用信息技術(shù)支撐高中物理智慧教育的案例設(shè)計(jì)

郭彬 張語(yǔ)函 鐘永江

摘要：隨著信息化的發(fā)展，在當(dāng)前背景下，智慧教育沖擊了傳統(tǒng)意義上的教學(xué)模式，打破了以教為主的學(xué)習(xí)方式，真正實(shí)現(xiàn)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)，滿足了學(xué)生的個(gè)性化需求，是一種全新的教育實(shí)踐探索以及教學(xué)理念。智慧教育是我國(guó)教育發(fā)展的必然選擇和重要趨勢(shì)，是解決當(dāng)今教育問(wèn)題的重要措施。本文分析了高中物理的智慧教育內(nèi)涵及要求，研究了支持智慧教育的數(shù)字化環(huán)境，同時(shí)提供了一份物理智慧教育的教學(xué)案例。

關(guān)鍵詞：高中物理;智慧教育;教學(xué)案例

中圖分類(lèi)號(hào)：G427 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? 論文編號(hào)：1674-2117（2015）09-0043-03

● 高中物理智慧教育內(nèi)涵及要求

物理就是要以“物”悟“理”。高中物理教學(xué)的重要策略是從現(xiàn)實(shí)生活中提煉物理問(wèn)題，在分析物理問(wèn)題的過(guò)程中建構(gòu)物理知識(shí)，將物理知識(shí)應(yīng)用于具體的生活與生產(chǎn)實(shí)踐?，F(xiàn)如今高中物理教師主要傳授給學(xué)生的是物理知識(shí)的概念及公式，忽略了對(duì)學(xué)生智慧的培養(yǎng)，因而造成了學(xué)生不清楚物理思想、方法及知識(shí)結(jié)構(gòu)，只知道物理原理并用之做題，不知道原理因何而來(lái)，有何作用。諸如此類(lèi)的問(wèn)題，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)物理情境感悟較差，物理學(xué)習(xí)勞而無(wú)功，困難重重。最終，學(xué)生只是去機(jī)械性地學(xué)習(xí)，而不是去“悟理”，缺乏智慧有效的學(xué)習(xí)方法。

為了讓智慧教育在物理課堂中實(shí)現(xiàn)，必然要對(duì)高中物理課堂教學(xué)提出新的要求：教師不僅要注重知識(shí)的教授，還要注重對(duì)學(xué)生智慧的培養(yǎng)。在智慧教育背景下，教師在課堂教學(xué)中的角色發(fā)生了重大變化，教師不再是課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)者、組織者，而是學(xué)生學(xué)習(xí)資源的開(kāi)發(fā)者、發(fā)布者。教師的教不再是一步步導(dǎo)學(xué)，而是在學(xué)習(xí)總結(jié)評(píng)價(jià)中對(duì)學(xué)的反思。課前，學(xué)生自主預(yù)習(xí)教師提供的學(xué)習(xí)資源，從中形成教學(xué)“問(wèn)題”以供課中合作探究;課上，通過(guò)合作探究、相互為教，達(dá)到對(duì)所學(xué)知識(shí)的內(nèi)化，進(jìn)而動(dòng)手訓(xùn)練、展示學(xué)習(xí)成果;教師在“總結(jié)釋疑”環(huán)節(jié)分享學(xué)習(xí)心得，形成學(xué)習(xí)交流比對(duì)，提供深入學(xué)習(xí)資源，達(dá)到深化學(xué)習(xí)的目的。

在物理教學(xué)中，當(dāng)學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)時(shí)，物理知識(shí)就會(huì)鮮活起來(lái)，其理性力量就會(huì)擴(kuò)張，學(xué)生就會(huì)感受到生活中物理無(wú)處不在，真正轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾鲗W(xué)習(xí)，從而通過(guò)智慧學(xué)習(xí)使學(xué)生的理解能力得到提升。

● 高中物理智慧教育環(huán)境

如今信息化的發(fā)展為智慧教育的開(kāi)展提供了條件，高中物理學(xué)科的智慧教育離不開(kāi)數(shù)字化的學(xué)習(xí)環(huán)境。微課、信息化教學(xué)平臺(tái)、電子書(shū)包等都是新興的支持教學(xué)的資源工具，本文提供的教學(xué)案例是在電子書(shū)包和微課環(huán)境下促成的智慧教學(xué)。

