智慧課堂下初中物理教學的實踐與思考

吳慧琪

【摘要】本文闡述了南寧市第二中學在初中物理教學中開展智慧課堂研究半年的時間里收獲的成果以及目前初中物理智慧課堂教學存在的問題，提出了一些針對性的建議與對策。

【關鍵詞】初中物理 智慧課堂 微課 虛擬仿真物理實驗室 網絡直播

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）07A-0028-02

傳統教學的“預習——課堂授課——練習”無法精準地了解學生的學習情況，又因為每個學生存在著學習認知、學習能力的差異，因此傳統課堂難以讓教師因材施教、讓學生個性化學習和智慧得以發展。智慧課堂不是翻轉課堂，它是由智慧教育衍生而來，在信息技術的支持下，通過變革教學方式方法、將技術融入課堂教學中，構建個性化、智能化、數字化的課堂學習環境，從而有效促進智慧能力培養的新型課堂[1]。在智慧課堂教學模式下，每個學生都擁有一部智能學習終端，內置豐富的資源，并無縫對接云平臺[2]。這意味著，教師可以在課堂中融入智能化技術，使課堂變得豐富多彩，讓學生的主體地位得以更好體現。學生還能按照個人的學習情況和能力，在課下隨時通過智能學習終端，選擇性地學習教師事先準備好的學習資源，實現個性化學習和智慧發展。物理是一門以實驗為基礎的課程，《義務教育物理課程標準（2011年版）》突出強調了科學探究，教材中的科學探究、物理實驗篇幅變多，使得實驗教學變得更加重要。

結合南寧二中初中部教學設備、學生學情等實際情況以及如今智慧課堂尚未形成完整的教學模式的現狀，筆者希望能通過發掘平板電腦（智能學習終端）在教學中的最大化使用方法，不斷地嘗試和改進，逐步形成一套具有物理學科特色的智慧課堂教學模式。

一、智慧課堂的初步嘗試

筆者挑選了八年級上冊的一節新課——《熔化和凝固》以及一節習題課——《凸透鏡成像的規律》進行課堂教學模式的探索。

八年級的學生剛接觸物理，缺乏對科學探究的基本環節的掌握，特別是他們的處理實驗數據的能力還比較弱。在準備新課《熔化和凝固》時，筆者發現雖然學生在學習《勻速直線運動》時已經學習了描點法，但是他們交上來的“探究固體熔化時溫度的變化規律”實驗報告顯示，大部分學生還未掌握描點法。所以在上這節新課時，筆者讓學生利用平板電腦的拍照功能拍下自己實驗報告中描點作圖的圖象，再利用平板電腦中教師事先制作好的EXCEL表格，將自己的實驗數據輸入到EXCEL中（如圖1），EXCEL會自動生成圖象，學生可以觀察到自己的作圖與EXCEL中自動生成的圖象的不同，此時教師引出本節課難點——描點法的學習。教師可以挑選學生輸入到EXCEL中的圖象作為熔化規律的學習素材（如圖2）。

《凸透鏡成像的規律》是初中物理教學的一個難點，學生在進行了探究實驗和規律的學習以后，依然對如何從題目中的信息去判斷凸透鏡的成像規律感到茫然，因此我們設計了《凸透鏡成像的規律》的習題課，希望在教師講解方法后，讓學生在平板電腦上做習題，通過大數據的處理，即時生成大數據，教師和學生都能馬上看到這節課的有效性。在教師未講解方法前，學生會用平板電腦做一次習題，然后教師由簡到難講解類型題且教師每講解一種類型題，學生就在平板電腦上做一輪對應習題，通過每一輪習題的正確率，即時反饋本節習題課的效果。

二、課堂教學后的總結與反思

在《熔化和凝固》這節新課教學中，筆者巧妙利用平板電腦中的EXCEL軟件及多媒體突破描點法這個難點教學，從學生后面的幾次做題情況來看，大約90%的學生掌握了描點法，說明這樣的教學方式是有效的。從本節課學生的情感態度上來看，學生在第一次使用平板電腦輸入數據得到實驗圖象時，是驚訝的、覺得不可思議的，也體現出教師重視培養學生處理數據的能力。通過對比自己描點作圖的圖象與EXCEL軟件自動生成的標準圖象，大部分學生發現了自己作圖的不足和錯誤，此時教師再進行描點法的講解，學生的印象會更深刻，課堂效率得到了提高。在學生自主展示自己實驗數據的環節，學生的主體性及同伴教學得到充分發揮。同時不少學生提出了疑問：為什么他們的實驗數據和標準圖象相差甚遠？此時教師再引導學生分析出現問題的原因，有利于培養學生分析問題的能力和嚴謹的科學態度。接著，教師再用學生展示的圖象，進行后面的理論教學，這樣的教學過程層層遞進且嚴謹，學生感到自己參與到了知識的構建過程，有真實感。

在《凸透鏡成像的規律》的習題課中，學生開始時做題正確率不足50%，通過教師講解方法，學生解題正確率不斷提高，最后達到近90%。這樣及時的評價和反饋環節的加強，讓教師及時了解學生對知識的掌握程度，做到心中有數，特別是對物理這樣前后知識銜接性比較強的學科來說尤為重要。

