向上的運動參量。結合iPad的Graphical App、Numbers App的數據處理，可以進一步計算出籃球的動能、重力勢能和機械能，從而探究出籃球做拋體運動過程中動能、重力勢能相互轉化關系和機械能守恒的特點。Numbers App還能夠將這三種能量的變化過程用圖像的方式呈現，數形結合，形象直觀，讓人一目了然。

圖3　Video Physics App教學應用

由于機械能守恒需要一定的條件，教材對不符合條件的情況也作了分析，為今后學習能量守恒定律打下了基礎。筆者嘗試鼓勵學生用隨身攜帶的移動終端記錄下生活中物體的運動過程，導入Video Physics App，探究在運動過程中它們的機械能是否守恒，哪些物體在運動過程中機械能衰減得更快，并分析原因，見圖4。經過實驗，學生運用上述Apps對自己拍攝的視頻中的物體運動過程進行分析，都能夠得出結論：機械能守恒必須滿足只有重力(或彈力)做功的條件，機械能衰減得更快是因為物體在運動過程中，阻力做了更多的負功。

在課內和課外安排學生進行探究性學習活動，讓學生親歷探究、發現、搜集、處理信息的過程，有助于學生將知識內化、建構，更有助于促使學生在獲取基礎知識、掌握基本技能的過程中，學會思考、學會判斷、學會研究。運用移動智能終端，實驗可以不再局限于實驗室的方寸之中。把探究性學習活動融入日常生活中，可以潛移默化地讓學生感受到物理是一門源于生活又服務于生活的學科。

圖4　生活中物體運動的視頻記錄

普通教材更多為紙質的文字和圖片，雖然嚴謹，但缺失趣味，而且不同學校不同學生個體的學習程度和學習方式不盡相同。教師可以運用移動智能終端根據學生的情況為之個性化地定制教材。

圖5　利用iBooks制作個性化教材

筆者曾嘗試運用iPad的iBooks Author App為學生制作了《楞次定律》的互動教材(如圖5)。只要將教材公布于iBooks，學生便可利用iPad免費下載閱讀。基于《楞次定律》的課程標準中要求“學生能熟練地運用楞次定律判斷感應電流的方向，從能的轉化和守恒的角度理解楞次定律的內涵”。筆者將自制教材分為有遞進關系的兩節。第一節：判斷感應電流的方向，并在末尾選配了一道測試題。學生可以人機互動，答題并核對答案，判斷自己能否運用楞次定律判斷出感應電流的方向。如果能，那么可以繼續下一步學習，進入教材的第二節：運用“反抗”理論來解釋能的轉化和守恒定律在電磁感應現象中的具體表現。在第二節中，筆者還添加了一段實驗視頻。視頻實驗可以讓學生體會到楞次定律“反抗”的表現形式。這種動態的教材實現了教學活動情景化，是普通紙質教材不可比及的，填補了課程素材的空白。在教材中添加動態的實驗視頻還彌補了在課堂上教師做了實驗、課后學生無法重復觀看的缺陷。

這種個性化的教材照顧了學生的差異，學生可以“按需學習”，即每位學生根據自己實際的學習基礎和接受能力，選擇適合自己水平的學習內容和練習。學生還可以自主選擇學習的時間和地點，選擇重復學習教材的不同章節。

我們身處碎片化的時代，學生的注意力很難持久，養成了碎片化學習的習慣。而傳統的教學都是按照學科和專業的知識體系，按部就班、循序漸進地進行的，教師們希望學生學到的是完整的、系統化的知識，因此碎片化學習經常受到詬病。筆者認為碎片化的學習也有優勢。碎片化的學習靈活度更高：學生可以根據自身情況選擇碎片時間進行學習；碎片化的學習針對性更強：在分割學習內容后，學生可對某部分內容重點學習；學習內容少，學習時間短，保障了學習興趣，因此碎片化的學習效率更可觀。移動智能終端“小巧輕便”、“隨時隨地”的特點可以幫助學生利用碎片時間靈動隨心地學習。比如學生充分利用課間、午休進行探究實驗，就節省了有限的課堂時間。學生運用信息技術的能力可能比教師更勝一籌，運用移動智能終端進行教學的過程就是師生相互幫助、共同學習、共同提高的過程。這一過程體現了 “教學一體”的理念，達到了“教學相長”的效果。

科技是把“雙刃劍”，學生在使用移動智能終端過程中容易被其他娛樂應用程序分心。互聯網對中學生有極大的誘惑力，需要學生有較強的自控力和主動積極的學習意愿。在運用移動智能終端進行教學的過程，教師要精心設計，深度參與，有效介入，逐步引導，形成學生“樂學”的良性局面。這樣，移動智能終端將會成為連接學生課堂內外的接口、物理與社會的接口，更是知識與獲取知識途徑的接口。

參考文獻：

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[3]楊昆. iPad應用于教學的利弊探討[J].中小學電教,2012,(Z1).

An Exploration into the Application of Mobile Intelligent Terminals to Physics Teaching in High School

WANG Yin

(Shanghai No.3 Girl High School, Shanghai 200050)

Abstract:Nowadays, with the rapid development of technology, mobile intelligent terminals enjoyan increasing popularity, even on campus. In physics teaching, introducing mobile intelligent terminals to students’ inquiry learning, classroom teaching and the compiling personalized teaching materials is supposed to aid students in better use of fragmented time for fragmented learning and thus improve their learning efficiency.

Key words:mobile intelligent terminals, inquiry learning, personalized teaching materials, fragmented learning

作者簡介：王胤，上海市人，上海市第三女子中學一級教師，主要從事物理教學研究。