互聯網+背景下物理習題教學設想與構建

鄭行軍

摘要：信息通信技術的高速發展，使得學生獲得知識的途徑呈現多樣化，教師的教學模式和教學方法也發生了很大的變化。在物理習題教學過程中，以“互聯網+”資源網站為平臺，通過課前教學準備、學生在線預習、課堂互動探究、課后在線交流提升、在線檢測評價等實施環節，為學生提供更多自主學習的環境，讓學習變得更加豐富多彩，讓教學效果更加切實高效。

關鍵詞：互聯網+；物理習題；教學模式；實時反饋

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1009-010X（2017）20/23-0033-04

“互聯網+物理習題”可定義為：在大數據、云計算、移動互聯等技術優勢的基礎上，對現有的物理習題教學模式進行創新與改革，使得“互聯網+”模式下的人機交互、人工智能等教育形式在物理習題教學中成為可能，努力提升學生自主學習物理的主動性，使得學習效率、學習有效性得到極大提高。網絡環境下，課前預習、設問答疑、互動探究、課后測試、自動閱卷、數據分析、提問互動等這一切都可以在線上進行，實現線上學習和線下課堂教學的有效融合，互為補充。因此學生學習行為和學習效果的統計信息，要即時錄入互聯網資源平臺，并反饋給教師和學生。這一教學模式把學生自主式學習、教師引導式教學及后續學習評價很好地統一在一起，讓學生學習的過程性評價得以落實。下面以中學物理《電磁感應圖象問題》為例，簡要分享互聯網+物理習題教學模式的構建及教學評價過程。

一、電磁感應圖象問題的知識解讀與教學策略

電磁感應中常涉及電磁感應物理量隨位移x或時間t變化的圖象分析，這類題目統稱為電磁感應的圖象問題。本節課作為電磁感應的拓展應用而編排。通過本節課的教學實施，主要完成以下教學目標：①了解電磁感應中常見的圖象類型；②掌握從電磁感應現象中得出圖象的方法；③通過對模型的歸納與分析，掌握圖象問題的命題方向及解題策略。由于其中涉及磁感應強度、磁通量、感應電動勢和感應電流等物理量隨時間或位移變化的圖象，對于這類問題學生往往感覺非常棘手。因此本節課的教學嘗試以互聯網平臺為依托，線上、線下逐次引導學生構建電磁感應圖象問題中常見的物理模型，幫助學生比較全面地掌握此類問題可能的命題方向和解題策略，促進學生在“電磁感應圖象問題”這節課學習上的進階發展。

二、基于互聯網資源平臺的“電磁感應圖象問題”的教學實踐

（一）課前教學準備

教師根據教學目標提出在線學習任務并創建輔助資源庫，包括學習內容、預習目標、問題集錦和預習測試等，方便學生自主學習；資源庫以微課視頻為中心，輔助以課件、教案、課程相關素材、優質教學網站等。微視頻的制作根據電磁感應圖象問題的知識特點和技能要求可分為3個單元模塊：電磁感應圖象問題的要點詮釋；動生類問題的圖象構建與解題策略；感生類問題的圖象構建與解題策略。每個視頻錄制的時間大致控制在10分鐘左右。預習測試則是以考查學生對于圖象的認識、動生類問題及感生類問題的構建及解題策略實施為主要目標。此外教師還應創建課程專用聊天室和留言板供學生在線學習時留言提問、交流反饋、主題研討等。

（二）學生在線預習

學生按照教師布置的課程學習要求登陸互聯網資源平臺進行自主學習，瀏覽本節課的學習內容和學習目標，觀看3個微課視頻及資源庫中的課件、教案、相關素材等，形成本節課程的初始元認知，并構建如下知識體系：

1.電磁感應常見圖象：B-t、Φ-t、E-t、I-t、F-t、E-x、I-x、P-x、F-x圖等。

2.圖象模型的構建及解題策略

（1）動生類問題：主要研究單桿、雙桿或導體框等切割磁感線產生的圖象問題。

學生結束自主學習課程后，登陸資源平臺完成教師布置的預習作業和自主檢測卷反饋學習效果。然后進入聊天室與教師、同學進行互動，交流觀看微課視頻的心得、分享完成作業、檢測卷過程中遇到的問題，從而解決疑惑，提高學習效率。同時資源平臺的后臺管理評測系統對學生在交流互動中提出的問題進行采集、整理并反饋給任課教師，并對學生提交的作業和檢測試題答案進行批改并對結果進行分析統計，然后將數據信息反饋給教師和學生。學生可以通過系統的數據和評測結果了解自己對于課程掌握的程度，同時教師也可以實時了解學生對于該知識點掌握的所有信息，從而為課堂教學的展開打好基礎。

（三）課堂互動探究

在課堂教學過程中，教師可利用知識整理拓展、題型典例應用探究、課堂互動交流等教學實施策略引導學生對電磁感應圖象問題認識的整體提升。

1.知識拓展分析

教師在此教學環節可根據學生自主預習過程反饋的情況進行細化整理，對圖象模型進行拓展歸納分類，提升學生對圖象模型的認識程度。

（1）圖象問題一般的處理思路

首先要認清是什么圖象，弄清圖象的物理意義，其次要分清階段，然后對每個階段的導體切割磁感線情況或回路磁通量變化情況進行詳細分析，并進一步確定感應電動勢、感應電流等的大小和方向的變化特點，從而分析其它物理量隨位移x或時間t的變化規律。

