智慧課堂賦能高中物理教學

曹猛

［摘 要］現(xiàn)代教育已經(jīng)進入了信息化時代，信息技術(shù)不再是教學的輔助工具，而是成為教學的重要支持。智慧課堂是一種基于信息技術(shù)的創(chuàng)新模式，在教學中發(fā)揮了巨大的作用。物理作為重要的基礎(chǔ)學科，對學生的綜合素質(zhì)和職業(yè)發(fā)展具有舉足輕重的作用。文章通過智慧課堂在高中物理教學中的具體應用來探討如何利用智慧課堂開展高中物理高效教學，以期為高中物理教學提供一些新思路和新方法，為廣大高中物理一線教師提供一些參考和借鑒。

［關(guān)鍵詞］智慧課堂；高中物理教學；信息技術(shù)

［中圖分類號］? ? G633.7? ? ? ? ? ? ［文獻標識碼］? ? A? ? ? ? ? ［文章編號］? ? 1674-6058（2023）27-0008-04

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，教育行業(yè)也在不斷地進行著變革和升級。智慧課堂作為一種新型的教學模式，得到了廣泛的應用。物理作為重要的基礎(chǔ)學科，對學生的綜合素質(zhì)和職業(yè)發(fā)展具有舉足輕重的作用。智慧課堂可以賦能高中物理教學，有效提高教師的教學質(zhì)量和學生的學習效果。

一、智慧課堂的定義

智慧課堂是指應用人工智能、互聯(lián)網(wǎng)以及多媒體等技術(shù)，將線下教學加載至線上以實現(xiàn)交互式、互動式的雙線教學的教育智能化平臺。它通過結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、云計算等先進技術(shù)實現(xiàn)全方位、多角度的數(shù)據(jù)采集與分析、個性化輔導等功能以及“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，使教育教學更加高效、智能化。智慧課堂的核心在于“心智”和“技術(shù)”，它通過技術(shù)手段提升教學效果，激發(fā)學生的學習興趣和創(chuàng)造力。

二、智慧課堂的特點

智慧課堂融合了教學、信息、管理、服務等多種要素，充分發(fā)揮現(xiàn)代化教育的紐帶作用，能夠?qū)崿F(xiàn)課程設(shè)計、課程管理、知識互動等方面的一站式教學。智慧課堂所體現(xiàn)的特點具體如下：

第一，智慧課堂提供了多元化的教育資源。以江蘇省姜堰第二中學投入使用的“暢言智慧課堂”為例，其內(nèi)部集成了多種教育資源，包括圖像、視頻、音頻、文本材料等，為學習者提供了更為豐富的學習資源。而教師也可以根據(jù)教學需求從中選擇和使用合適的資源來提高教學的效果和質(zhì)量。

第二，智慧課堂打破了時間和空間的限制，使教師的教學更具靈活性。比如，在沒有時間安排作業(yè)的情況下，教師可以利用智慧課堂的在線測驗功能來檢測學生的學習情況。又如，當學生因為某種原因不能夠按時上課時，可以通過智慧課堂平臺訪問教師的教學課件，完成自主學習。

第三，智慧課堂能增強課堂教學的互動性和個性化。智慧課堂通過提供多元化的教學資源、富有創(chuàng)意的教學設(shè)計，以及利用LOT技術(shù)實現(xiàn)多角度、全方位的數(shù)據(jù)采集與分析，包括聲音識別與轉(zhuǎn)換、影像識別與處理以及其他儀器設(shè)備監(jiān)測等，使得課堂教學互動性增強，更富有個性化。學生可以通過智慧課堂平臺提供的互動功能分享自己的學習過程，與其他同學進行交流討論，從而增強學習體驗。

除此之外，智慧課堂還可以節(jié)約教學成本，減少人力和物力資源的浪費。如物理實驗室云平臺可以降低實驗設(shè)備要求和實驗成本，同時還可以提高教學效率。

三、智慧課堂在高中物理教學中的應用

智慧課堂是新時代下教育領(lǐng)域的一項創(chuàng)新技術(shù)，它通過應用人工智能、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)使課堂教學更加高效、智能化。在具體教學實踐中，智慧課堂也逐漸被應用到各個學段、各個學科的教學中，其中，高中數(shù)學、物理、化學三門重點科目對智慧課堂的應用尤為廣泛。下面主要探討智慧課堂在高中物理教學中的應用。

