基于智慧課堂的高中物理實驗教學(xué)策略研究

史拴林

【摘要】信息化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用為高中物理教育中的實驗教學(xué)工作提供了全新的教學(xué)手段，如微課堂、線上遠(yuǎn)程教學(xué)、錄播教學(xué)等，與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比具有極大程度的形式變化，為學(xué)生學(xué)習(xí)提供了多樣化選擇.智慧課堂是一種全新的教學(xué)模式，能夠利用人機(jī)協(xié)同和“互聯(lián)網(wǎng)+”等先進(jìn)技術(shù)開展智慧化教學(xué)，顯著提高教育教學(xué)質(zhì)量與效果.本文對基于智慧課堂的高中物理實驗教學(xué)策略進(jìn)行研究，在明確智慧課堂基本概念的前提下，對高中物理實驗教學(xué)的核心目標(biāo)進(jìn)行分析，最后探究智慧課堂下的具體實驗教學(xué)策略.希望通過本文能夠為高中物理實驗教學(xué)科學(xué)合理運(yùn)用智慧課堂模式提供一定參考.

【關(guān)鍵詞】智慧課堂；高中物理；實驗教學(xué)

物理實驗教學(xué)作為高中教育階段物理學(xué)科的重要教學(xué)內(nèi)容，對于培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)具有重要的影響效果，通過物理實驗?zāi)軌蜻M(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對理論概念的認(rèn)知理解，培養(yǎng)學(xué)生的物理科學(xué)思維，提高動手實踐能力與問題分析能力，可為學(xué)生開展更高層次的物理學(xué)習(xí)與研究奠定良好的基礎(chǔ)保障.此外，新時期背景下，素質(zhì)教育和新課改政策的推行實施都強(qiáng)調(diào)教育模式的改革調(diào)整，注重信息技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和學(xué)科核心素養(yǎng).因此，對智慧課堂下的高中物理實驗教學(xué)策略研究具有顯著的現(xiàn)實意義.

1 智慧課堂概述

智慧課堂是指利用多媒體技術(shù)、云計算、人機(jī)協(xié)同、大數(shù)據(jù)等信息化技術(shù)開展的新型教學(xué)模式，充分體現(xiàn)了“互聯(lián)網(wǎng)+”的教學(xué)思維，其中包括AI課堂、訓(xùn)練營、雙師教學(xué)、修煉場以及學(xué)生參與等多種教學(xué)模式，是對傳統(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)化創(chuàng)新，能夠大幅度提高物理實驗教學(xué)的質(zhì)量和效率.智慧課堂教學(xué)模式以培養(yǎng)學(xué)生智慧發(fā)展作為核心目標(biāo)，持續(xù)深化教育教學(xué)工作，有利于智慧型人才的培養(yǎng)教學(xué)，且充分體現(xiàn)了智慧課堂的技術(shù)優(yōu)勢，幫助教師及時掌握學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的問題與難點，能夠在后續(xù)教學(xué)中開展針對性的教學(xué)工作，最終實現(xiàn)“教”和“學(xué)”的有機(jī)融合，為智慧教育奠定基礎(chǔ)保障.

2 高中物理實驗教學(xué)的目的

2.1 加深物理概念知識認(rèn)知

高中物理實驗教學(xué)的首要目的是幫助學(xué)生加深對物理概念的認(rèn)知理解.物理知識學(xué)習(xí)的過程需要學(xué)生遵循從感性到理性的認(rèn)知變化，在實踐中總結(jié)歸納出理論知識.物理實驗教學(xué)能夠為學(xué)生提供認(rèn)知變化的機(jī)會，通過實驗?zāi)M和自我探索完成實驗過程，進(jìn)而加深對物理知識的理解印象.

