在智慧課堂環(huán)境下開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的初步探討

肖哲君

【摘 要】智慧課堂是當(dāng)前教育信息化研究的熱點(diǎn)話題，本文以人教版八年級(jí)《透鏡》一章的教學(xué)為例，探討以優(yōu)化初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)為目的的智慧課堂的開(kāi)展方法。

【關(guān)鍵詞】智慧課堂;實(shí)驗(yàn)教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G434 ??????【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】2095-3089（2019）09-0160-02

智慧課堂的構(gòu)建是當(dāng)前教育信息化研究的熱點(diǎn)話題。隨著大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，教育信息化是新時(shí)代的呼喚，“智慧課堂”作為一種理念、也作為教育教學(xué)手段是教育信息化發(fā)展的趨勢(shì)與愿景。

反觀我們一直追求的課堂教學(xué)大致有三個(gè)特征：掌握學(xué)情、因材施教和全員發(fā)展。因此，智慧課堂的“智慧性”至少應(yīng)涉及學(xué)情掌握的準(zhǔn)確便捷、教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化呈現(xiàn)、課堂教學(xué)的有效互動(dòng)、課堂學(xué)習(xí)之外的有效延伸、學(xué)習(xí)資源的便利獲取四個(gè)方面。

傳統(tǒng)的初中物理實(shí)驗(yàn)課堂由于條件所限，往往匆忙實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)探究過(guò)程、研究方法往往未能充分理解。對(duì)于初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，要通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，并要考慮到不同學(xué)生的情況因材施教，我們可以利用“智慧課堂”環(huán)境，將電子白板、實(shí)物投影、平板電腦、整合軟件、WIFI等現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)整合來(lái)優(yōu)化初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。下面我以人教版八年級(jí)《透鏡》一章的教學(xué)為例，探討以優(yōu)化初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)為目的的智慧課堂的開(kāi)展方法。

一、進(jìn)行課前任務(wù)推送和課前課后小測(cè)，精準(zhǔn)掌握學(xué)情

過(guò)去我們對(duì)學(xué)情的掌握往往基于教師的經(jīng)驗(yàn)和對(duì)學(xué)生的猜測(cè)，如課前學(xué)生是否知道透鏡在生活中有哪些應(yīng)用？是否知道凸透鏡對(duì)光線有“會(huì)聚”作用？是否知道近視眼鏡和老花鏡的區(qū)別？對(duì)于這些問(wèn)題教師只能憑經(jīng)驗(yàn)去猜測(cè)學(xué)生了解的程度，而且并不清楚這種猜測(cè)離學(xué)生真實(shí)的情況相差多遠(yuǎn)。我們可以利用學(xué)生端的平板電腦，在第一節(jié)《透鏡》的課前布置三個(gè)任務(wù)：1.請(qǐng)你發(fā)一張圖片展示你在生活中見(jiàn)過(guò)的透鏡，盡量與其他同學(xué)不同并將其分享到班群;2.推送短視頻《一滴露水引發(fā)的火災(zāi)》，提問(wèn)：水滴對(duì)光線有__________作用？3.你知道近視眼鏡和老花鏡有哪些區(qū)別嗎？請(qǐng)至少寫(xiě)出一個(gè)區(qū)別。

課前收集到的圖片，既是學(xué)生課前預(yù)習(xí)的證明，也提供學(xué)生之間交流學(xué)習(xí)的平臺(tái)，教師還能從中挑選部分放進(jìn)教學(xué)PPT中課堂展示，既正向反饋學(xué)生完成的任務(wù)，也更能貼近學(xué)生的認(rèn)知視角。這三個(gè)任務(wù)的完成，教師對(duì)出現(xiàn)通病與個(gè)性案例都能及時(shí)作出分析，更加準(zhǔn)確地了解學(xué)生的學(xué)情，對(duì)教學(xué)思路、授課內(nèi)容可以及時(shí)調(diào)整。

