互聯(lián)網(wǎng)+背景下物理習(xí)題教學(xué)設(shè)想與構(gòu)建

摘要：信息通信技術(shù)的高速發(fā)展，使得學(xué)生獲得知識的途徑呈現(xiàn)多樣化，教師的教學(xué)模式和教學(xué)方法也發(fā)生了很大的變化。在物理習(xí)題教學(xué)過程中，以“互聯(lián)網(wǎng)+”資源網(wǎng)站為平臺，通過課前教學(xué)準備、學(xué)生在線預(yù)習(xí)、課堂互動探究、課后在線交流提升、在線檢測評價等實施環(huán)節(jié)，為學(xué)生提供更多自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，讓學(xué)習(xí)變得更加豐富多彩，讓教學(xué)效果更加切實高效。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+；物理習(xí)題；教學(xué)模式；實時反饋

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1009-010X（2017）20/23-0033-04

“互聯(lián)網(wǎng)+物理習(xí)題”可定義為：在大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)等技術(shù)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，對現(xiàn)有的物理習(xí)題教學(xué)模式進行創(chuàng)新與改革，使得“互聯(lián)網(wǎng)+”模式下的人機交互、人工智能等教育形式在物理習(xí)題教學(xué)中成為可能，努力提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)物理的主動性，使得學(xué)習(xí)效率、學(xué)習(xí)有效性得到極大提高。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，課前預(yù)習(xí)、設(shè)問答疑、互動探究、課后測試、自動閱卷、數(shù)據(jù)分析、提問互動等這一切都可以在線上進行，實現(xiàn)線上學(xué)習(xí)和線下課堂教學(xué)的有效融合，互為補充。因此學(xué)生學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)效果的統(tǒng)計信息，要即時錄入互聯(lián)網(wǎng)資源平臺，并反饋給教師和學(xué)生。這一教學(xué)模式把學(xué)生自主式學(xué)習(xí)、教師引導(dǎo)式教學(xué)及后續(xù)學(xué)習(xí)評價很好地統(tǒng)一在一起，讓學(xué)生學(xué)習(xí)的過程性評價得以落實。下面以中學(xué)物理《電磁感應(yīng)圖象問題》為例，簡要分享互聯(lián)網(wǎng)+物理習(xí)題教學(xué)模式的構(gòu)建及教學(xué)評價過程。

一、電磁感應(yīng)圖象問題的知識解讀與教學(xué)策略

電磁感應(yīng)中常涉及電磁感應(yīng)物理量隨位移x或時間t變化的圖象分析，這類題目統(tǒng)稱為電磁感應(yīng)的圖象問題。本節(jié)課作為電磁感應(yīng)的拓展應(yīng)用而編排。通過本節(jié)課的教學(xué)實施，主要完成以下教學(xué)目標：①了解電磁感應(yīng)中常見的圖象類型；②掌握從電磁感應(yīng)現(xiàn)象中得出圖象的方法；③通過對模型的歸納與分析，掌握圖象問題的命題方向及解題策略。由于其中涉及磁感應(yīng)強度、磁通量、感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流等物理量隨時間或位移變化的圖象，對于這類問題學(xué)生往往感覺非常棘手。因此本節(jié)課的教學(xué)嘗試以互聯(lián)網(wǎng)平臺為依托，線上、線下逐次引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建電磁感應(yīng)圖象問題中常見的物理模型，幫助學(xué)生比較全面地掌握此類問題可能的命題方向和解題策略，促進學(xué)生在“電磁感應(yīng)圖象問題”這節(jié)課學(xué)習(xí)上的進階發(fā)展。

二、基于互聯(lián)網(wǎng)資源平臺的“電磁感應(yīng)圖象問題”的教學(xué)實踐

（一）課前教學(xué)準備

教師根據(jù)教學(xué)目標提出在線學(xué)習(xí)任務(wù)并創(chuàng)建輔助資源庫，包括學(xué)習(xí)內(nèi)容、預(yù)習(xí)目標、問題集錦和預(yù)習(xí)測試等，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)；資源庫以微課視頻為中心，輔助以課件、教案、課程相關(guān)素材、優(yōu)質(zhì)教學(xué)網(wǎng)站等。微視頻的制作根據(jù)電磁感應(yīng)圖象問題的知識特點和技能要求可分為3個單元模塊：電磁感應(yīng)圖象問題的要點詮釋；動生類問題的圖象構(gòu)建與解題策略；感生類問題的圖象構(gòu)建與解題策略。每個視頻錄制的時間大致控制在10分鐘左右。預(yù)習(xí)測試則是以考查學(xué)生對于圖象的認識、動生類問題及感生類問題的構(gòu)建及解題策略實施為主要目標。此外教師還應(yīng)創(chuàng)建課程專用聊天室和留言板供學(xué)生在線學(xué)習(xí)時留言提問、交流反饋、主題研討等。

