交互式電子白板助力初中物理力學有效教學

暢 歡

(甘肅省慶陽市鎮原縣教育局 744500)

隨著信息技術的飛速發展，教學手段的運用也越來越先進、豐富.近年來，交互式電子白板在初中物理教學中的運用越來越廣泛，教師對該教學手段的運用的研究也越來越深入、精細.筆者在教學中基于人教版初中物理力學這一內容，對交互式電子白板助力教學策略進行了較為系統的研究，在研究中發現，交互式電子白板強大的功能如果能夠與教學策略進行良好的融合，那就可以充分實現一加一大于二的作用.現將自己的研究所得總結出來，以與同行分享.

一、交互式電子白板助力力學教學策略的空間

眾所周知，交互式電子白板是國際上新近研發的用于教學、會議、培訓演示的高端數字化設備，是對沿襲已久的黑板+粉筆+板擦“三位一體”教學模式的改革.交互式電子白板把傳統教學模式和現代化多媒體教學手段有機地結合起來，既有實時人機交互的過程，又有人人交互的優良的數字化、信息化教學環境.在這樣的環境中，筆者發現電子白板作用的發揮，不僅在于直觀的畫面、聲音的刺激，更在于其可以為教師的教學策略運用提供助力，而且在這一方面還是存在非常大的空間的.

大量的教學經驗表明，初中學生在力學知識的學習中，遇到的主要困難在于已有經驗與力學規律之間的“沖突”，而學生即使在學習了力學規律的知識之后，依然不能有效地運用于力學現象的分析或力學問題的解決；同時，由于“力”這一概念雖然在生活中非常常見，但真正從物理定義的角度去理解“力”及其與運動的關系，學生又會感覺非常抽象，而這會影響到后面整個力學知識的學習.而要突破學生的這些認知障礙，就必須采用有效的教學策略.

筆者采用的教學策略，就是通過豐富的物理圖景，去幫助學生建立力學知識建立過程中的重要表象.而這個物理圖景的提供，除了相應的實驗之外，還需要多媒體的支撐，因此交互式電子白板就可以發揮重要的作用.

以“牛頓第一定律”的教學為例，盡管傳統教學中重視伽利略斜面實驗的演示，現在的教材設計也重視學生的生活經驗，如用學生喜聞樂見的滑板車的例子，來引出力與運動的關系.但實際教學的效果總不如人意，具體表現在學生對物體不受力時的運動現象及原理總無法進行充分的構建與想象，在解決問題的時候總顯得有些生硬.究其原因，就是因為學生的表象不夠形象，而交互式電子白板則可以利用自身所帶有的強大的圖片、動畫、聲音尤其是交互操作功能，讓學生在構建對牛頓第一定律的認識時，擁有一個充分的表象，從而有效地對所選擇的教學策略提供助力.具體在操作的時候，可以設計一個互動的課件，讓學生在操作的過程中，既可以通過鼠標拖的方式，去組裝實驗器材，同時又可以設置相關的參數，以讓學生可以觀察到不同高度(速度)向下運動的物體在進入水平面后，在水平面上運動的距離不同.這樣就可以激起學生的聯想，從而讓學生在多媒體互動的過程中，建立起關于牛頓第一運動定律的科學表象，以為理解牛頓第一運動定律奠定基礎.

二、基于教學策略需要的交互式電子白板運用

基于以上分析，實際上也就體現了將交互式電子白板與初中物理實驗教學相整合，能夠彌補傳統教學方式的不足，有助于提高初中物理實驗教學的直觀性、趣味性和有效性的功能.具體到“牛頓第一定律”的教學中，筆者以為電子白板為教學策略助力可以體現在這樣的幾個環節：

一是在引入力與運動的關系的時候，可以拍攝一個動態的視頻，重點表現三個現象：不用力蹬地時，滑板不動；用力蹬地時，滑板運動；停止用力后，滑板又停止.然后讓學生去觀察現象，思考結論.

在這個環節中，教師可以借助于白板的交互功能，預設“物體的運動需要力來維持”等選項，讓學生去選擇并統計學生的選擇結果(這需要白板與平板互動，具備一定的硬件要求)，這個結果最后可以用柱形圖呈現，以讓學生知道其他同學的選擇與自己是否相同，從而可以強化學生的經驗認知.