第3節(jié)課《凸透鏡成像規(guī)律》是本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)，至少安排兩個(gè)課時(shí)進(jìn)行教學(xué)。第一課時(shí)完成實(shí)驗(yàn)，初步得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論;第二課時(shí)，對(duì)成像原理從光路圖的角度進(jìn)行理解加深，并掌握動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的方法。第二個(gè)課時(shí)上課伊始首先進(jìn)行課前小測(cè)，利用學(xué)生端平板電腦進(jìn)行3道選擇題的檢測(cè)，由即時(shí)分析得到的數(shù)據(jù)為依據(jù)，分析學(xué)生的掌握情況并確定本節(jié)課的教學(xué)進(jìn)度和難度。在本節(jié)課的最后5分鐘，再次進(jìn)行課堂小測(cè)，同樣用3道選擇題，根據(jù)即時(shí)分析得到的數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生的上課效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。由于智慧教室的使用，正答率與作答情況可以當(dāng)堂檢測(cè)，輔以備用題庫(kù)，未能掌握問(wèn)題、重要知識(shí)點(diǎn)都一清二楚，得以在課堂中鞏固加深;并且，凡是課堂訓(xùn)練與練習(xí)中，學(xué)生出現(xiàn)的錯(cuò)答都會(huì)及時(shí)歸納在學(xué)生自己特有的糾錯(cuò)系統(tǒng)中，針對(duì)性更高，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)糾錯(cuò)。學(xué)生學(xué)情的清晰掌握，為改進(jìn)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)提供指引。

二、用手機(jī)或者平板電腦的投屏功能，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)

合理利用“投屏”這一功能對(duì)展示學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程是一種非常有效、值得贊賞和推廣的教學(xué)手段，比起傳統(tǒng)的實(shí)物投影，它不需要學(xué)生走上講臺(tái)或者搬動(dòng)實(shí)驗(yàn)器材，也不會(huì)受攝像頭角度的限制，可以更加靈活自如地展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及過(guò)程，大大優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)，促進(jìn)課堂教學(xué)的有效互動(dòng)。

《凸透鏡成像規(guī)律》一課上課伊始，為了讓學(xué)生體驗(yàn)成像特點(diǎn)與物距有關(guān)，我要求學(xué)生用手里的凸透鏡觀察物理課本上的幾個(gè)字，透鏡從貼著課本開(kāi)始，逐漸增大透鏡到課本的距離，隨著物距的改變觀察到的像的特點(diǎn)也隨之不同。但是有的同學(xué)能觀察到開(kāi)始的“正立放大的像”和最后的“倒立縮小的像”，就是觀察不到在兩者中間出現(xiàn)過(guò)的“倒立放大的像”，這時(shí)教師可以走到能夠看到“倒立放大的像”的同學(xué)身邊，運(yùn)用手機(jī)或者平板電腦的投屏功能，將學(xué)生的操作方法和看到的情景實(shí)時(shí)在大屏幕上直播，這樣既讓未完成實(shí)驗(yàn)的同學(xué)了解實(shí)驗(yàn)操作方法、看到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，又大大鼓舞了做演示的同學(xué)的學(xué)習(xí)信心和熱情。

在《凸透鏡成像規(guī)律》的第二課時(shí)，也有一個(gè)環(huán)節(jié)很適合利用投屏功能。在凸透鏡成像規(guī)律的光路分析完畢后，教師提出問(wèn)題：“虛像可以用眼睛觀察，實(shí)像能否被眼睛觀察到呢？”然后進(jìn)行演示：將蠟燭位于凸透鏡兩倍焦距以外，調(diào)節(jié)光屏到透鏡的距離直到光屏上接收到清晰的像，此時(shí)確定像的位置即是此時(shí)光屏的所在;取下光屏，移動(dòng)眼睛位置看是否能直接觀察到該實(shí)像。為了展示人眼看到的現(xiàn)象，教師用手機(jī)或平板電腦中的攝像頭模擬人類的眼睛，將攝像頭位于實(shí)像和透鏡之間、攝像頭距離凸透鏡的距離大于像距的地方，對(duì)比兩者的區(qū)別，由此說(shuō)明實(shí)像也能被眼睛看到，只是眼睛要在離透鏡的距離大于像距的位置，這時(shí)等同于用眼睛觀察位于像距上一個(gè)實(shí)物，如果考慮眼睛的明視距離則還需要在更遠(yuǎn)的位置觀察。又如蠟燭越少越低則像升高還是降低，對(duì)比透鏡降低所成的像上升還是降低，遮去一半透鏡，是否仍能成完整的像。