（二）學(xué)生在線預(yù)習(xí)

學(xué)生按照教師布置的課程學(xué)習(xí)要求登陸互聯(lián)網(wǎng)資源平臺進行自主學(xué)習(xí)，瀏覽本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)目標，觀看3個微課視頻及資源庫中的課件、教案、相關(guān)素材等，形成本節(jié)課程的初始元認知，并構(gòu)建如下知識體系：

1.電磁感應(yīng)常見圖象：B-t、Φ-t、E-t、I-t、F-t、E-x、I-x、P-x、F-x圖等。

2.圖象模型的構(gòu)建及解題策略

（1）動生類問題：主要研究單桿、雙桿或?qū)w框等切割磁感線產(chǎn)生的圖象問題。

學(xué)生結(jié)束自主學(xué)習(xí)課程后，登陸資源平臺完成教師布置的預(yù)習(xí)作業(yè)和自主檢測卷反饋學(xué)習(xí)效果。然后進入聊天室與教師、同學(xué)進行互動，交流觀看微課視頻的心得、分享完成作業(yè)、檢測卷過程中遇到的問題，從而解決疑惑，提高學(xué)習(xí)效率。同時資源平臺的后臺管理評測系統(tǒng)對學(xué)生在交流互動中提出的問題進行采集、整理并反饋給任課教師，并對學(xué)生提交的作業(yè)和檢測試題答案進行批改并對結(jié)果進行分析統(tǒng)計，然后將數(shù)據(jù)信息反饋給教師和學(xué)生。學(xué)生可以通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和評測結(jié)果了解自己對于課程掌握的程度，同時教師也可以實時了解學(xué)生對于該知識點掌握的所有信息，從而為課堂教學(xué)的展開打好基礎(chǔ)。

（三）課堂互動探究

在課堂教學(xué)過程中，教師可利用知識整理拓展、題型典例應(yīng)用探究、課堂互動交流等教學(xué)實施策略引導(dǎo)學(xué)生對電磁感應(yīng)圖象問題認識的整體提升。

1.知識拓展分析

教師在此教學(xué)環(huán)節(jié)可根據(jù)學(xué)生自主預(yù)習(xí)過程反饋的情況進行細化整理，對圖象模型進行拓展歸納分類，提升學(xué)生對圖象模型的認識程度。

（1）圖象問題一般的處理思路

首先要認清是什么圖象，弄清圖象的物理意義，其次要分清階段，然后對每個階段的導(dǎo)體切割磁感線情況或回路磁通量變化情況進行詳細分析，并進一步確定感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流等的大小和方向的變化特點，從而分析其它物理量隨位移x或時間t的變化規(guī)律。

（2）圖象的拓展分析

①在圖象中E、I、F等物理量的方向是通過正負值來反映的，因此畫圖象時要注意橫、縱坐標的單位長度定義或表達。

②分析桿類模型切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向時，可利用右手定則進行處理；分析導(dǎo)體框切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向時，可利用右手定則也可利用楞次定律進行處理；分析磁場變化產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向時，可利用楞次定律進行判斷分析。

③在動生類問題中若圖象橫坐標為時間t，則可在原解題思路的基礎(chǔ)上，利用運動學(xué)公式找出位移x、速度v和時間t的函數(shù)關(guān)系，將物理量與位移x、速度v的關(guān)系轉(zhuǎn)化成物理量與時間t的關(guān)系，進而表示出相應(yīng)的圖象。

2.題型典例應(yīng)用探究

教師通過幾個典型例題的分析，引導(dǎo)學(xué)生探究電磁感應(yīng)圖象問題的命題方向和解題策略，加深對圖象模型的理解。

例1：如圖甲所示，兩固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌足夠長且電阻不計。兩質(zhì)量、長度均相同的導(dǎo)體棒ab、cd，置于邊界水平的勻強磁場上方同一高度h處。磁場高度為2h，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直。先由靜止釋放ab并開始計時，在t0時刻ab進入磁場并剛好做勻速直線運動，此時再靜止釋放cd，兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終垂直并保持良好接觸，用v表示ab的速度，Ek表示cd的動能，x表示cd相對釋放點的位移。圖乙中正確的是（ ）

