構(gòu)建智慧課堂　創(chuàng)新物理實驗教學(xué)

殷曉麗

【摘 要】智慧課堂是傳統(tǒng)課堂在新時代下與科技信息、互聯(lián)網(wǎng)融合的產(chǎn)物。它云集了大數(shù)據(jù)、云空間、互聯(lián)網(wǎng)等為一體，打造具有交互性、共享性、反饋性、多場景模擬的教學(xué)氛圍，為物理實驗教學(xué)帶來更廣的空間。基于此，本文圍繞智慧課堂、物理實驗教學(xué)展開探究。通過分析智慧課堂的意義和在物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用對策，以提高物理實驗效果，提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣。

【關(guān)鍵詞】智慧課堂;物理;實驗;教學(xué)

物理是一門嚴(yán)謹科學(xué)，實驗是物理知識論證的主要手段，也是物理教學(xué)中的重要內(nèi)容模塊。但同時物理實驗的教學(xué)難度相對大，一方面受制于操作環(huán)境的影響，不少物理實驗的要求苛刻、無法生動的呈現(xiàn)在學(xué)生面前。另一方面部分物理實驗效果呈現(xiàn)很難做到生動、明顯或者無法在常態(tài)化的環(huán)境中操作，學(xué)生從中無法感知相應(yīng)的物理知識或原理。在這一困境中，智慧課堂的出現(xiàn)為其提供了有效實現(xiàn)路徑。

一、智慧課堂對物理實驗教學(xué)開展的意義

首先，智慧課堂能夠提高物理實驗教學(xué)效果。智慧課堂能夠?qū)⒒ヂ?lián)網(wǎng)、多媒體、模擬實驗平臺等有機融合起來，改變傳統(tǒng)的實驗演示方式和演示效果，以有效增強物理實驗的生動性、可視性，對增強物理實驗效果有重要的促進意義。其次，智慧課堂可以拓寬物理實驗范圍。借助于智慧技術(shù)，原本無法在常規(guī)條件下呈現(xiàn)的實驗、效果不明顯的實驗、存在一定危險性的實驗等都可以展示給學(xué)生，以增強學(xué)生對物理實驗的感知。最后借助于智慧課堂中的大數(shù)據(jù)技術(shù)，教師可以進一步把握學(xué)生的需求和學(xué)習(xí)效果，以此來反饋實驗教學(xué)，提高實驗教學(xué)效果。

二、智慧課堂在物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用對策

（一）巧借大數(shù)據(jù)，探知學(xué)生實驗學(xué)情

大數(shù)據(jù)是智慧課堂中的重要組成部分，也是其基礎(chǔ)性應(yīng)用。借助于大數(shù)據(jù)，學(xué)生可以將自己對物理實驗的需求、喜好、認知、疑問等一系列問題反饋給教師。教師對學(xué)生的反饋進行綜合整理，來探知他們的實驗學(xué)情，以此來優(yōu)化教學(xué)設(shè)計。具體來看，教師借助于智慧課堂APP，發(fā)布實驗意向測評問卷，其中包含學(xué)生對主題物理實驗的態(tài)度、疑問、實驗?zāi)繕?biāo)、期待等。學(xué)生填寫完畢之后，APP可以對學(xué)生的答案進行智能化綜合分析，并將其反饋給教師，教師在此基礎(chǔ)上設(shè)計物理實驗。

例如在人教版高中物理必修3《練習(xí)使用多用電表》中，教師就可以引入智能APP對學(xué)生的需求進行調(diào)研和搜集。調(diào)研的信息內(nèi)容主要包括：您對多用電表的具體操作是否了解，您希望通過多用電表探索哪些物理原理或問題，您希望老師重點在哪個多用電表使用環(huán)節(jié)給予指導(dǎo)等。學(xué)生填寫完畢之后教師可以從中了解學(xué)生的意向。其中有80%的學(xué)生認為多用電表的操作比較復(fù)雜，期望老師重點講解和引領(lǐng)電表的操作步驟，有90%的學(xué)生希望可以熟練操作使用多用電表測電阻。由此教師就可以評判出學(xué)生對多用電表的基礎(chǔ)操作比較感興趣，教師在具體設(shè)計的時候，將這些需求作為設(shè)計的重點，來滿足學(xué)生的需求。學(xué)生通過電表操作的練習(xí)，對電阻、電表的相關(guān)知識理解進一步深化。

（二）融合多媒體，促進實驗多元化展示

借助于智慧課堂中的多媒體技術(shù)和設(shè)備，物理實驗?zāi)軌蚋鷦拥恼故驹趯W(xué)生面前，以深化學(xué)生對實驗的感知與體驗?zāi)芰ΑＪ紫龋嗝襟w并非每一個物理實驗都會用到，教師可以結(jié)合具體的物理實驗來確定多媒體，如需要借助于多媒體來展示實驗的哪個環(huán)節(jié)或部分，是以視頻的形式呈現(xiàn)還是以圖片的形式呈現(xiàn)等，都需要教師具體明確。其次，教師要做好流程的把握，選擇在最合適的時機去進行實驗的多媒體展示。讓實驗和多媒體無縫切換和對接，為學(xué)生打造完美的物理實驗體驗。