電子書(shū)包具有豐富的學(xué)習(xí)資源，包括文字、圖片、音頻、視頻、動(dòng)畫(huà)等，學(xué)生在開(kāi)放的教學(xué)環(huán)境下可以自由提取、處理信息，增加知識(shí)儲(chǔ)備量以及提高信息加工能力，極大地凸顯了學(xué)生的主體地位，并為學(xué)生自主探究提供了廣闊而又有針對(duì)性的學(xué)習(xí)資源。電子書(shū)包的內(nèi)容有難有易，學(xué)生可以自主選擇，滿足個(gè)性化學(xué)習(xí)。電子書(shū)包可提供答疑檢測(cè)，協(xié)作交流，在探究過(guò)程中，教師可及時(shí)了解學(xué)生的探究進(jìn)程，并給予指導(dǎo)和幫助。學(xué)生通過(guò)電子書(shū)包也可實(shí)現(xiàn)小組在線討論，這樣可避免在傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境下，小組成員需調(diào)換座位才能進(jìn)行協(xié)作探究的混亂場(chǎng)面。在下面的教學(xué)案例中，教師就充分利用了電子書(shū)包的答題檢測(cè)和交流展示的功能，在鞏固新知的同時(shí)充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)了學(xué)生的協(xié)作意識(shí)，提高了其語(yǔ)言表達(dá)能力。

教學(xué)平臺(tái)包括提供開(kāi)展教學(xué)實(shí)踐的場(chǎng)所，傳統(tǒng)的有教室、操場(chǎng)，新型的有網(wǎng)絡(luò)、電視等?！拔⒄n”以微視頻為主要載體，記錄了教師在課堂教學(xué)中圍繞某個(gè)知識(shí)點(diǎn)（重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)）或教學(xué)環(huán)節(jié)而開(kāi)展的教學(xué)活動(dòng)。對(duì)學(xué)生而言，“微課”能很好地滿足學(xué)生對(duì)不同學(xué)科知識(shí)點(diǎn)的個(gè)性化學(xué)習(xí)、按需選擇學(xué)習(xí)，既可查缺補(bǔ)漏、強(qiáng)化鞏固知識(shí)，又能促進(jìn)學(xué)生有效自主的學(xué)習(xí)。在下面案例中，教師就利用微課進(jìn)行實(shí)驗(yàn)展示讓學(xué)生開(kāi)展自主探究思考，從而實(shí)現(xiàn)課前的新知預(yù)習(xí)。

● 案例設(shè)計(jì)

《探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件》教學(xué)設(shè)計(jì)

1.教學(xué)內(nèi)容分析

《探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件》是電磁學(xué)的核心內(nèi)容之一，在整個(gè)高中物理中占有相當(dāng)重要的地位。本節(jié)內(nèi)容揭示了磁和電的內(nèi)在聯(lián)系，通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)的方法歸納出了“磁生電”的規(guī)律，在教材中起到了承前啟后的作用，是學(xué)生今后學(xué)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律和交變電流產(chǎn)生的基礎(chǔ)。

2.教學(xué)對(duì)象分析

學(xué)生在初中已對(duì)閉合電路的部分導(dǎo)線切割磁感線能產(chǎn)生電流有了一定的認(rèn)識(shí)，但在空間想象、問(wèn)題本質(zhì)的分析等方面還較為薄弱。因此，教師在教學(xué)中從學(xué)生的已有知識(shí)出發(fā)，通過(guò)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究實(shí)驗(yàn)、產(chǎn)生問(wèn)題、協(xié)作交流等學(xué)習(xí)方法，從而解決問(wèn)題得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的結(jié)論。

3.教學(xué)目標(biāo)制定

知識(shí)與技能目標(biāo)：理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。會(huì)應(yīng)用感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件解釋與電磁感應(yīng)現(xiàn)象有關(guān)的問(wèn)題。