2.2 提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力

提高學(xué)生綜合能力是教學(xué)改革工作中的重要內(nèi)容之一.據(jù)相關(guān)研究表明，實驗是現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如果缺少了實驗中的現(xiàn)象展示，很難幫助研究人員打破傳統(tǒng)思維觀念與科學(xué)認(rèn)知[1].在物理實驗教學(xué)中，主要通過學(xué)生親身體驗物理實驗過程的方法，幫助學(xué)生加深對相關(guān)物理知識驗證和分析，以此提高學(xué)生的動手能力與問題分析能力，有助于學(xué)生思維發(fā)展、開發(fā)智力，在不斷地學(xué)習(xí)中提高自身的物理學(xué)習(xí)能力.

2.3 掌握物理實驗科學(xué)方法

高中物理實驗?zāi)軌蛟谝欢ǔ潭壬线_(dá)到模仿物理學(xué)研究過程的目的.因此，物理實驗教學(xué)的另一個主要目標(biāo)就是引導(dǎo)學(xué)生在物理實驗教學(xué)的過程中對物理發(fā)展規(guī)律進(jìn)行探索分析，掌握科學(xué)的物理知識學(xué)習(xí)方法，其中包括物理規(guī)律探索方法、物理規(guī)律驗證方法、物理規(guī)律總結(jié)方法以及理想化實驗等.在物理實驗開展的過程中培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，不斷加深對物理學(xué)科的認(rèn)知，培養(yǎng)學(xué)生掌握正確科學(xué)的物理實驗方法.

2.4 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維理念

基于物理實驗激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生主動接觸、學(xué)習(xí)物理知識，并通過物理實驗培養(yǎng)學(xué)生尊重科學(xué)的思維認(rèn)知，如以物理實驗順序和儀器使用方法作為教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、尊重客觀實際的科學(xué)態(tài)度.

3 基于智慧課堂的高中物理實驗教學(xué)策略分析

3.1 基于微課預(yù)習(xí)進(jìn)行實驗流程展示

智慧課堂與傳統(tǒng)物理教學(xué)模式相比具有明顯的特征，即在物理教學(xué)開始前就對學(xué)生進(jìn)行知識引導(dǎo)，幫助學(xué)生初步了解本節(jié)課堂學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容，以此為后續(xù)學(xué)習(xí)和思考提供更多的時間，并激發(fā)學(xué)生對物理實驗教學(xué)的興趣喜好，能夠主動參與到實驗教學(xué)中.

基于智慧課堂開展物理實驗教學(xué)，可在課前利用微課教學(xué)幫助學(xué)生對實驗內(nèi)容有一定的了解，微課教學(xué)內(nèi)容設(shè)計時，教師需要遵循以下注意事項：（1）微課教學(xué)具有明顯的精簡性.微課時長應(yīng)控制在5～10分鐘之間，并對實驗教學(xué)的主要內(nèi)容重點講解，客觀反映出實驗教學(xué)主題[2]；（2）微課教學(xué)的趣味性設(shè)計.對微課教學(xué)內(nèi)容設(shè)計時需要從趣味性、真實性的角度分析，制定出貼合學(xué)生實際生活的教學(xué)內(nèi)容，同時保證教學(xué)內(nèi)容具有一定的趣味性，能夠更加吸引學(xué)生參與物理實驗活動；（3）教學(xué)成果的多樣化，微課教學(xué)成果應(yīng)具有簡潔性的特征，能夠在多個拼條系統(tǒng)中傳播，為學(xué)生學(xué)習(xí)提供便捷服務(wù).