但是，這樣的課堂依舊存在著不足：這兩節課只開發了小部分初中物理智慧課堂的教學模式，挖掘得不夠深入，還沒有完全突出物理以實驗為基礎的特點，學生的學習主動性還沒有完全調動起來。

三、突出實驗，完善和改進教學模式 物理實驗是研究物理的重要方法，許多物理規律都是建立在實驗的基礎上，實驗也能幫助學生理解和掌握物理知識和規律，培養學生的觀察能力和動手能力，可以說實驗教學是最有物理特色和魅力的。但物理實驗通常會受到器材與環境等因素的影響，有時又因為實驗現象不易觀察或者上課時間有限，使得課堂中的實驗教學從數量和質量上都沒有達到新課改的要求。而通過開發智慧課堂中平板電腦的功能，可以解決物理實驗教學的這些問題。

（一）微課

2008年，美國墨西哥州圣胡安學院的David Penrose綜合了以往短小課程設計的思想，明確地提出了微課的理念。微課就是將教學內容與教學目標緊密聯系起來，提煉課程中的核心概念，為學生提供自主學習的網絡平臺，使學生在短時間內學習課程的核心概念和相關知識[3]。

若將物理實驗錄制成一個個微課，學生可隨時通過平板電腦觀看，實驗教學相當于延伸到了課外，也可以有效避免學生看不清實驗過程及現象、實驗效果不夠明顯等問題。而且學生通過反復看一個實驗微課，可以更好地觀察實驗現象、掌握物理知識。有些物理實驗因為實驗器材不足或實驗過于抽象，教師難以進行有效的實驗。若利用計算機的模擬功能進行實驗并制作成微課，學生通過觀看這個模擬實驗，也可以直觀地觀察實驗過程、認識物理現象。比如，我們知道“酒香不怕巷子深”，卻不知道這個香味是如何進入到我們的鼻子中。教師可以運用計算機的模擬功能模擬分子從巷子無規則運動擴散進入我們鼻子的過程，學生對分子的運動理解會更加深刻。同時，微課對教師的習題教學也幫助不小，教師可以錄制微課講解學生出錯多的習題，學生一遍不懂可以反復多次觀看微課，直至理解為止。endprint

（二）虛擬仿真物理實驗室

虛擬仿真物理實驗室是一個提供完備的實驗器具的綜合性實驗室，不但可以演示逼真的實驗動畫，還能提供實時的實驗數據[4]。學生能在平板電腦上自主動手設計實驗并及時調整實驗，突出了學生的主體地位，學生在這過程中能體會創新的樂趣、發現實驗中的問題。

具體的操作過程是：學生在進實驗室之前，通過虛擬仿真物理實驗室進行預實驗，熟悉實驗的過程，不斷發現實驗過程中的問題并改進實驗；接著，學生進入實驗室動手完成實物儀器實驗，展示實驗結果，分析現象，得到結論。這樣的實驗教學方式，能充分發揮學生自主性，讓學生積極地投入到實驗中，更讓學生的知識不斷生成和構建，實驗課的教學也能有序、高效地開展。例如，學生之所以認為《凸透鏡成像的規律》難，主要是學生在觀察實驗現象、發現規律這一過程中，物距、像距、像的性質等知識沒有構建好。如果根據不同學生的認知水平的需求，通過虛擬仿真物理實驗室，讓學生進行幾次預實驗，然后再讓學生進入實驗室動手實驗，那么這個難點就很容易突破了。

（三）網絡直播

微課和虛擬仿真物理實驗室這兩種教學方式也存在一定問題，那就是教師與學生的交流互動變少，教學過程的生成性缺失，而網絡互動直播可以解決這一問題。通過高清、快速的雙向視頻系統，教師從視頻的這一邊，將教學現場發生的事件完整、清晰地呈現給視頻另一邊的學生，而教師和學生之間還能進行交流和互動[5]。初中物理的一些實驗需要教師通過提問、學生觀察、分析實驗現象，再進行下一步的實驗操作，而實驗現象又不易觀察，此時若使用網絡直播的方式，教師在講臺上做實驗，攝像頭對準實驗儀器，學生在講臺下通過平板電腦觀看實驗直播，學生既能清楚地觀察實驗，又能與教師實現實時的互動。

以上三種教學方式，是筆者通過學習相關文獻后，認為對于智慧課堂下的初中物理教學會有所幫助和作用而提出地大膽設想，其有效性還有待教學實踐后進行論證。

總之，好的教學模式需要教師在不斷的教學實踐中發現問題并改進。教師要善于發現教學中的優點與不足，不斷地創新自己的教學方法，與時俱進做好教學工作。

【參考文獻】

[1]唐燁偉，龐敬文，鐘紹春，等.信息技術環境下智慧課堂構建方法及案例研究[J].中國電化教育，2014（11）.

[2]唐斯斯，楊現民，單志廣.智慧教育與大數據：Smart education & big data[M].北京：科學出版社，2015.

[3]孟祥增，劉瑞梅，王廣新.微課設計與制作的理論與實踐[J].遠程教育雜志，2014（6）.

[4]李璐.虛擬仿真實驗室應用于初中物理實驗教學的理論與實踐研究[D].西安：陜西師范大學，2009.

[5]羅云霞.同步直播互動教學實踐研究[D].武漢：華中師范大學，2013.

（責編 劉小瑗）endprint