過(guò)程與方法目標(biāo)：在探究“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的過(guò)程中，初步學(xué)會(huì)“實(shí)驗(yàn)—分析—猜想—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證—?dú)w納結(jié)論”的科學(xué)探究方法。

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：了解法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過(guò)程，體會(huì)科學(xué)家探索自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。

4.教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。

難點(diǎn)：從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的多樣性中抽象出電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。

5.教學(xué)方法及整合點(diǎn)

教學(xué)方法：信息技術(shù)輔助教學(xué)、自主探究法、合作探究法、演示實(shí)驗(yàn)法等。

整合點(diǎn)分析：①缺乏任意探究的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。②實(shí)驗(yàn)效果不明顯。③實(shí)驗(yàn)原理比較抽象，實(shí)驗(yàn)分析困難。解決方法：利用信息技術(shù)的虛擬仿真性提供任意探究的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使實(shí)驗(yàn)原理可視化，幫助學(xué)生形象直觀地理解物理知識(shí)。

6.教學(xué)模式

利用翻轉(zhuǎn)課堂，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)自主探究，可以有效節(jié)省課堂教學(xué)時(shí)間，提高課堂教學(xué)質(zhì)量，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，將被動(dòng)學(xué)習(xí)化為主動(dòng)學(xué)習(xí)。

7.教學(xué)環(huán)境

利用多媒體教學(xué)平臺(tái)和電子書(shū)包將課前學(xué)習(xí)和課堂學(xué)習(xí)貫穿，通過(guò)微課利用教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行課前實(shí)驗(yàn)探究，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

8.教學(xué)過(guò)程

課前：教師以“微課”的形式，利用電子書(shū)包教學(xué)平臺(tái)演示實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)討論平臺(tái)監(jiān)測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)情況，適時(shí)點(diǎn)撥學(xué)生學(xué)習(xí)方向，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，確定課上側(cè)重點(diǎn)及內(nèi)容。學(xué)生觀看微課，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)進(jìn)行討論。

整合點(diǎn)：①微課學(xué)習(xí)。聽(tīng)課個(gè)性化──課前利用微課視頻，將電磁感應(yīng)產(chǎn)生條件的實(shí)驗(yàn)提供給學(xué)生觀看，供學(xué)生思考，從而實(shí)現(xiàn)課前的新知預(yù)習(xí)。②專(zhuān)題學(xué)習(xí)平臺(tái)。學(xué)習(xí)個(gè)性化──利用專(zhuān)題學(xué)習(xí)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)間及知識(shí)掌握情況，根據(jù)學(xué)生討論內(nèi)容及時(shí)點(diǎn)撥，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，以確定上課內(nèi)容及側(cè)重點(diǎn)。

設(shè)計(jì)意圖：微課播放教學(xué)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)視頻能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。引導(dǎo)學(xué)生自主討論，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

課上：

①導(dǎo)入新課，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。教師描述科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的巨大推動(dòng)作用，出示學(xué)習(xí)目標(biāo)：第一，利用電子書(shū)包進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，初步了解電磁感應(yīng)的原理。第二，通過(guò)合作交流，討論切割磁感線時(shí)電流表是如何變化的。第三，積極投入，樂(lè)于交流。學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，回顧微課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，了解電磁感應(yīng)基本原理。

設(shè)計(jì)意圖：明確學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)目標(biāo)，便于學(xué)生檢測(cè)自己是否達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

②反饋學(xué)習(xí)，答疑解惑。微課學(xué)習(xí)后，學(xué)生進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試順利通關(guān)的同學(xué)，每人得5分，答錯(cuò)一題扣1分，全錯(cuò)不得分，同時(shí)課堂發(fā)言的同學(xué)每人得2分，各小組記分員及時(shí)記錄。學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)和答題情況，互動(dòng)分析、講解。

整合點(diǎn)：電子書(shū)包答題統(tǒng)計(jì)。評(píng)價(jià)、輔導(dǎo)個(gè)性化──利用電子書(shū)包答題檢測(cè)學(xué)習(xí)情況，統(tǒng)計(jì)顯示答題，互動(dòng)分析，取長(zhǎng)補(bǔ)短。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)檢測(cè)，了解學(xué)生對(duì)于電磁感應(yīng)原理的掌握情況，針對(duì)存在問(wèn)題，教師加以引導(dǎo)點(diǎn)撥，便于學(xué)生更好地掌握解題方法，并及時(shí)評(píng)價(jià)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