例如 在“電磁感應(yīng)”章節(jié)中的“感應(yīng)電流方向因素”物理實驗教學(xué)中，本次實驗對學(xué)生學(xué)習(xí)理解“楞次定律”相關(guān)知識具有重要作用，屬于重點學(xué)習(xí)內(nèi)容.教師可利用微課引導(dǎo)學(xué)生對本次實驗預(yù)習(xí)，通過微課視頻展示本次實驗的重點和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生尋找學(xué)習(xí)突破點.同時，制定學(xué)習(xí)指導(dǎo)單，引導(dǎo)學(xué)生在課余時間對重點內(nèi)容展開預(yù)習(xí).微課內(nèi)容主要包括感應(yīng)電流產(chǎn)生的基本條件、磁鐵N插入線圈后的現(xiàn)象、磁通量、電流計表針的變化、磁鐵S插入線圈的現(xiàn)象等，并要求學(xué)生在預(yù)習(xí)期間填寫學(xué)習(xí)指導(dǎo)單，以此引導(dǎo)學(xué)生對知識內(nèi)容深入思考，培養(yǎng)學(xué)生物理實驗學(xué)習(xí)興趣[3].

3.2 通過分組方法進(jìn)行實驗原理探究

基于智慧課堂的物理教學(xué)更加注重學(xué)生在教學(xué)過程中的學(xué)習(xí)體驗性、參與性和主觀能動性.因此，教師通常會以小組方式開展實驗教學(xué)活動.在物理實驗教學(xué)方案設(shè)計環(huán)節(jié)，教師可通過以下流程完成小組教學(xué)：（1）探討交流環(huán)節(jié)，學(xué)生在預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)會對物理實驗提出相關(guān)疑惑和問題，并在本環(huán)節(jié)中與小組成員進(jìn)行充分的交流討論，在意見交換后明確問題解決基本方向和思路，初步制定解決對策[4]；（2）實驗問題解析環(huán)節(jié)，小組內(nèi)部交流探討后，教師會要求學(xué)生代表對交流成果總結(jié)分析，并對其提出的問題解決方案進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整，對實驗結(jié)果進(jìn)行預(yù)測分析；（3）實施階段，教師依據(jù)實驗教學(xué)方案，引導(dǎo)學(xué)生開展組內(nèi)實驗探究，并對實驗相關(guān)數(shù)據(jù)和結(jié)果記錄.

例如 在“傳感器”章節(jié)中的“觸感器及工作原理”實驗教學(xué)中，學(xué)生對傳感器相關(guān)知識具有初步了解后，進(jìn)一步分析不同傳感器的組成結(jié)構(gòu).教師將學(xué)生劃分成多個實驗小組，基于多用電表分析光敏電阻、金屬熱電阻和熱敏電阻等不同電阻的工作原理，并對探討結(jié)果總結(jié)分析.隨后，教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計簡單的傳感器電路，如音樂盒或火警報警器等，并對設(shè)計原理進(jìn)行闡述，在組內(nèi)進(jìn)行探討分析.

3.3 科學(xué)布置課后作業(yè)，創(chuàng)新學(xué)生物理思維

學(xué)生對于物理實驗教學(xué)的興趣喜好程度會影響到最終教學(xué)質(zhì)量.在智慧課堂教學(xué)模式下，教師應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮自身的職能作用，引導(dǎo)學(xué)生對物理實驗教學(xué)進(jìn)行深入研究，為學(xué)生提供充分的自我學(xué)習(xí)空間，通過實驗教學(xué)激發(fā)學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)興趣，逐步實現(xiàn)思維擴(kuò)展的教學(xué)目標(biāo).通過多樣化實驗教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生對實驗過程具有全面清晰的認(rèn)知，能夠養(yǎng)成物理實驗的科學(xué)思維，從本質(zhì)上理解物理實驗的核心內(nèi)容，并對實驗結(jié)果進(jìn)行整合[5].基于課后作業(yè)能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)印象進(jìn)一步加深，強(qiáng)化物理實驗教學(xué)成果，并為學(xué)生展示實驗過程中并未涉及的重點知識或關(guān)聯(lián)知識，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的有效延伸.

