活用智慧教室技術(shù)創(chuàng)設(shè)物理情景激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

方敏

摘? ?要：智慧教室是將先進科技與教學(xué)有機融合的智慧型教學(xué)環(huán)境，是互聯(lián)網(wǎng)+時代發(fā)展的產(chǎn)物，是科技與教育共同進步的結(jié)果，是現(xiàn)代教育的前沿問題。智慧教室區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境，是一個活躍的課堂生態(tài)系統(tǒng)，其突出特點就是實現(xiàn)軟件功能與教學(xué)目標的有機結(jié)合，讓傳統(tǒng)班級授課制的弊端有了解決辦法，為解決推廣素質(zhì)教育的難題提供了新思路。目前以“智慧教室”為背景的教學(xué)理論研究正廣泛開展。本文以“平拋運動”教學(xué)中探究平拋運動規(guī)律為例，探討如何將智慧教室與課堂教學(xué)有效融合，創(chuàng)設(shè)物理情景，提升教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：智慧教室;中學(xué)物理;互動教學(xué);課例分析

引言

隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、情境感知技術(shù)日益完善，中小學(xué)教育信息化改革正在如火如荼地進行。探索基于信息技術(shù)環(huán)境的教學(xué)設(shè)計理論，將信息化技術(shù)與課堂教學(xué)有效融合，正在被整個教育界所關(guān)注。這其中“智慧教室”就是極具代表性的科技與教育共同進步的結(jié)果。它的涌現(xiàn)為教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”提供了無限可能。

1? 智慧教室環(huán)境下的課堂生態(tài)系統(tǒng)

“智慧教室”是數(shù)字教室和未來教室的一種形式，是一種新型的教育形式和現(xiàn)代化教育手段[1]。它不是簡單地利用多媒體技術(shù)包裝傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容，也不是機械地將教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化組合，而是回歸教學(xué)的本質(zhì)，借助現(xiàn)代信息技術(shù)，建立一個教與學(xué)、學(xué)與學(xué)之間的互動環(huán)境。智慧教室具有記錄學(xué)習(xí)過程、識別學(xué)習(xí)情景、聯(lián)接學(xué)習(xí)社群和感知物理環(huán)境等四大特征[2]。在智慧教室中，挑人、搶答、錄屏等豐富的應(yīng)用工具為課堂教學(xué)活動的開展提供便利;IRS即時反饋系統(tǒng)充分體現(xiàn)人與人、人與技術(shù)等之間的良好互動;手機端與Hiteach系統(tǒng)的融合，提供多樣化的教學(xué)媒體資源。

那么，與傳統(tǒng)簡易的多媒體教學(xué)相比，智慧教室中課堂教學(xué)互動是怎樣進行的？信息技術(shù)如何支持教學(xué)互動？下面以“探究平拋運動規(guī)律”這一教學(xué)片段為例，談?wù)勚腔劢淌噎h(huán)境下探究式教學(xué)活動的開展。

2? 課例分析——“平拋運動”

平拋運動是曲線運動的典型代表。通過對平拋運動的學(xué)習(xí)，使學(xué)生感悟曲線運動的分析方法。在此之前，學(xué)生學(xué)習(xí)了運動的合成與分解，但面對一個具體的曲線運動，如何剖析，學(xué)生無從下手。因此，在教學(xué)中必須讓學(xué)生感受平拋運動的運動學(xué)本質(zhì)，讓運動的分解有跡可循。

2.1? 傳統(tǒng)課堂對“平拋運動”的處理弊端

傳統(tǒng)課堂對于這個片段的處理一般有以下幾種形式：

（1）采用多媒體課件或Flash動畫“演示”平拋運動過程，但這些都是電腦模擬的結(jié)果，并不是真實的實驗，強加給學(xué)生認識，不符合認知規(guī)律。

（2）通過對比實驗得出結(jié)論：①平拋運動和自由落體運動的對比實驗，②平拋運動和水平勻速直線運動的對比實驗。這種方法現(xiàn)象明顯，結(jié)論清晰，但實驗過程太過短暫，不利于學(xué)生觀察。所以，這種方法只適合定性分析。

（3）進行學(xué)生分組實驗，取得數(shù)據(jù)，計算得出結(jié)論。這個方法讓學(xué)生親歷實驗探究過程，獲取數(shù)據(jù)真實。但這種方法獲得的實驗數(shù)據(jù)誤差大，不利于后續(xù)計算分析。

2.2? 智慧教室技術(shù)對“平拋運動”的交互處理

要解決上述問題，就需要確保數(shù)據(jù)“伴隨”過程而產(chǎn)生，形成的數(shù)據(jù)也就有了動態(tài)性、即時性，虛假數(shù)據(jù)無所遁形，數(shù)據(jù)的真實性也就因此得到保證。使用智慧教室，能很好實現(xiàn)這個功能。具體方案如下。

