智慧课堂在物理概念、规律课教学中的应用

    吴庆翔

    

    

    

    摘? ?要：“智慧课堂”使用诸如大数据，智能设备和互联网之类的新一代信息技术，有效地整合了上课前，上课时和课后的学生。对智慧课堂与物理概念、规律课的深度整合可以有效地解决目前教学过程中出现的误解：为了尽快完成教学任务，留下更多的时间让学生通过做物理习题巩固物理概念、规律，在概念、规律教学上，直接把物理公式、概念丢给学生，让学生死记硬背。

    关键词：智慧课堂;物理概念;物理规律;教学策略

    现如今许多学生学完物理之后，还是不了解物理概念、规律，从而导致考试不及格。众所周知，发展物理概念是一个漫长的过程。然而在教学过程中老师会出现误解：为了尽快完成教学任务，留下更多的时间让学生通过做物理习题巩固物理概念、规律，在概念、规律教学上，直接把物理公式、概念丢给学生，让学生死记硬背。这种教学方式短时间学生可以把公式机械的记下，但不能让学生完全了解物理概念、规律的内涵和外延，时间一长很容易遗忘。

    在教学实践中，作者积极研究智慧课堂信息化教学方法，并将智慧课堂引入实际学习中。 所谓“智慧课堂”，是指通过构建技术融合的生态化学习环境，借助人机协同作用，以优化教学过程，促进学生智慧发展的课堂教学范式[ 1 ]。智慧课堂使用诸如大数据，智能设备和互联网之类的新一代信息技术，有效地整合了上课前，上课时和课后的学生。

    智慧课堂克服了传统意义上的黑板和教室平台的局限性，并为学生创造了一种智慧的学习模式。智慧课堂教学过程主要包括以下链接，如图1所示。

    接下来以“平抛运动”为例，探讨智慧课堂的应用。

    1? 以学定教，课前复习

    “平抛运动”是高中物理教学中的重要模型。学生通过运动合成与分解的学习对其有了初步理论基础，但对整个运动的动态过程的理解不完全到位，对该模型的探究还有困难。因此，这节课的教学困难在于让学生在有限的时间内掌握研究平抛的方法和运动规律。根据学生的实际情况，老师通过智慧平台的教师端向学生分发了课前的教学材料，让学生完成课前练习。然后，老师将学生的回答数据上传。借助教师端的分析系统可以对全班同学的学习情况来进行深入分析，然后确定学生中的问题，发现薄弱的环节，确定教学的目标和困难，并提供有针对性的准确学习。

    比如笔者通过课前检测发现学生定性画出曲线运动的轨迹仍有困难，便在授课开始进行针对性的复习。

    笔者在课堂上向学生展示长L=80cm透明的玻璃管，把一端封闭，在装满水的水管里放上一个蜡烛块，然后将玻璃管用软木塞紧，将它倒立，此时蜡烛以v1=3cm/s缓慢上浮，管与人沿水平方向以v2=4cm/s做直线运动。图2为实例图：

    （1）蜡烛从底部上浮到试管顶部的时间，及该过程蜡烛的位移（相对地）;

    （2）蜡烛匀速上浮时，玻璃管沿水平方向开始直线运动，蜡烛上浮时间和第一问相比如何变化，并画出蜡烛块的运动轨迹。

    学生通过对上题的复习可以巩固运动合成与分解的知识，第2问画出轨迹实际上就是为接下来平抛运动的新课教学做铺垫，本题可以有效的复习旧课同时引出新课。

    2? 创设情境，课中互动

    以往较为传统的方案是通过老师课堂演示双轨道的平抛演示仪让学生观察，然而本实验持续时间较短，许多同学来不及认真观察实验就结束了，更加谈不上观察比较两小球在空中的运动情况。为了让学生获得更好的观察效果，笔者在本节课的教学中让学生借助智慧课堂学生端提供的附带摄像功能的智慧型平板将两小球平抛运动的过程录制成视频，利用学生端平板中自带的视频播放软件可以对所拍摄的视频进行慢镜头回看，以及视频剪辑，如图3 、图4 所示。这样，完整的实验过程有助于学生认识实验结果。

    在总结了平抛运动规律后，作者使用智慧课堂引导所有学生作答示例问题，借助智慧平台的大数据分析得出本题中各个问题学生作答的正确率，为接下来的课堂讲评提供准确的依据。

    【例题1】小明从某一高度以初始速度v0平抛一小球，经过t时间，小球速度可以和初始速度方向形成α角，当小球着地时，速度方向与初始速度v0 成β角，求：

    （1）抛起时的始速度v0;

    （2）落地时的速度为vt大小;

    （3）在这个过程中，水平的射程和本身抛出点高度h。

    在分析平抛运动的性质时，会出现一个问题：如果等时间内，物体速度的变化和速率的变化量是否相同？ 让学生进行例题2的思考与计算。

    【例题2】从离地面80m的高度，以初始速度v0=10m/s平抛物体，试求它在1秒末，2秒末，3秒末的速度，让学生比较前三秒内相同时间间隔（1s）平抛物体速率的变化和速度的变化。学生利用智慧平板作答，教师收集学生解答，得出相同时间平抛物体速率大小的变化并不相同。

    通过多媒体，图5示出了球在飞行过程中速度的变化。我们分析了平抛运动小球的加速度。物体仅受到重力，即加速度为g，物体的速度每秒增加10m/s。

    3? 利用大数据云平台的课后个性化作业

    课程完成后，作者根据学生的课堂教学情况为每个学生分配单独的作业和教学资源。学生做功课，并及时向老师报告。对于错误率较高的题目可以采用录制视频或微课解析，通过智慧课堂的平台推送给学生，学生再观看老师的讲解视频可以对所学内容加以梳理，同时如果学生还有疑问可以通过智慧课堂平台对老师进行提问或者发表自己的一些看法，与同在平台上的老师或者同学进行探讨。

    相比于传统的课堂教学，智慧课堂有着其与众不同的优点，通过大数据的学情分析为教學的目标制定方向，课堂上师生通过立体化的互动方式使得教学反馈比较及时，更容易让学生突破重、难点的教学。在教室里，大数据和学生的真实反馈引导教师为学生进行个性化工作。通过智慧课堂，学生可以有效掌握物理知识，这在高中物理教学中起着重要作用。

    参考文献：

    [1]孙曙辉，刘邦奇.基于动态学习数据分析的智慧课堂模式[J].中国教育信息化，2015（22）：21—24.