題源分析：本題由題設(shè)條件可知為動生切割類問題，根據(jù)解題策略先判斷導(dǎo)體棒下落過程感應(yīng)電動勢的變化，然后由閉合電路歐姆定律判斷感應(yīng)電流的變化，進而判斷安培力的變化，最后由牛頓第二定律判斷加速度、速度和動能的變化。

例2：如圖a所示，在水平面上固定有平行直金屬導(dǎo)軌ab、cd，bd端接有電阻R。導(dǎo)體棒ef垂直放置在光滑導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌電阻不計。導(dǎo)軌右端區(qū)域存在垂直導(dǎo)軌面的勻強磁場，且磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖b所示。在t=0時刻，導(dǎo)體棒以速度vn從導(dǎo)軌的左端開始向右運動，經(jīng)過時間2t₀開始進入磁場區(qū)域，取磁場方向豎直向下為磁感應(yīng)強度的正方向，導(dǎo)體回路順時針方向為電流正方向，則導(dǎo)體回路中的電流隨時間t的變化規(guī)律圖像可能是（ ）

題源分析：由本題由題設(shè)條件可知在0-2t₀階段為感生類問題，可按感生類模型的解題策略判斷感應(yīng)電動勢的變化，再由閉合電路的歐姆定律判斷感應(yīng)電流隨時間的變化；在2t₀之后導(dǎo)體棒進入磁場切割磁感線，為動生類問題，可按動生類模型的解題策略進行分析求解。

3.課堂互動交流

教師將學(xué)生在聊天室或留言板中所涉及的問題進行歸納分類匯總，整理出幾個典型主題，以問題為中心組織課堂討論，可根據(jù)設(shè)置問題的難易程度組織開展自主探究或小組協(xié)作學(xué)習(xí)，由此促進學(xué)生對知識的深層次理解。在這個過程中教師可進行個性化的指導(dǎo)或集體講解，聆聽并記錄學(xué)生學(xué)習(xí)中可能出現(xiàn)的問題，觀察學(xué)生的總體表現(xiàn)，從而判斷教學(xué)目標是否實現(xiàn)，最后再總結(jié)陳述，從而實現(xiàn)學(xué)生知能體系的自主建構(gòu)和學(xué)科素養(yǎng)的自能提升。

（四）課后在線交流提升

學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)登陸互聯(lián)網(wǎng)平臺的互動交流板塊，對課堂學(xué)習(xí)的內(nèi)容進行進一步交流討論，發(fā)表對圖象問題的個人看法及疑問，上傳自己收集到的認為較好的資源至平臺與同學(xué)們分享，進而對本節(jié)課進行反思和總結(jié)，通過師生、生生間的在線交流，從而獲得多元化的信息反饋。最后教師提出本節(jié)課后期學(xué)習(xí)建議或拓展任務(wù)，并要求學(xué)生定期開展深入探究以實現(xiàn)電磁感應(yīng)圖象問題知識與技能的鞏固和拓展。

（五）在線檢測評價

學(xué)生登陸資源平臺完成教師布置的習(xí)題作業(yè)或檢測試卷，以檢驗自己對課堂知識和物理思維方法的掌握的程度。通過在線測試平臺教師也可以實時了解學(xué)生在解題時的思維變化及對知識點的掌握程度，而不是簡單的習(xí)題和檢測試卷的結(jié)果。學(xué)生完成習(xí)題后，計算機后臺評測系統(tǒng)會對學(xué)生提交的作業(yè)和檢測卷答案進行在線批改，后對測試結(jié)果進行綜合分析，最終將數(shù)據(jù)信息反饋給教師和學(xué)生，并提供智能化建議。教師根據(jù)數(shù)據(jù)反饋的結(jié)果，在后繼的課堂教學(xué)中就可以有針對性地幫助學(xué)生解決問題，從而搭建切實有效的師生互動、生生互動平臺。

基于互聯(lián)網(wǎng)平臺的習(xí)題教學(xué)模式創(chuàng)造了一種全新的習(xí)題教學(xué)環(huán)境，使學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維能力得以充分的培養(yǎng)。教師和學(xué)生以互聯(lián)網(wǎng)為平臺進行教與學(xué)，知識在互聯(lián)網(wǎng)上成型，同時線下活動和線上活動互相補充與拓展，從而提高了教學(xué)質(zhì)量。善于運用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并使之與教學(xué)過程有效融合是每個現(xiàn)代教育者都必須具備的能力，這是教育信息化發(fā)展研究帶來的機遇和挑戰(zhàn)，也是順應(yīng)時代發(fā)展的要求。

【責(zé)任編輯 韓梁彥】