（一）應用智慧課堂提供多元化的教學資源

在高中物理教學中應用智慧課堂，可引入互動性強、生動具體的實例，使課堂教學更加生動、有趣，讓學生更加容易理解和掌握物理概念，同時還可以提供多樣化的教學資源，使課堂教學更加豐富、靈活，提高課堂教學的有效性。

以課前預習為例，智慧課堂可為學生提供課件、視頻、模擬實驗等豐富的學習資源，學生利用智慧課堂提供的學習資源進行自主學習、自我評估和自我反思等，其學習的自覺性和主動性得到充分調(diào)動。

（二）應用智慧課堂增強物理實驗教學效果

實驗是高中物理教學的重要組成部分。傳統(tǒng)的高中物理實驗教學存在等待時間長、互動性不強等實際問題。應用智慧課堂，學生不用到實驗室就可以利用智慧課堂搭建好的物理實驗室云平臺，開展物理虛擬實驗。通過物理虛擬實驗平臺等軟件，學生可進行在線實驗，直觀地參與物理實驗的過程，從而加強對物理實驗原理的把握和提升操作能力。智慧課堂在物理模擬實驗中的應用與實踐是目前物理教育教學探索的熱點之一。在智慧課堂中，可以應用虛擬仿真技術(shù)來模擬光學實驗、電學實驗和力學實驗，學生可以通過操作虛擬化工具和設(shè)備進行實驗，實現(xiàn)真實環(huán)境下難以實現(xiàn)的實驗操作，同時也可以通過模擬分析輕松理解相關(guān)物理原理。智慧課堂可以為學生提供安全、高效的實驗環(huán)境，從而在安全、經(jīng)濟、高效的情況下實現(xiàn)教學模式的轉(zhuǎn)變，同時也能夠更好地激發(fā)學生的學習興趣，增加學生知識的深度、廣度，提高學生的學習效率。使用模擬實驗軟件，學生可以在模擬實驗中自我檢測、自我學習，培養(yǎng)探索精神和創(chuàng)造精神。

（三）應用智慧課堂為學生提供更好的互動和溝通方式

智慧課堂可以為學生提供良好的互動和溝通方式，有效激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的學習效果。例如，在講解物理理論知識時，教師可利用借助智慧課堂將課堂板書實時傳送到學生的電子設(shè)備上，讓學生更快地理解并記憶所學知識。在學生進行課堂討論時，教師可通過在線的消息傳遞和即時反饋，幫助學生及時答疑解惑，促進學生的學習交流。

通過智慧課堂搭建物理實驗室云平臺，可讓學生在虛擬實驗室中進行實驗，為學生創(chuàng)造了逼真的物理實驗環(huán)境。智慧課堂可為學生提供豐富的互動平臺，讓學生在輕松愉悅的氛圍中學習知識。智慧課堂可以實現(xiàn)實時的互動和反饋，便于教師及時了解學生的學習情況，并根據(jù)學生的學習情況及時調(diào)整教學內(nèi)容和方式，讓教學更有針對性。

智慧課堂中的“互動”是教育教學中的創(chuàng)新點，在課堂中進行互動，可以讓教學更加生動、有趣。

（四）應用智慧課堂豐富教師的教學方式

智慧課堂可為教師提供靈活多樣的教學方式。比如，通過智慧課堂，教師可以使用多媒體演示方式講解物理概念，利用網(wǎng)絡增強學生的參與度；可以組織學生進行自發(fā)性活動，培養(yǎng)學生的探究能力。

通過智慧課堂，教師可以為學生提供更多的服務，例如在線輔導答疑、設(shè)計個性化的學習計劃和提供豐富的學習資源等。這些服務可以讓學生在學習過程中獲得更多的支持，更好地理解和掌握知識。

