在智慧課堂環(huán)境下開展實驗教學的初步探討

肖哲君

【摘 要】智慧課堂是當前教育信息化研究的熱點話題，本文以人教版八年級《透鏡》一章的教學為例，探討以優(yōu)化初中物理實驗教學為目的的智慧課堂的開展方法。

【關鍵詞】智慧課堂;實驗教學

【中圖分類號】G434 ??????【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）09-0160-02

智慧課堂的構(gòu)建是當前教育信息化研究的熱點話題。隨著大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)的廣泛應用，教育信息化是新時代的呼喚，“智慧課堂”作為一種理念、也作為教育教學手段是教育信息化發(fā)展的趨勢與愿景。

反觀我們一直追求的課堂教學大致有三個特征：掌握學情、因材施教和全員發(fā)展。因此，智慧課堂的“智慧性”至少應涉及學情掌握的準確便捷、教學內(nèi)容的優(yōu)化呈現(xiàn)、課堂教學的有效互動、課堂學習之外的有效延伸、學習資源的便利獲取四個方面。

傳統(tǒng)的初中物理實驗課堂由于條件所限，往往匆忙實驗，學生對探究過程、研究方法往往未能充分理解。對于初中物理實驗教學，要通過實驗教學提高學生的科學素養(yǎng)，并要考慮到不同學生的情況因材施教，我們可以利用“智慧課堂”環(huán)境，將電子白板、實物投影、平板電腦、整合軟件、WIFI等現(xiàn)代教學技術(shù)整合來優(yōu)化初中物理實驗教學。下面我以人教版八年級《透鏡》一章的教學為例，探討以優(yōu)化初中物理實驗教學為目的的智慧課堂的開展方法。

一、進行課前任務推送和課前課后小測，精準掌握學情

過去我們對學情的掌握往往基于教師的經(jīng)驗和對學生的猜測，如課前學生是否知道透鏡在生活中有哪些應用？是否知道凸透鏡對光線有“會聚”作用？是否知道近視眼鏡和老花鏡的區(qū)別？對于這些問題教師只能憑經(jīng)驗去猜測學生了解的程度，而且并不清楚這種猜測離學生真實的情況相差多遠。我們可以利用學生端的平板電腦，在第一節(jié)《透鏡》的課前布置三個任務：1.請你發(fā)一張圖片展示你在生活中見過的透鏡，盡量與其他同學不同并將其分享到班群;2.推送短視頻《一滴露水引發(fā)的火災》，提問：水滴對光線有__________作用？3.你知道近視眼鏡和老花鏡有哪些區(qū)別嗎？請至少寫出一個區(qū)別。

課前收集到的圖片，既是學生課前預習的證明，也提供學生之間交流學習的平臺，教師還能從中挑選部分放進教學PPT中課堂展示，既正向反饋學生完成的任務，也更能貼近學生的認知視角。這三個任務的完成，教師對出現(xiàn)通病與個性案例都能及時作出分析，更加準確地了解學生的學情，對教學思路、授課內(nèi)容可以及時調(diào)整。

第3節(jié)課《凸透鏡成像規(guī)律》是本章的重點和難點，至少安排兩個課時進行教學。第一課時完成實驗，初步得出實驗結(jié)論;第二課時，對成像原理從光路圖的角度進行理解加深，并掌握動態(tài)調(diào)節(jié)的方法。第二個課時上課伊始首先進行課前小測，利用學生端平板電腦進行3道選擇題的檢測，由即時分析得到的數(shù)據(jù)為依據(jù)，分析學生的掌握情況并確定本節(jié)課的教學進度和難度。在本節(jié)課的最后5分鐘，再次進行課堂小測，同樣用3道選擇題，根據(jù)即時分析得到的數(shù)據(jù)對學生的上課效果進行評價。由于智慧教室的使用，正答率與作答情況可以當堂檢測，輔以備用題庫，未能掌握問題、重要知識點都一清二楚，得以在課堂中鞏固加深;并且，凡是課堂訓練與練習中，學生出現(xiàn)的錯答都會及時歸納在學生自己特有的糾錯系統(tǒng)中，針對性更高，實現(xiàn)了精準糾錯。學生學情的清晰掌握，為改進課堂實驗教學設計提供指引。