③練習(xí)鞏固，牛刀小試。教師出示并講解習(xí)題，如圖1所示，矩形線圈ABCD位于通電長(zhǎng)直導(dǎo)線附近，線圈與導(dǎo)線在一個(gè)平面內(nèi)，線圈的兩個(gè)邊與導(dǎo)線平行。下列哪種情況線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流？a.在這個(gè)平面內(nèi)，線圈遠(yuǎn)離或靠近長(zhǎng)直導(dǎo)線時(shí);b.在這個(gè)平面內(nèi)，線圈沿著平行與導(dǎo)線的方向上下運(yùn)動(dòng)時(shí);c.線圈以AB邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)。

學(xué)生練習(xí)鞏固，完成習(xí)題（如圖2）。

整合點(diǎn)：電子書(shū)包搜集功能+白板展示。利用電子書(shū)包中搜集圖片的功能，搜集各組任務(wù)，結(jié)合白板，展示各組學(xué)習(xí)成果，既調(diào)動(dòng)個(gè)體動(dòng)腦，同時(shí)也能激發(fā)學(xué)生之間的協(xié)作意識(shí)和團(tuán)隊(duì)榮譽(yù)感，鞏固對(duì)電磁感應(yīng)原理的理解。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)練習(xí)習(xí)題，鞏固電磁感應(yīng)原理的掌握。

④總結(jié)提升，溫馨提示。教師運(yùn)用課件展示溫馨提示。學(xué)生觀看課件，根據(jù)教師提示總結(jié)提升。

設(shè)計(jì)意圖：根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況及時(shí)總結(jié)提升，為學(xué)生運(yùn)用電磁感應(yīng)原理解決實(shí)際問(wèn)題，夯實(shí)基礎(chǔ)。

⑤遷移拓展，學(xué)以致用。通過(guò)對(duì)電磁感應(yīng)的學(xué)習(xí)，教師引導(dǎo)學(xué)生討論電磁感應(yīng)如何應(yīng)用于發(fā)電機(jī)、感應(yīng)馬達(dá)、變壓器。各小組組長(zhǎng)分工合作交流10分鐘、小組成員合作完成，展示合作成果，投票評(píng)選優(yōu)秀小組。

設(shè)計(jì)意圖：運(yùn)用本節(jié)課學(xué)習(xí)的電磁感應(yīng)原理，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

⑥總結(jié)梳理，布置任務(wù)。教師總結(jié)梳理知識(shí)點(diǎn)：電磁感應(yīng)概念及其產(chǎn)生條件;科學(xué)探究的理性化和延續(xù)性（前后知識(shí)的邏輯關(guān)系）。提出問(wèn)題：閉合電路中有電源就有電流;閉合電路中發(fā)生磁通量變化就有電流。從這兩句話中，我們得到什么啟示？學(xué)生積極總結(jié)學(xué)習(xí)收獲，完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

設(shè)計(jì)意圖：使物理知識(shí)系統(tǒng)化，讓每位學(xué)生個(gè)性得以充分發(fā)展。

智慧反思

從初、高中教學(xué)的銜接來(lái)看，本節(jié)課很好地體現(xiàn)了從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)的認(rèn)知規(guī)律。針對(duì)學(xué)生對(duì)電磁感應(yīng)的感性認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)不好，以及理性分析能力不強(qiáng)的現(xiàn)狀，本節(jié)課的教學(xué)從復(fù)習(xí)回顧開(kāi)始利用電子書(shū)包教學(xué)平臺(tái)以及微課的學(xué)習(xí)讓學(xué)生進(jìn)行課前自主探究分析，從而培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)個(gè)性化的需求，通過(guò)“回憶—探究—分析—探究—?dú)w納—鞏固—設(shè)疑”等環(huán)節(jié)，完成教學(xué)任務(wù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。