智慧課堂在物理概念、規(guī)律課教學(xué)中的應(yīng)用

吳慶翔

摘? ?要：“智慧課堂”使用諸如大數(shù)據(jù)，智能設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)之類的新一代信息技術(shù)，有效地整合了上課前，上課時(shí)和課后的學(xué)生。對智慧課堂與物理概念、規(guī)律課的深度整合可以有效地解決目前教學(xué)過程中出現(xiàn)的誤解：為了盡快完成教學(xué)任務(wù)，留下更多的時(shí)間讓學(xué)生通過做物理習(xí)題鞏固物理概念、規(guī)律，在概念、規(guī)律教學(xué)上，直接把物理公式、概念丟給學(xué)生，讓學(xué)生死記硬背。

關(guān)鍵詞：智慧課堂;物理概念;物理規(guī)律;教學(xué)策略

現(xiàn)如今許多學(xué)生學(xué)完物理之后，還是不了解物理概念、規(guī)律，從而導(dǎo)致考試不及格。眾所周知，發(fā)展物理概念是一個(gè)漫長的過程。然而在教學(xué)過程中老師會出現(xiàn)誤解：為了盡快完成教學(xué)任務(wù)，留下更多的時(shí)間讓學(xué)生通過做物理習(xí)題鞏固物理概念、規(guī)律，在概念、規(guī)律教學(xué)上，直接把物理公式、概念丟給學(xué)生，讓學(xué)生死記硬背。這種教學(xué)方式短時(shí)間學(xué)生可以把公式機(jī)械的記下，但不能讓學(xué)生完全了解物理概念、規(guī)律的內(nèi)涵和外延，時(shí)間一長很容易遺忘。

在教學(xué)實(shí)踐中，作者積極研究智慧課堂信息化教學(xué)方法，并將智慧課堂引入實(shí)際學(xué)習(xí)中。 所謂“智慧課堂”，是指通過構(gòu)建技術(shù)融合的生態(tài)化學(xué)習(xí)環(huán)境，借助人機(jī)協(xié)同作用，以優(yōu)化教學(xué)過程，促進(jìn)學(xué)生智慧發(fā)展的課堂教學(xué)范式[ 1 ]。智慧課堂使用諸如大數(shù)據(jù)，智能設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)之類的新一代信息技術(shù)，有效地整合了上課前，上課時(shí)和課后的學(xué)生。

智慧課堂克服了傳統(tǒng)意義上的黑板和教室平臺的局限性，并為學(xué)生創(chuàng)造了一種智慧的學(xué)習(xí)模式。智慧課堂教學(xué)過程主要包括以下鏈接，如圖1所示。

接下來以“平拋運(yùn)動(dòng)”為例，探討智慧課堂的應(yīng)用。

1? 以學(xué)定教，課前復(fù)習(xí)

“平拋運(yùn)動(dòng)”是高中物理教學(xué)中的重要模型。學(xué)生通過運(yùn)動(dòng)合成與分解的學(xué)習(xí)對其有了初步理論基礎(chǔ)，但對整個(gè)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)過程的理解不完全到位，對該模型的探究還有困難。因此，這節(jié)課的教學(xué)困難在于讓學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)掌握研究平拋的方法和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，老師通過智慧平臺的教師端向?qū)W生分發(fā)了課前的教學(xué)材料，讓學(xué)生完成課前練習(xí)。然后，老師將學(xué)生的回答數(shù)據(jù)上傳。借助教師端的分析系統(tǒng)可以對全班同學(xué)的學(xué)習(xí)情況來進(jìn)行深入分析，然后確定學(xué)生中的問題，發(fā)現(xiàn)薄弱的環(huán)節(jié)，確定教學(xué)的目標(biāo)和困難，并提供有針對性的準(zhǔn)確學(xué)習(xí)。

比如筆者通過課前檢測發(fā)現(xiàn)學(xué)生定性畫出曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡仍有困難，便在授課開始進(jìn)行針對性的復(fù)習(xí)。

筆者在課堂上向?qū)W生展示長L=80cm透明的玻璃管，把一端封閉，在裝滿水的水管里放上一個(gè)蠟燭塊，然后將玻璃管用軟木塞緊，將它倒立，此時(shí)蠟燭以v1=3cm/s緩慢上浮，管與人沿水平方向以v2=4cm/s做直線運(yùn)動(dòng)。圖2為實(shí)例圖：

（1）蠟燭從底部上浮到試管頂部的時(shí)間，及該過程蠟燭的位移（相對地）;