二、用手機或者平板電腦的投屏功能，優(yōu)化教學內(nèi)容的呈現(xiàn)

合理利用“投屏”這一功能對展示學生實驗過程是一種非常有效、值得贊賞和推廣的教學手段，比起傳統(tǒng)的實物投影，它不需要學生走上講臺或者搬動實驗器材，也不會受攝像頭角度的限制，可以更加靈活自如地展示實驗現(xiàn)象及過程，大大優(yōu)化了教學內(nèi)容的呈現(xiàn)，促進課堂教學的有效互動。

《凸透鏡成像規(guī)律》一課上課伊始，為了讓學生體驗成像特點與物距有關，我要求學生用手里的凸透鏡觀察物理課本上的幾個字，透鏡從貼著課本開始，逐漸增大透鏡到課本的距離，隨著物距的改變觀察到的像的特點也隨之不同。但是有的同學能觀察到開始的“正立放大的像”和最后的“倒立縮小的像”，就是觀察不到在兩者中間出現(xiàn)過的“倒立放大的像”，這時教師可以走到能夠看到“倒立放大的像”的同學身邊，運用手機或者平板電腦的投屏功能，將學生的操作方法和看到的情景實時在大屏幕上直播，這樣既讓未完成實驗的同學了解實驗操作方法、看到實驗結(jié)果，又大大鼓舞了做演示的同學的學習信心和熱情。

在《凸透鏡成像規(guī)律》的第二課時，也有一個環(huán)節(jié)很適合利用投屏功能。在凸透鏡成像規(guī)律的光路分析完畢后，教師提出問題：“虛像可以用眼睛觀察，實像能否被眼睛觀察到呢？”然后進行演示：將蠟燭位于凸透鏡兩倍焦距以外，調(diào)節(jié)光屏到透鏡的距離直到光屏上接收到清晰的像，此時確定像的位置即是此時光屏的所在;取下光屏，移動眼睛位置看是否能直接觀察到該實像。為了展示人眼看到的現(xiàn)象，教師用手機或平板電腦中的攝像頭模擬人類的眼睛，將攝像頭位于實像和透鏡之間、攝像頭距離凸透鏡的距離大于像距的地方，對比兩者的區(qū)別，由此說明實像也能被眼睛看到，只是眼睛要在離透鏡的距離大于像距的位置，這時等同于用眼睛觀察位于像距上一個實物，如果考慮眼睛的明視距離則還需要在更遠的位置觀察。又如蠟燭越少越低則像升高還是降低，對比透鏡降低所成的像上升還是降低，遮去一半透鏡，是否仍能成完整的像。

三、課堂教學的有效互動，促進全員發(fā)展

全員發(fā)展，就是要全員參與課堂，全員得到關注，全員獲得發(fā)展。利用智慧課堂中微課的推送播放，讓學生按需查閱實驗相關要點，使學生課堂實驗時更加高效。學生實驗過程中，智慧課堂環(huán)境可以營造一個互動空間，學生通過電子書包記錄實驗過程，及時分享、提問，并且利用電子書包中的軟件記錄數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，拍攝實驗關鍵的現(xiàn)象情況，完成實驗報告，并及時與同學進行互動分享，老師也可以立刻瀏覽到，并進行針對性的點評。如《凸透鏡成像規(guī)律》第一課時進行實驗探究，兩人為一小組，六人為一大組進行實驗，首先小組同學可以自主選擇5-8組不同的物距，分別記錄像的性質(zhì)和像距;然后將實驗記錄拍照分享到大組的文件夾中;大組內(nèi)進行分工，將具有相同性質(zhì)的像歸類在一起，分別由三個小組負責分析：物距、像距和焦距之間關系有什么共性，得出部分實驗結(jié)論;最后再次將實驗分析結(jié)果在大組內(nèi)分享，綜合得出凸透鏡成像規(guī)律。