在設(shè)計物理實驗教學(xué)課后作業(yè)時，教師應(yīng)注重以下幾方面：（1）課后作業(yè)內(nèi)容應(yīng)和學(xué)生的日常生活具有緊密關(guān)聯(lián)，能夠為學(xué)生提供足夠的學(xué)習(xí)趣味性和真實性，將理論知識與實際生活有機(jī)結(jié)合到一起，幫助學(xué)生開闊知識視野[3]；（2）注重培養(yǎng)學(xué)生的信息化技術(shù)能力，教師可引導(dǎo)學(xué)生對教材之外的物理實驗進(jìn)行了解，充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源展開物理學(xué)習(xí)，借助互聯(lián)網(wǎng)能夠幫助學(xué)生開拓眼界，并對物理實驗核心知識具有更加全面、細(xì)化的認(rèn)知與學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生構(gòu)建物理實驗知識網(wǎng)絡(luò)，逐步培養(yǎng)學(xué)生的物理思維.

例如 在“光”章節(jié)中的“用雙縫干涉測量光的波長”實驗教學(xué)中，在完成課堂實驗教學(xué)環(huán)節(jié)后，教師可為學(xué)生布置課后作業(yè)，如將綠色濾光片換成紅色濾光片的變化情況、將雙縫間距改成0.3mm的實驗結(jié)果、將毛玻璃屏原理雙縫的實驗結(jié)果變化等.學(xué)生可通過互聯(lián)網(wǎng)對相關(guān)實驗內(nèi)容進(jìn)行查找，并對知識內(nèi)容記錄分析，最終實現(xiàn)對教材知識內(nèi)容的補(bǔ)充和擴(kuò)展，進(jìn)一步提高學(xué)生的知識視野.

3.4 利用智慧課堂平臺，加強(qiáng)作業(yè)反饋效果

智慧課堂教學(xué)模式下，教師應(yīng)學(xué)會科學(xué)利用智慧教育平臺開展教學(xué)工作.在作業(yè)評價環(huán)節(jié)，教師可在物理實驗結(jié)束后為學(xué)生布置在線作業(yè)，學(xué)生可在平板電腦等終端完成作業(yè)內(nèi)容.學(xué)生在作業(yè)完成后能夠及時接收到平臺反饋信息，查看作業(yè)具體完成情況，包括正確答案、解題思路、關(guān)鍵知識點等內(nèi)容，進(jìn)而對作業(yè)知識內(nèi)容的掌握情況具有清晰認(rèn)知[6].教師可將作業(yè)解答內(nèi)容制作成圖片、文字或者視頻等不同形式，結(jié)合高中生學(xué)習(xí)特征豐富作業(yè)形式，保證學(xué)生的作業(yè)完成效果.同時，教師可借助智慧教育平臺掌握全體學(xué)生對物理實驗的學(xué)習(xí)水平，并查看每一位學(xué)生的具體學(xué)習(xí)情況，為其建立錯題庫系統(tǒng)，真實記錄每次作業(yè)完成情況，以便后續(xù)開展復(fù)習(xí)教學(xué)工作.除此之外，通過智慧教育平臺還能夠幫助教師分析物理實驗教學(xué)的整體方案應(yīng)用效果，對后續(xù)物理實驗教學(xué)方案內(nèi)容進(jìn)行動態(tài)化的調(diào)整變動，以此保證物理實驗教學(xué)的成果質(zhì)量，并凸顯智慧課堂的積極作用.

4 結(jié)語

新時期教育背景下，高中物理教育更注重學(xué)生綜合能力與核心素養(yǎng)的培養(yǎng)教學(xué)，以此需要對傳統(tǒng)教學(xué)模式與方法優(yōu)化改進(jìn).基于智慧課堂的教學(xué)模式能夠充分體現(xiàn)信息化技術(shù)的優(yōu)勢作用，為學(xué)生展示充足的優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源，在持續(xù)的教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生主觀能動性，以此提高學(xué)生物理實驗學(xué)習(xí)質(zhì)量，為智慧教育工作開展奠定良好的基礎(chǔ)保障.

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