在課后鞏固環(huán)節(jié)，教師智慧課堂可以提供在線作業(yè)、練習題、錯題集等，不僅可為學生提供大量的題目和答案，還可以根據(jù)學生的作答情況自動給出針對性的反饋和建議，使學生能夠更好地理解知識，掌握解題方法，提升學習效率。在復習中，學生也可以通過智慧課堂中的智能學習系統(tǒng)進行自我測試，及時糾正錯誤，提高復習效率。

（五）應用智慧課堂為課堂教學的實施提供技術(shù)支持

智慧課堂可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析學生的學習行為和知識掌握情況，通過數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)提出針對性的學習建議和輔導方案，從而提高教師的教學效率和學生的學習效率。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析學生的學習行為和知識掌握情況，通過數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)提供針對性的學習建議和輔導方案，是目前智慧教育中比較流行和有效的方法。

首先，通過數(shù)據(jù)偵測技術(shù)采集學生在學習過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，既包括學習的時間、模式、進程及錯誤類型、問題答案等，也包括知識測試、問卷調(diào)查、心理測試等數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)清洗和轉(zhuǎn)換，存儲到數(shù)據(jù)倉庫中。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對學生學習行為和知識掌握情況進行分析，對學生的學習狀態(tài)、錯誤類型、能力水平等進行描述和聚類，以便更好地了解學生的特點和需求。

其次，基于對學生學習行為和知識掌握情況的分析，制訂相應的輔導方案和提出有針對性的學習建議，為學生提供針對性強和富有個性化的教育和輔導服務。通過對學生學習成效的跟蹤和評估，及時發(fā)現(xiàn)和糾正實施方案中的問題和不足，不斷優(yōu)化和完善數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，提高教師的教學效率和學生的學習效率。

總體而言，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析學生的學習行為和知識掌握情況，通過數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)提出針對性的學習建議和輔導方案，可以更好地滿足學生的學習需求，提高學生的學習效率同時還可以優(yōu)化教學流程，提高教師的教學質(zhì)量。

（六）應用智慧課堂為學生的成長奠基

教師對于應用智慧課堂之后的教學效果普遍表現(xiàn)出了盼望的態(tài)度。智慧課堂使物理課堂教學變得更有創(chuàng)意、更多樣化和更具互動性。教師可以使用更多的教學資源和采用多樣化的教學方法，使學生不再是被動地接受知識，而是主動學習，積極參與課堂活動，使學生能在溫馨、愉悅、寬松的環(huán)境中學習、成長。

智慧課堂能通過提供自學材料、答題互動等方式激發(fā)學生自主學習的動力，提高學生的自主學習能力。

教師可以利用智慧課堂中的數(shù)據(jù)分析工具來分析學生的學習效果，發(fā)現(xiàn)學生的學習問題并在第一時間解決；而學生可以通過教師的激勵，并利用自己的智慧和思維，積極參加物理課堂活動，提高學習效率。

借助智慧課堂實施物理實踐性教學，可通過小組合作研究、獨立探究等方式，讓學生有更多的機會去探究物理知識的本質(zhì)和應用價值，從而提升學生的問題解決能力和科學探究能力，為學生的成長奠定堅實的基礎(chǔ)。

四、智慧課堂應用中存在的問題及對策

江蘇省姜堰第二中學在“暢言智慧課堂”的應用過程中遇到了一些問題。通過與其他學校的教師進行交流，筆者認為下面的這些問題需要教師認真對待并思考對策。

（一）硬件或網(wǎng)絡環(huán)境不穩(wěn)定

首先，在智慧課堂中，硬件設(shè)備起著至關(guān)重要的作用。例如，顯示器、實物投影儀、白板等顯示設(shè)備，以及臺式電腦、平板電腦等電子設(shè)備，這些硬件設(shè)備的穩(wěn)定性直接影響教師的教學效果和學生的學習體驗。然而，在應用智慧課堂的過程中，這些硬件設(shè)備會出現(xiàn)故障或者存在不穩(wěn)定的情況，導致教學內(nèi)容無法展示或者資源無法調(diào)用。