例如在人教版高中物理必修2的《驗證機械能守恒定律》，該實驗對精準(zhǔn)度的把控比較嚴(yán)格。而且整個實驗過程的演示比較迅速，稍不留意，學(xué)生就很難觀察到重錘自由下落、紙帶上打點的過程。對機械能守恒定律缺乏生動的感知。針對這一情況，教師就可以引入多媒體，將提前錄制好的該實驗過程的動態(tài)進行慢動作播放，尤其是對于其中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，如重錘自由下落、紙帶上打點等關(guān)鍵部分的實驗中，教師就可以借助于多媒體，對該環(huán)節(jié)的細節(jié)進行放大。同時輔以靜態(tài)圖片進行說明。基于這些操作，學(xué)生可以對該實驗的重點環(huán)節(jié)進行深入細致的觀察，從而對機械能的守恒定律有一個正確的認知和驗證。

（三）生成實驗微課，促進學(xué)生自主探究

微課對學(xué)生的自主探究能力提升有促進作用。在實驗教學(xué)中，教師為學(xué)生提前錄制有關(guān)實驗主題的微課并設(shè)計相配套的任務(wù)單，讓學(xué)生在課外時間先做具體的自主探究式學(xué)習(xí)。微課中教師可以運用智慧信息化技術(shù)添加在線溝通和互動功能，這樣學(xué)生在自主探究過程中遇到難以解決困難時就可以及時和教師進行溝通。在制作微課的配套任務(wù)單時，教師可以結(jié)合不同物理學(xué)習(xí)水平的學(xué)生，設(shè)計具有難度等級的任務(wù)內(nèi)容。如對于低水平學(xué)生，設(shè)計基礎(chǔ)性的任務(wù)，如一些基本的物理實驗現(xiàn)象的理解和描述解釋，對于高水平的學(xué)生，可以做一些實驗延展和探究任務(wù)。

例如在人教版高中物理必修1《探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系》中，教師就可以引入實驗微課，引導(dǎo)學(xué)生提前對該實驗做預(yù)習(xí)，并結(jié)合教材中有關(guān)加速度、力和質(zhì)量的相關(guān)知識原理嘗試自主探究。首先教師將該實驗過程制作成視頻課件，提前發(fā)布給學(xué)生，并列出任務(wù)單，如加速度的大小和什么因素存在關(guān)聯(lián)，加速度、力和質(zhì)量之間的關(guān)系是什么等，類似任務(wù)的設(shè)計可以引導(dǎo)學(xué)生對該實驗做更深入有效的觀察和探究。其中這些問題教師可以具體細分為不同的難度層次，如基礎(chǔ)問題類：了解探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系實驗;難度層次高一些的問題如如果質(zhì)量一定，那么加速度與力的關(guān)系。而在這一過程中教師可以通過線上平臺與學(xué)生保持溝通和聯(lián)系，以便隨時解答學(xué)生問題，跟蹤學(xué)生進度。

（四）導(dǎo)入模擬平臺，打破物理實驗限制

模擬平臺是智慧課堂的主要體現(xiàn)。模擬平臺可以將原本無法呈現(xiàn)或者常規(guī)實驗中效果實現(xiàn)不佳的物理實驗展示出來，讓學(xué)生從實驗中得到更多的體驗。首先，教師需要明確哪些實驗可以借助于模擬平臺來進行展示和呈現(xiàn)。其次，通過智慧課堂進行模擬實驗的設(shè)計，確保該實驗?zāi)軌蛟谀M平臺中得到生動的呈現(xiàn)。最后，將其呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生嘗試借助于模擬平臺來觀摩或者操作整個物理實驗，從物理實驗中獲得對物理知識原理認知的升華。

例如在人教版高中物理必修2的《探究平拋運動的特點》實驗，在實際的操作中（如下圖1），使小錘擊打彈性金屬片之后，A小球向水平方向被拋出，A小球活動的軌跡由于試驗臺的高度問題，幅度并不明顯，很多學(xué)生無法感受到明顯的實驗效果。針對此，教師就可以導(dǎo)入模擬平臺。通過模擬平臺，教師將《探究平拋運動的特點》實驗呈現(xiàn)出來整個實驗場景被放大放慢，而且A小球的幅度軌跡被重點加強，學(xué)生可以十分明顯的看到A小球在下拋時的方向和軌跡。而且模擬平臺的實驗中，教師還可以加上聲音、色彩，這樣對學(xué)生的身心震撼力更強。通過這樣一個過程，學(xué)生對實驗的認知進一步深刻，同時在認知實驗的基礎(chǔ)上去探究平拋運動和初速度。

三、結(jié)束語

總之，智慧課堂的搭建拓展和提升了物理實驗的效果和空間，對呈現(xiàn)最佳的實驗效果有促進作用。因此在物理實驗教學(xué)中，教師可以巧借大數(shù)據(jù)以探知學(xué)生實驗學(xué)情，融合多媒體以促進實驗多元展示，生成實驗微課以促進學(xué)生自主探究，導(dǎo)入模擬平臺以打破物理實驗限制，最終借助于多元化的應(yīng)用對策來構(gòu)建智慧課堂，提升物理實驗教學(xué)水平。

【參考文獻】

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