（2）圖象的拓展分析

①在圖象中E、I、F等物理量的方向是通過正負值來反映的，因此畫圖象時要注意橫、縱坐標的單位長度定義或表達。

②分析桿類模型切割磁感線產生的感應電流方向時，可利用右手定則進行處理；分析導體框切割磁感線產生的感應電流方向時，可利用右手定則也可利用楞次定律進行處理；分析磁場變化產生的感應電流方向時，可利用楞次定律進行判斷分析。

③在動生類問題中若圖象橫坐標為時間t，則可在原解題思路的基礎上，利用運動學公式找出位移x、速度v和時間t的函數關系，將物理量與位移x、速度v的關系轉化成物理量與時間t的關系，進而表示出相應的圖象。

2.題型典例應用探究endprint

教師通過幾個典型例題的分析，引導學生探究電磁感應圖象問題的命題方向和解題策略，加深對圖象模型的理解。

例1：如圖甲所示，兩固定的豎直光滑金屬導軌足夠長且電阻不計。兩質量、長度均相同的導體棒ab、cd，置于邊界水平的勻強磁場上方同一高度h處。磁場高度為2h，磁場方向與導軌平面垂直。先由靜止釋放ab并開始計時，在t0時刻ab進入磁場并剛好做勻速直線運動，此時再靜止釋放cd，兩導體棒與導軌始終垂直并保持良好接觸，用v表示ab的速度，Ek表示cd的動能，x表示cd相對釋放點的位移。圖乙中正確的是（ ）

題源分析：本題由題設條件可知為動生切割類問題，根據解題策略先判斷導體棒下落過程感應電動勢的變化，然后由閉合電路歐姆定律判斷感應電流的變化，進而判斷安培力的變化，最后由牛頓第二定律判斷加速度、速度和動能的變化。

例2：如圖a所示，在水平面上固定有平行直金屬導軌ab、cd，bd端接有電阻R。導體棒ef垂直放置在光滑導軌上，導軌電阻不計。導軌右端區域存在垂直導軌面的勻強磁場，且磁感應強度B隨時間t的變化規律如圖b所示。在t=0時刻，導體棒以速度vn從導軌的左端開始向右運動，經過時間2t₀開始進入磁場區域，取磁場方向豎直向下為磁感應強度的正方向，導體回路順時針方向為電流正方向，則導體回路中的電流隨時間t的變化規律圖像可能是（ ）

題源分析：由本題由題設條件可知在0-2t₀階段為感生類問題，可按感生類模型的解題策略判斷感應電動勢的變化，再由閉合電路的歐姆定律判斷感應電流隨時間的變化；在2t₀之后導體棒進入磁場切割磁感線，為動生類問題，可按動生類模型的解題策略進行分析求解。

3.課堂互動交流

教師將學生在聊天室或留言板中所涉及的問題進行歸納分類匯總，整理出幾個典型主題，以問題為中心組織課堂討論，可根據設置問題的難易程度組織開展自主探究或小組協作學習，由此促進學生對知識的深層次理解。在這個過程中教師可進行個性化的指導或集體講解，聆聽并記錄學生學習中可能出現的問題，觀察學生的總體表現，從而判斷教學目標是否實現，最后再總結陳述，從而實現學生知能體系的自主建構和學科素養的自能提升。

（四）課后在線交流提升

學生在規定時間內登陸互聯網平臺的互動交流板塊，對課堂學習的內容進行進一步交流討論，發表對圖象問題的個人看法及疑問，上傳自己收集到的認為較好的資源至平臺與同學們分享，進而對本節課進行反思和總結，通過師生、生生間的在線交流，從而獲得多元化的信息反饋。最后教師提出本節課后期學習建議或拓展任務，并要求學生定期開展深入探究以實現電磁感應圖象問題知識與技能的鞏固和拓展。

（五）在線檢測評價

學生登陸資源平臺完成教師布置的習題作業或檢測試卷，以檢驗自己對課堂知識和物理思維方法的掌握的程度。通過在線測試平臺教師也可以實時了解學生在解題時的思維變化及對知識點的掌握程度，而不是簡單的習題和檢測試卷的結果。學生完成習題后，計算機后臺評測系統會對學生提交的作業和檢測卷答案進行在線批改，后對測試結果進行綜合分析，最終將數據信息反饋給教師和學生，并提供智能化建議。教師根據數據反饋的結果，在后繼的課堂教學中就可以有針對性地幫助學生解決問題，從而搭建切實有效的師生互動、生生互動平臺。

基于互聯網平臺的習題教學模式創造了一種全新的習題教學環境，使學生的自主學習能力和創新思維能力得以充分的培養。教師和學生以互聯網為平臺進行教與學，知識在互聯網上成型，同時線下活動和線上活動互相補充與拓展，從而提高了教學質量。善于運用互聯網技術并使之與教學過程有效融合是每個現代教育者都必須具備的能力，這是教育信息化發展研究帶來的機遇和挑戰，也是順應時代發展的要求。

【責任編輯 韓梁彥】endprint