四、延伸課堂，實驗操作作業(yè)化

由于條件所限，目前的實驗考查仍僅限于紙筆測試，在傳統(tǒng)教學中實驗操作也只能在課堂上來完成，否則教師難以檢查學生是否真正進行了實驗操作。但是有了智慧課堂教學平臺，實驗操作也可以作為一項作業(yè)來完成，將實驗操作延伸至課外。如第一節(jié)《透鏡》的課堂教學之前，我布置學生用學具研究透鏡對光線的作用，將實驗照片上傳，同時完成相應的學案。上傳實驗照片的任務保證學生如實進行了實驗操作，完成學案則是落實記錄實驗結(jié)果的環(huán)節(jié)，同時也便于教師檢查完成情況。學生在完成了這一部分的預習之后，課堂上教師有更充分的時間進行關于什么是“會聚作用”和“發(fā)散所用”的探討，有更充分的時間進行特殊光線的訓練，還有時間在課堂上讓學生到陽臺或走廊利用太陽光測量所用凸透鏡的焦距。這樣課堂、課外實驗相結(jié)合，促進學生實驗的落實和完成。

學具照片：

五、便利獲取學習資源，體現(xiàn)個性化教學服務

1. 錄制教學視頻供學生學習。

教師可以錄制一些教學視頻推送給學生，學生可以按需選看這些視頻，還可以隨意暫停、重復、快進，根據(jù)自己的學習進度來控制。如用“學具研究透鏡對光線的作用”的作業(yè)中實驗11是比較難理解的，教師可以錄制該實驗操作視頻并與作業(yè)一起推送給學生，學生在作業(yè)中遇到困難便可以通過觀看視頻獲得幫助。這里需要學生明白怎樣進行實驗操作，用語言進行操作說明固然可以，但如果配合操作視頻則會讓基礎比較薄弱的學生能更直觀地了解操作的方法，降低學習難度，是智慧課堂中個性化資源與服務的體現(xiàn)。

2.推送動畫促進學生理解。

凸透鏡第一課時的課后，將凸透鏡成像規(guī)律的動畫推送給學生，并完成表格的填空。讓學生在課后可以通過改變參數(shù)，如移動蠟燭的位置改變物距來復習成像特點的變化，從而熟練掌握成像規(guī)律。在傳統(tǒng)教學中這個動畫往往只能在課堂上播放，由教師演示給學生觀看，大多數(shù)學生看完老師的演示并不能立即熟練掌握，但作為課后作業(yè)提供給學生，學生則可以反復操作慢慢熟悉;學生有了自己改變成像條件的主動意識，觀察也更加細致，就有愛思考的學生提出：物距不變，改變透鏡的焦距，成像的特點發(fā)生什么變化？教師可以在討論區(qū)中將學生提出的問題進行引導思考或給予解答。

3.教師開展線上指導。

在章節(jié)教學開始之初，便向同學們公布“物理光學小制作的比賽”通知，目的是激發(fā)學生學習物理的興趣，提高學生動手能力，增強將所學知識運用于生活實際的意識。這是學生第一次進行物理小制作，有的學生對做什么、怎么做比較迷茫，教師可以將部分光學小制作的制作方法提供給學生，學生也可以在討論區(qū)中分享制作心得，教師可以給予回復指導。

“智慧課堂”作為一種理念、也作為教育教學手段是教育信息化發(fā)展的趨勢與愿景，同時這一理念的實現(xiàn)、在課堂教學的作用發(fā)揮還在不斷更新和改進過程中。實踐過程中，教師能感覺到它給物理實驗教學帶來了很多傳統(tǒng)課堂不能提供的便利，包括生生、師生的交互功能，課堂的延伸功能，豐富的本地、互聯(lián)網(wǎng)課程資源，還有實時的反饋功能。但是，要讓智慧課堂平臺與傳統(tǒng)課堂的學科教學有機融合，取長補短，提高學生科學素養(yǎng)、科學探究能力、學習效果等，絕不可能通過有限的淺嘗輒止的幾種教學環(huán)節(jié)設計就能實現(xiàn)，還需要我們繼續(xù)堅持更深入的教學研究及實踐探索。

參考文獻

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