智慧課堂下初中生物理自主學習能力和創新思維的培養

王光輝 張卉卉

摘要： 智慧課堂環境下的初中物理課堂教學中，教師應根據初中生思維及年齡的特點，創設智慧課堂教學情境，為學生搭建自主創新的學習平臺，將虛擬實驗與實物操作相結合，構建學生自主創新探究平臺，加強智慧學習實踐活動對學生的引領，在智慧教學評價活動中充分挖掘學生自主創新的優秀品質，激發學生的自主創造力，促進學生的自主學習能力與創新思維能力的提升。

關鍵詞： 智慧課堂 ?自主學習能力 ?物理創新

隨著科學技術的不斷更新，我國的教育手段也在不斷更新。在此形勢下，我國的中小學教育培養目標及教學模式也發生了相應的變化。智慧課堂下初中物理教學以信息技術為支撐，教師廣泛整合網絡中的優質資源，學校為物理教學配置最為先進的教學設備，廣大物理教師積極探索智慧課堂教學模式，從而達到提升學生的物理學科素養的目的。

一、利用智慧課堂培養學生自主學習與創新思維的意義

傳統的初中物理教學，廣大物理教師都是采用一言堂、敘述式的教學方法。在這種單調的教學方式引導下，學生學習興致不高，學習目標不明確，嚴重制約著初中物理教學模式的創新。因此，初中物理教師在教學中必須樹立增強學生自主學習能力、提升學生創新思維的意識，積極嘗試智慧課堂教學模式，探索初中物理教學新路子，為努力構建學生自主學習的平臺而不斷改革創新。

處在信息化時代背景下的初中生自主學習的現狀不容樂觀，學生缺乏主動性。同時，很多教師認為利用智慧課堂教學費時費力，教學效率不高，還有可能誤導學生迷戀電子產品，破壞物理教學的嚴謹性。

教師有以上思想主要是受傳統教學觀念的束縛，不愿將學習的主動權交給學生。許多物理教師習慣將自己的教學經驗直接傳授給學生，教師費力的講解弱化了學生自主參與的學習能力，導致學生的思維受到限制，學習積極性不高，參與度不強，課堂學習效果不明顯。即便是自主探究式的課堂，教師也只是讓學生自己讀課文，按照教師規定的步驟做實驗，完全將自主學習形式化。這種教學方式嚴重違背了當今智慧課堂學習的初衷，不利于學生的自主學習能力與創新思維的培養。

因此，教師需要利用智慧課堂模式，為學生搭建自主創新的學習平臺，放手將課堂交給學生，從而使學生養成自主思考、自主探索、自主發現、自主創新的習慣。只有這樣，才能形成以學生為主體的創生性課堂。

二、智慧課堂下初中學生物理自主學習與創新思維的培養

（一）創設智慧課堂教學情境，搭建自主創新學習平臺

情境對知識的建構作用不容忽視。教師在智慧課堂中可以利用交互式的多媒體技術為學生創設多感官參與的教學情境，為學生搭建有利于自主學習能力與創新思維培養的學習平臺。

初中物理教學是一個動態的過程。教師在課堂上利用智慧教學手段，結合教學內容創設符合教學情境的課堂環境，針對不同的環節制定多樣化的智慧教學模式，為學生提供自主學習、創新發展的空間，適時創造學生自主實踐的機會，激發學生的學習激情和創新精神。

1.教師教的方式

首先，根據教學目標，整合數字化教學資源，結合章節重難點，將整合后的教學資源制作成問卷、微課供學生自主學習，并制作評價量表，為學生的自主學習做指導。學生通過大數據形成的反饋信息，及時查缺補漏。

以《探究串并聯電路中的電流》為例，我的課前翻轉課堂教學設計如下。

（1）設計調查問卷，利用“問卷星”及微信將其推送到學生端

《探究串并聯電路中的電流》課前調查問卷內容如下。

①姓名：

②電路的連接方式包括（ ?）

A.串聯 ?B.并聯 C.既有串聯也有并聯

③電流表應該與待測電路元件（ ?）

A.串聯 ?B.并聯

④閉合客廳燈開關后，會使（ ?）

A.廚房燈亮 B.餐廳風扇轉動 C.家里所有燈亮 D.客廳燈亮

⑤你認為圖1中電流表測量的是（ ?）

A.電流表A ?1 測燈L ?1 電流，電流表A ?2 測燈L ?2 電流

B.電流表A ?1 測燈L ?2 電流，電流表A ?2 測燈L ?1 電流

C.電流表A ?2 測燈L ?2 電流，電流表A ?1 測干路總電流

D.不會判斷

⑥你對串并聯電路的連接和電流表的使用還有哪些困惑？

針對學生對知識的掌握情況進行調查形成問卷，待學生完成問卷后，利用智慧教學軟件的大數據技術分析學情，對學生的知識儲備、學習條件、學習經驗及學習能力進行分析，針對學情改進并優化教學設計。