三、課堂教學(xué)的有效互動(dòng)，促進(jìn)全員發(fā)展

全員發(fā)展，就是要全員參與課堂，全員得到關(guān)注，全員獲得發(fā)展。利用智慧課堂中微課的推送播放，讓學(xué)生按需查閱實(shí)驗(yàn)相關(guān)要點(diǎn)，使學(xué)生課堂實(shí)驗(yàn)時(shí)更加高效。學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，智慧課堂環(huán)境可以營(yíng)造一個(gè)互動(dòng)空間，學(xué)生通過(guò)電子書(shū)包記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，及時(shí)分享、提問(wèn)，并且利用電子書(shū)包中的軟件記錄數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，拍攝實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵的現(xiàn)象情況，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并及時(shí)與同學(xué)進(jìn)行互動(dòng)分享，老師也可以立刻瀏覽到，并進(jìn)行針對(duì)性的點(diǎn)評(píng)。如《凸透鏡成像規(guī)律》第一課時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，兩人為一小組，六人為一大組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，首先小組同學(xué)可以自主選擇5-8組不同的物距，分別記錄像的性質(zhì)和像距;然后將實(shí)驗(yàn)記錄拍照分享到大組的文件夾中;大組內(nèi)進(jìn)行分工，將具有相同性質(zhì)的像歸類在一起，分別由三個(gè)小組負(fù)責(zé)分析：物距、像距和焦距之間關(guān)系有什么共性，得出部分實(shí)驗(yàn)結(jié)論;最后再次將實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果在大組內(nèi)分享，綜合得出凸透鏡成像規(guī)律。

四、延伸課堂，實(shí)驗(yàn)操作作業(yè)化

由于條件所限，目前的實(shí)驗(yàn)考查仍僅限于紙筆測(cè)試，在傳統(tǒng)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)操作也只能在課堂上來(lái)完成，否則教師難以檢查學(xué)生是否真正進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)操作。但是有了智慧課堂教學(xué)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)操作也可以作為一項(xiàng)作業(yè)來(lái)完成，將實(shí)驗(yàn)操作延伸至課外。如第一節(jié)《透鏡》的課堂教學(xué)之前，我布置學(xué)生用學(xué)具研究透鏡對(duì)光線的作用，將實(shí)驗(yàn)照片上傳，同時(shí)完成相應(yīng)的學(xué)案。上傳實(shí)驗(yàn)照片的任務(wù)保證學(xué)生如實(shí)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)操作，完成學(xué)案則是落實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果的環(huán)節(jié)，同時(shí)也便于教師檢查完成情況。學(xué)生在完成了這一部分的預(yù)習(xí)之后，課堂上教師有更充分的時(shí)間進(jìn)行關(guān)于什么是“會(huì)聚作用”和“發(fā)散所用”的探討，有更充分的時(shí)間進(jìn)行特殊光線的訓(xùn)練，還有時(shí)間在課堂上讓學(xué)生到陽(yáng)臺(tái)或走廊利用太陽(yáng)光測(cè)量所用凸透鏡的焦距。這樣課堂、課外實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的落實(shí)和完成。

學(xué)具照片：

五、便利獲取學(xué)習(xí)資源，體現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)服務(wù)