（2）蠟燭勻速上浮時(shí)，玻璃管沿水平方向開始直線運(yùn)動(dòng)，蠟燭上浮時(shí)間和第一問相比如何變化，并畫出蠟燭塊的運(yùn)動(dòng)軌跡。

學(xué)生通過對上題的復(fù)習(xí)可以鞏固運(yùn)動(dòng)合成與分解的知識，第2問畫出軌跡實(shí)際上就是為接下來平拋運(yùn)動(dòng)的新課教學(xué)做鋪墊，本題可以有效的復(fù)習(xí)舊課同時(shí)引出新課。

2? 創(chuàng)設(shè)情境，課中互動(dòng)

以往較為傳統(tǒng)的方案是通過老師課堂演示雙軌道的平拋演示儀讓學(xué)生觀察，然而本實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間較短，許多同學(xué)來不及認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)就結(jié)束了，更加談不上觀察比較兩小球在空中的運(yùn)動(dòng)情況。為了讓學(xué)生獲得更好的觀察效果，筆者在本節(jié)課的教學(xué)中讓學(xué)生借助智慧課堂學(xué)生端提供的附帶攝像功能的智慧型平板將兩小球平拋運(yùn)動(dòng)的過程錄制成視頻，利用學(xué)生端平板中自帶的視頻播放軟件可以對所拍攝的視頻進(jìn)行慢鏡頭回看，以及視頻剪輯，如圖3 、圖4 所示。這樣，完整的實(shí)驗(yàn)過程有助于學(xué)生認(rèn)識實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

在總結(jié)了平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律后，作者使用智慧課堂引導(dǎo)所有學(xué)生作答示例問題，借助智慧平臺的大數(shù)據(jù)分析得出本題中各個(gè)問題學(xué)生作答的正確率，為接下來的課堂講評提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

【例題1】小明從某一高度以初始速度v0平拋一小球，經(jīng)過t時(shí)間，小球速度可以和初始速度方向形成α角，當(dāng)小球著地時(shí)，速度方向與初始速度v0 成β角，求：

（1）拋起時(shí)的始速度v0;

（2）落地時(shí)的速度為vt大小;

（3）在這個(gè)過程中，水平的射程和本身拋出點(diǎn)高度h。

在分析平拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)時(shí)，會出現(xiàn)一個(gè)問題：如果等時(shí)間內(nèi)，物體速度的變化和速率的變化量是否相同？ 讓學(xué)生進(jìn)行例題2的思考與計(jì)算。

【例題2】從離地面80m的高度，以初始速度v0=10m/s平拋物體，試求它在1秒末，2秒末，3秒末的速度，讓學(xué)生比較前三秒內(nèi)相同時(shí)間間隔（1s）平拋物體速率的變化和速度的變化。學(xué)生利用智慧平板作答，教師收集學(xué)生解答，得出相同時(shí)間平拋物體速率大小的變化并不相同。

通過多媒體，圖5示出了球在飛行過程中速度的變化。我們分析了平拋運(yùn)動(dòng)小球的加速度。物體僅受到重力，即加速度為g，物體的速度每秒增加10m/s。

3? 利用大數(shù)據(jù)云平臺的課后個(gè)性化作業(yè)

課程完成后，作者根據(jù)學(xué)生的課堂教學(xué)情況為每個(gè)學(xué)生分配單獨(dú)的作業(yè)和教學(xué)資源。學(xué)生做功課，并及時(shí)向老師報(bào)告。對于錯(cuò)誤率較高的題目可以采用錄制視頻或微課解析，通過智慧課堂的平臺推送給學(xué)生，學(xué)生再觀看老師的講解視頻可以對所學(xué)內(nèi)容加以梳理，同時(shí)如果學(xué)生還有疑問可以通過智慧課堂平臺對老師進(jìn)行提問或者發(fā)表自己的一些看法，與同在平臺上的老師或者同學(xué)進(jìn)行探討。

相比于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，智慧課堂有著其與眾不同的優(yōu)點(diǎn)，通過大數(shù)據(jù)的學(xué)情分析為教學(xué)的目標(biāo)制定方向，課堂上師生通過立體化的互動(dòng)方式使得教學(xué)反饋比較及時(shí)，更容易讓學(xué)生突破重、難點(diǎn)的教學(xué)。在教室里，大數(shù)據(jù)和學(xué)生的真實(shí)反饋引導(dǎo)教師為學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化工作。通過智慧課堂，學(xué)生可以有效掌握物理知識，這在高中物理教學(xué)中起著重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫曙輝，劉邦奇.基于動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析的智慧課堂模式[J].中國教育信息化，2015（22）：21—24.