其次，智慧課堂離不開網(wǎng)絡環(huán)境的支持，網(wǎng)絡環(huán)境的不穩(wěn)定也是智慧課堂應用中遇到的一個問題。網(wǎng)絡延遲、帶寬流量不足等問題會直接影響學生的學習體驗，甚至使學生無法正常上課。在這種情況下，需要加強網(wǎng)絡建設(shè)，優(yōu)化網(wǎng)絡環(huán)境，以提高網(wǎng)絡環(huán)境的穩(wěn)定性，確保教學順暢進行。

此外，智慧課堂是現(xiàn)代化的人機交互系統(tǒng)，如何保護學生的資料、防止學生被網(wǎng)絡詐騙等，成為學校和教師需要面對的挑戰(zhàn)之一。

鑒于以上問題，江蘇省姜堰第二中學采取了切實有效的措施。由校領(lǐng)導牽頭，抽調(diào)部分學科的骨干教師、學科組長以及信息處人員，連同平臺技術(shù)人員一起共同維護，對硬件設(shè)備、教室結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡配置等不斷進行改善，同時加強敏感信息和隱私權(quán)的保護，避免出現(xiàn)教育安全問題。

（二）教師掌握技能的不足

智慧課堂的應用涉及平臺的操作以及手機、電腦的互聯(lián)等，在應用過程中教師的技能不足也是一個問題，包括在實際應用中極少數(shù)教師對電子設(shè)備的使用存在一定的抵觸心理，不愿嘗試應用智慧課堂。

對于這種情況，可通過培訓、集體備課、少帶多、精帶普，以及定期舉行智慧課堂展示課、研討課等方式，讓更多的教師愿意使用、樂意使用智慧課堂進行教學，從而推動教師教學技能水平的不斷提升。

（三）學生參與度的不足

應用智慧課堂，學生可以通過互動授課、個性化學習等方式參與課堂活動。然而，在實踐過程中，隨著“新鮮感”的消失，部分學生開始表現(xiàn)出參與度不高、學習興趣不濃厚、注意力不集中等問題。

對于這種情況，可通過常態(tài)化的調(diào)研，積極聽取學生和教師及家長的意見，及時反饋和完善，不斷地規(guī)范電子產(chǎn)品的使用，同時采用“問題鏈導學”教學模式與智慧課堂融合的“E起學”方式，提高教學趣味性，提高學生的課堂參與度。

（四）資源的選擇性和匹配性問題

智慧課堂提供了豐富的學習資源，而分層教學的逐步實施則需要教師選用最適合學生學習的資源。符合學校特色的校本化資源開發(fā)和更新是保證智慧課堂教學有效實施的關(guān)鍵。教師要具有廣闊的視野，學會使用科技創(chuàng)新等協(xié)作模式，為學生提供多元化、富有趣味性的學習資源。

智慧課堂的應用過程中存在著多種問題，需要教師通過科學合理的手段來解決。教師只有不斷提升自身的專業(yè)素質(zhì)，確保技術(shù)不會成為推行先進的教學手段的障礙；在合理地推進智慧課堂教學的同時保留傳統(tǒng)的教學模式，讓學生更適應不同的教學模式。智慧課堂的應用需要學校和教師積極探索和開拓，通過不斷創(chuàng)新和完善，為學生創(chuàng)造更好的教育環(huán)境和學習體驗環(huán)境。

五、實踐反思

智慧課堂在高中物理教學中具有很高的應用價值，它通過智能化的手段，讓高中物理教學更加高效、生動。應用智慧課堂可以豐富教學資源，創(chuàng)新教學方式，提高教學效率，增強學生的學習體驗，為高中物理教學賦能。但是在應用智慧課堂時也還存在一些問題和挑戰(zhàn)，需要教師認真對待和思考對策。在教學實踐中，需注意智慧課堂的應用不是為了取代教師，而是通過智慧課堂來提高教師的教學效果和學生的學習效率，讓學生懂得如何創(chuàng)新科技，走向成功，從而推動現(xiàn)代化教育向更高、更深的方向發(fā)展。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?］

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（責任編輯? ? 黃春香）

［基金項目］ 本文系泰州市“十四五”教育科學規(guī)劃2022年度教育信息化重點立項課題“數(shù)智賦能下指向深度學習的課堂教學實踐研究”（課題編號：2022jksxxh003）的研究成果。