（2）針對學情制作課前微課，并推送到學生端

設計制作串并聯電路的連接與電流表的使用方法的綜合微課，復習舊知的同時講解Nobook物理實驗軟件的使用方法，為學生探究串并聯電路中的電流打下堅實的基礎。

（3）利用Nobook物理實驗室模擬實驗情境，連接串并聯電路，并用電流表測不同元件的電流

虛擬仿真實驗具有靈活、快捷、現象直觀，降低危險系數且能避免因操作不當而帶來的儀器損壞等特點，更能為學生提供多維度、多元化的技術感知。

（4）以實物器材練習串并聯電路的連接、電流表正確接入電路

實物操作給學生以真實的觸覺感受，虛實結合，加深了學生對電路連接的印象，為新課教學奠定良好的實驗基礎。

（5）推送進階練習，大數據分析學生學習結果，并實時進行自評、小組成員互評、教師點評

2.學生學的方式

（1）學生完成調查問卷

學生根據問卷中反映的學習情況，針對性地查找自己的不足，自主選擇適合自己的學習方式，查漏補缺，展開個性化的自主創新學習模式。

（2）按照學習任務單，進行微課學習

學生可以根據學習需要隨時隨地觀看微課，反復學習，這為學生自主學習能力的提高和創新思維的形成提供條件。

（3）利用Nobook物理實驗室練習電路連接

學生連接并聯電路時方法多樣。教師可引導學生之間互相評價，辨別組內其他成員的連接是否正確。學生興致盎然，竟然比起誰的連接方法最為創新，以誰能難倒對方為樂，比起誰連接電路的本領大。學生可以任意選擇實驗元件和連接方式，自主改變研究對象，擺脫了傳統實驗的局限性。實驗操作方便靈活，使學生自主學習的需求得到了滿足，使學生的創新思維得到啟迪。

（4）實踐操作連接電路

有了在虛擬實驗中串并聯電路、電流表連接的情境體驗，學生進入實驗室進行實物操作，在虛擬感知中將學生的抽象思維具體化。

（5）完成進階練習

教師將學習資源和師生雙邊活動搬上云端，依據學情設計并改進教學方案，更好地引導學生養成自主創新的學習習慣。

（二）問題驅動，構建學生自主創新探究平臺

很多教師認為智慧課堂下的初中物理教學，就是用課件上課，用多媒體演示，教學方法依舊，其實這種思想觀念是錯誤的，不利于課堂教學的改革。學生對復雜抽象的書本知識并不感興趣，而是喜歡智慧環境下的全程參與。因此，只有轉變這種思想觀念，使用智慧教學手段輔助教學進行問題驅動，充分利用智慧的手段構建學生自主創新的探究平臺，引導學生將信息技術與實踐操作進行融合整理，才能引導學生更全面地了解物理知識，更主動地參與課堂，進一步培養學生的自主學習能力，提升學生創新思維。

以《探究串并聯電路中的電流》為例，我的教學過程設計如下。

1.提出問題

（1）展示學習成果

提出問題：在模擬實驗和實物操作過程中你遇到了什么問題？你是怎樣解決的？你認為連接電路和電流表時應注意什么？……學生利用彈幕功能或問卷星中的云詞庫展示并分享翻轉課堂及進階練習中的學習成果，避免了傳統課堂只有少數學生參與的情況。在此過程中每一位學生都能自主展現自我，智能提取關鍵詞，將檢索到的關鍵詞凸顯出來，讓學習目標更為明確，學習方法更為創新。