2.2.1? 智慧教室手機端錄頻

首先，通過對平拋運動的物體進行初始狀態(tài)分析和受力分析，發(fā)現(xiàn)平拋運動的物體具有水平初速度，運動全程只受重力。結(jié)合之前所學(xué)的運動合成和分解的知識，引導(dǎo)學(xué)生將平拋運動分解到水平和豎直兩個方向分析，并猜想這兩個方向上的運動特征，設(shè)計對比實驗驗證。在課堂上，現(xiàn)場用手機錄下一段借助平拋豎落儀完成的小球做平拋運動和自由落體運動的對比視頻，通過智慧教室手機端，將視頻上傳。學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)正常拍攝的視頻中，小球運動太快，不利于觀察。引導(dǎo)學(xué)生回顧之前研究直線運動規(guī)律時，用到的頻閃相機，每隔相同的時間拍照一次。通過分析相等時間間隔內(nèi)的位移變化規(guī)律，來判斷物體的運動性質(zhì)。而智慧教室手機端自帶的慢動作錄制功能，正好能實現(xiàn)這個效果。通過手機端錄制慢放狀態(tài)下的小球運動過程，并上傳至班級電腦。

2.2.2? 智慧教室作圖工具輔助

接著，使用智慧教室配套的作圖工具，在視頻截圖上作輔助坐標線，選取圓點圖案，描繪出每次截圖時小球的位置，從而確定小球的運動軌跡（如圖1）。最后通過對比坐標圖中圓點的位置關(guān)系，判斷平拋運動的物體豎直方向上的運動規(guī)律。

2.2.3? 智慧教室平板移動終端收集反饋

平拋運動水平方向上運動規(guī)律的探究，可以讓學(xué)生現(xiàn)場通過分組實驗來完成。利用平拋運動實驗儀，得到平拋運動軌跡圖象，分析水平方向上每個相同時間內(nèi)的運動信息。傳統(tǒng)課堂，分組實驗數(shù)據(jù)不易現(xiàn)場反饋收集匯總，但在智慧教室環(huán)境下，利用學(xué)生人手一臺的平板移動終端，就可以極其方便的匯總學(xué)生數(shù)據(jù)圖象。學(xué)生實驗完成后，分屏顯示學(xué)生畫出的數(shù)據(jù)圖象（一個頁面最多可以顯示九位學(xué)生做出的數(shù)據(jù)圖象），引導(dǎo)學(xué)生尋找水平方向上運動信息的共性，就可以得到小球在水平方向上做勻速直線運動的規(guī)律。

2.2.4? 智慧教室手機端實驗操作錄制對比強化

為強化教學(xué)效果，學(xué)生分組實驗后，教師可以使用平拋運動雙軌演示儀，同樣通過手機端，錄制慢放狀態(tài)下的水平勻速直線運動和平拋運動對比視頻。通過橫縱兩個坐標的同步記錄，綜合總結(jié)平拋運動的運動規(guī)律（如圖2）。

2.3? 智慧教室交互技術(shù)對“平拋運動”的處理優(yōu)勢

新課程理念強調(diào)：要讓學(xué)生在充分感知的基礎(chǔ)上，通過自主學(xué)習(xí)完成對新知識的認知。本節(jié)課在探究平拋運動規(guī)律時，通過智慧教室強大的軟件功能，讓學(xué)生清晰直觀地感受小球平拋運動的全過程，克服了傳統(tǒng)課堂實驗過程快，數(shù)據(jù)不易獲取的缺點，讓學(xué)生借助信息化手段獲取數(shù)據(jù)，親歷認知過程，通過自主實驗、演算，理解掌握平拋運動規(guī)律，把握運動實質(zhì)。

4? 結(jié)語

現(xiàn)代教育觀指出：學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，只有學(xué)生主動地參與教育活動，教育才有效。我們重視實踐、探索、發(fā)現(xiàn)在教學(xué)活動中的地位，就必須置學(xué)生于自主、探究、發(fā)現(xiàn)的活動中。如今，智慧教室的出現(xiàn)為我們推進教育信息化、深化教學(xué)改革，創(chuàng)造了非常理想的學(xué)習(xí)環(huán)境。然而智慧教室的應(yīng)用要與具體學(xué)科充分結(jié)合。針對學(xué)校的性質(zhì)和學(xué)科，設(shè)計不同的智慧教室方案和教學(xué)應(yīng)用模式，是我們急需解決的問題[ 3 ] 。如何用好信息技術(shù)輔助教學(xué)，我們還需不斷探索、不斷改進教與學(xué)方式，不斷提升教學(xué)績效，才能走向智慧課堂，實現(xiàn)智慧教育。

參考文獻：

[1]程麗敏.智慧教室數(shù)字化教學(xué)建設(shè)解決方案[J].智能建筑與城市信息，2015（3）.

[2]黃榮懷，楊俊鋒，胡永斌.智慧校園——數(shù)字校園發(fā)展的必然趨勢[J].開放教育研究，2012（4）.

[3]何克抗.智慧教室+課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)變革——實現(xiàn)教育信息化宏偉目標的根本途徑[J].教育研究，2015，36（11）：76-81.