1. 錄制教學(xué)視頻供學(xué)生學(xué)習(xí)。

教師可以錄制一些教學(xué)視頻推送給學(xué)生，學(xué)生可以按需選看這些視頻，還可以隨意暫停、重復(fù)、快進(jìn)，根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度來(lái)控制。如用“學(xué)具研究透鏡對(duì)光線的作用”的作業(yè)中實(shí)驗(yàn)11是比較難理解的，教師可以錄制該實(shí)驗(yàn)操作視頻并與作業(yè)一起推送給學(xué)生，學(xué)生在作業(yè)中遇到困難便可以通過(guò)觀看視頻獲得幫助。這里需要學(xué)生明白怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，用語(yǔ)言進(jìn)行操作說(shuō)明固然可以，但如果配合操作視頻則會(huì)讓基礎(chǔ)比較薄弱的學(xué)生能更直觀地了解操作的方法，降低學(xué)習(xí)難度，是智慧課堂中個(gè)性化資源與服務(wù)的體現(xiàn)。

2.推送動(dòng)畫(huà)促進(jìn)學(xué)生理解。

凸透鏡第一課時(shí)的課后，將凸透鏡成像規(guī)律的動(dòng)畫(huà)推送給學(xué)生，并完成表格的填空。讓學(xué)生在課后可以通過(guò)改變參數(shù)，如移動(dòng)蠟燭的位置改變物距來(lái)復(fù)習(xí)成像特點(diǎn)的變化，從而熟練掌握成像規(guī)律。在傳統(tǒng)教學(xué)中這個(gè)動(dòng)畫(huà)往往只能在課堂上播放，由教師演示給學(xué)生觀看，大多數(shù)學(xué)生看完老師的演示并不能立即熟練掌握，但作為課后作業(yè)提供給學(xué)生，學(xué)生則可以反復(fù)操作慢慢熟悉;學(xué)生有了自己改變成像條件的主動(dòng)意識(shí)，觀察也更加細(xì)致，就有愛(ài)思考的學(xué)生提出：物距不變，改變透鏡的焦距，成像的特點(diǎn)發(fā)生什么變化？教師可以在討論區(qū)中將學(xué)生提出的問(wèn)題進(jìn)行引導(dǎo)思考或給予解答。

3.教師開(kāi)展線上指導(dǎo)。

在章節(jié)教學(xué)開(kāi)始之初，便向同學(xué)們公布“物理光學(xué)小制作的比賽”通知，目的是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，提高學(xué)生動(dòng)手能力，增強(qiáng)將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用于生活實(shí)際的意識(shí)。這是學(xué)生第一次進(jìn)行物理小制作，有的學(xué)生對(duì)做什么、怎么做比較迷茫，教師可以將部分光學(xué)小制作的制作方法提供給學(xué)生，學(xué)生也可以在討論區(qū)中分享制作心得，教師可以給予回復(fù)指導(dǎo)。

“智慧課堂”作為一種理念、也作為教育教學(xué)手段是教育信息化發(fā)展的趨勢(shì)與愿景，同時(shí)這一理念的實(shí)現(xiàn)、在課堂教學(xué)的作用發(fā)揮還在不斷更新和改進(jìn)過(guò)程中。實(shí)踐過(guò)程中，教師能感覺(jué)到它給物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)了很多傳統(tǒng)課堂不能提供的便利，包括生生、師生的交互功能，課堂的延伸功能，豐富的本地、互聯(lián)網(wǎng)課程資源，還有實(shí)時(shí)的反饋功能。但是，要讓智慧課堂平臺(tái)與傳統(tǒng)課堂的學(xué)科教學(xué)有機(jī)融合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)探究能力、學(xué)習(xí)效果等，絕不可能通過(guò)有限的淺嘗輒止的幾種教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)就能實(shí)現(xiàn)，還需要我們繼續(xù)堅(jiān)持更深入的教學(xué)研究及實(shí)踐探索。

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