（2）激發認知沖突，引發學生自主探究的意愿

提出問題：在實驗過程中你有什么新的發現？

培養學生發現問題的能力，激發學生深入學習的意識。

2.猜想與假設

提出問題：根據實驗現象，你能猜想一下串并聯電路的特點嗎？

學生小組討論后提出猜想與假設。

3.設計實驗

教師引導學生以課前實驗為基礎設計實驗。

提出問題：實驗需要哪些器材？怎樣設計實驗步驟？實驗記錄表格如何設計？

學生通過交流討論，自主設計實驗方案及實驗記錄表格，通過學生端平板拍照上傳，方便各小組間互動交流，并在借鑒其他小組經驗的基礎上完善優化實驗方案。

4.進行實驗與收集證據

（1）在虛擬實驗練習的基礎上進行實物操作

帶著問題在電子設備上初步體驗，再進行實物操作，學生就能輕而易舉地自主完成實驗。

對學生的實驗器材操作過程進行記錄，方便實驗資源的共享。通過觀看云平臺的共享視頻，學生之間相互學習、交流、評價。學生在相互評價中學習相關知識，形成相關創新思維。

（2）利用在線文檔，收集實驗證據

學生將收集到的數據上傳至騰訊文檔，全班同學能同時編輯，實時同步共享實驗數據，搭建了資源共享的自主探究平臺。

5.分析與論證

通過視頻與數據資源的共享，學生交流討論得出串并聯電路的電流特點。智慧教學環境下的問題引領，使全班學生高效互動，充分合作，自主完成實驗的探究。

6.評估

提出問題：實驗方案中有需要改進的地方嗎？數據的測量是否準確？在實驗過程中你有什么新的發現？根據自己的發現，你能否提出新的問題？新的問題如何探究？

學生交流討論后通過問卷星發布結果彈幕。

評估環節培養了學生發現問題的能力。學生敢于發現，敢于打破常規思維，敢于發表自己的觀點和見解，其創新思維能力得到了提升。

（三）基于智慧課堂作業評價充分挖掘學生自主創新的優秀品質

智慧環境下的初中物理教學，教師的教學評價手段豐富了。通過智慧教學軟件、微信、QQ等多種信息技術平臺對學生已有的知識背景、生活經驗、學習能力、學習品格進行分析，利用智慧教學手段突破時間與空間的限制，整合網絡資源創設多樣的學習條件及真實的物理情境，拓展學生解決問題的思考維度和視野，有利于充分挖掘學生的自主創新的優秀品質。

在實際的教學中，學生之間在各個方面都存在著很大的差異，這些差異從不同程度上增加了教學的難度。根據學情，教師可以在課堂教學中通過智慧平臺內題庫的智能篩選功能，結合學生所處的層次布置對應難度的練習、作業，然后利用智慧課堂的大數據分析功能，快速準確地完成批改及總結，對學生知識的掌握、能力的形成及時反饋，既方便學生制訂符合自身情況的個性化學習方案，又提升了學生自主學習和創新發展的熱情，促進了學生核心素養的形成。

以《探究串并聯電路中的電流》為例，我的作業設計與評價方式如下。

1.布置云平臺分層作業

利用智慧教學軟件推送分層作業，尊重學生的個體差異，做到因材施教。學生自主設定學習目標，逐步達成個性化定制作業。推送作業的同時輸入正確答案，學生完成作業，后臺即刻反饋，提供正確答案及解析。針對學生錯題進行相關習題的推送，同時形成錯題庫，為學生的深入學習和復習提供依據。

2.布置拓展性實踐作業

針對課堂實驗探 究中出現的問題，使用 Nobook 物理實驗室軟件進一步探究，利用實物器材操作驗證。學生的體驗感和成就感大大增強后，實行學生自評，生生互評，教師點評，學生從評價中自主升華物理學科素養，提升自主學習和創新能力。

本節課的拓展性作業培養了學生創造力。創造力和自主學習能力是初中學生必備的能力之一。學生在自主學習和創造力的驅使下，對所學進行反復思考，活學活用。因此，培養學生的自主學習能力和激發學生的創造力，對于學生今后深入學習物理知識，以及其他學科具有促進作用。

在智慧課堂模式下，初中物理教師利用信息技術創設物理情境，以情境為載體，引導學生以問題為導向，以任務為驅動，充分發揮想象，自主思考，激發學生的潛能，使學生不斷突破自我，積極創新。

總之，在智慧課堂環境下培養學生的自主學習能力與創新精神的過程，是一個多元化、動態化的過程，不是一朝一夕能夠達成的。物理教師應充分利用智慧教學手段，結合本校學生實際及物理學科特點，搭建自主創新的智慧學習平臺。同時，在初中物理教學中不斷增強自身的創新能力，加強信息技術手段的學習，用智慧的思想，指導學生開展自主學習，促進學生自主學習能力與創新思維的全面發展。

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責任編輯：趙瀟晗