二是在設計牛頓第一定律的實驗的時候，根據教材的設計，是以“阻力對物體運動的影響”為探究主題的.其中，斜面實驗是牛頓第一定律建立的基礎，而這個實驗怎樣讓學生自主設計出來，關鍵在于學生大腦中關于“阻力”與“物體運動”的表象是否清晰.從上面一個環節中，學生已經認識到阻力與物體的運動有關，而且會阻礙物體的運動，因此要讓物體持續地運動，必須對物體施加力.這個時候形成的“物體的運動需要力來維持”的認識，正與學生的經驗吻合.因此，此處的實驗，某種程度上講作用之一，就是要讓學生已有的認知平衡被打破.于是，電子白板可以發揮的作用就可以是：教師預設一個模擬實驗，可以讓學生選用不同的實驗器材去組合實驗，這樣學生在真正做實驗之前，有一個選擇(鼠標拖動)器材，組裝實驗裝置，猜想實驗現象的過程.這樣的一個模擬實驗，與學生動手探究的區別在于，學生可以將注意力集中在“選擇”本身，而這是一個十分重要的表象猜想過程，是“動腦”的過程，其比學生動手探究要好，因為學生不需要將注意力花在“動手”上，有利于學生形成較為清晰的斜面實驗表象.

三是在學生動手完成實驗的基礎上，用電子白板呈現實驗.第二個環節中形成的斜面實驗表象，可以讓學生在動手實驗的過程中思路更加清晰，而由于實驗器材的不穩定性，可能會出現實驗現象不明顯甚至是反常的情形，這對于強化學生的斜面實驗表象有害無益.因此在學生完成實驗之后，可以借助于電子白板，將三次實驗過程重現，重現過程中學生的任務有二：一是觀看實驗動畫；二是同步想象實驗現象，并強化對實驗結論的認知.

實踐表明，通過上述三個環節，學生可以對斜面實驗的由來、斜面實驗的過程有清晰的認識.這個清晰認識對應著學生大腦中的清晰表象，從而也就使得牛頓第一定律有了堅實的支撐.在這個教學策略運用的過程中，交互式電子白板的作用是不可或缺的，其所起的作用就是讓學生在“動手做”之前或之后，有一個“動腦想”的過程，這個過程對于學生建構物理知識而言其實非常重要，可以不夸張地講，正是電子白板的運用，賦予了學生動腦想的有效空間.

三、電子白板助力力學教學策略的關鍵在“交互”

總結筆者在實踐中的收獲，思考交互式電子白板與力學知識教學策略運用的有效契合，筆者發現這其中有一個關鍵點，就是電子白板中的“交互”功能.一般認為，交互式電子白板作為一種新型的信息技術設備，正在教育領域得到越來越廣泛的應用.因而基于交互式電子白板系統不同的功能和特點，教師可在物理實驗教學中采取不同的教學策略，設計不同的教學模式進行教學.其實，在真正的實踐過程中，如果能夠將電子白板的交互功能發揮出來，那學生的力學知識建構過程將更加高效.

交互的本質，看起來是學生對白板技術的運用，但實際上是學生基于自己的想像而對學習內容的加工.這是一個非常重要的認識，對于學生來說，他們大腦中有什么樣的表象，決定了他們在利用白板進行學習的時候的互動效果.上面的“牛頓第一運動定律”的學習中，其實學生無論是在認識力是維持物體的運動時，還是認為力是改變物體的運動狀態時，大腦中都是有相應的表象的，生活經驗所生成的表象，在學生的大腦中并沒有明確的界限，只要進入了互動的情境，那白板所起的作用就不只是信息的簡單呈現，而是學生思維驅動之下的學生對實驗的設計以及現象的預期，其可以為真正的學生實驗奠定堅實的基礎.

由此可見，初中物理力學知識的教學中，用交互式電子白板確實可以為教師選擇的教學策略提供助力，從而優化學生的力學知識建構過程，提高物理教學的質量.從核心素養培育的角度來看，通過白板的互動功能，讓學生在物理學習的過程中，能夠更好地生成物理觀念，建立物理思維，從而讓學生在類真實實驗的探究過程中生成科學態度與責任，而這正是物理學科核心素養得以落地的關鍵.