Seewo交互智能平板在高中物理輔助教學中的應用與案例分析

鄭榮煒

(福建師范大學附屬中學 福建 福州 350001)

隨著科技的發(fā)展，Seewo交互智能平板作為教育信息化的工具，已被越來越多的學校所采用，然而大部分教師只把它用來播放PPT、視頻等使用，這是一種教學資源的浪費，因此近年來有關交互智能平板輔助物理教學的相關研究成為熱點.本文結(jié)合實際課堂教學，對交互智能平板在高中物理輔助教學中的應用進行了案例分析，希望能夠為廣大的一線教師提供借鑒與參考作用.

1 交互智能平板的硬件組成

本文介紹的Seewo交互智能平板主要由如圖1所示的感應平板(a)、書寫筆(b)等硬件與基于Seewo雙核引擎(Windows，Android雙系統(tǒng)一體化設計)的操作系統(tǒng)所集成，能夠?qū)崿F(xiàn)雙系統(tǒng)數(shù)據(jù)互傳共享、平板書寫及多種格式的多媒體課件播放，是一臺人機交互的智能工具[1].

圖1 Seewo交互智能平板主要構(gòu)成部件

2 交互智能平板的軟件使用

Seewo交互智能平板的軟件主要有希沃白板、希沃易+、班級優(yōu)化大師、希沃易課堂、希沃授課助手、希沃視頻展臺等等，本文主要介紹下文案例分析中用到的兩種：“易+”快捷小精靈、希沃授課助手.

2.1 “易+”快捷小精靈

通過兩指按壓智能平板屏幕就能調(diào)出“易+”快捷小精靈，如圖2所示.其功能主要是能夠結(jié)合書寫筆，在平板上流利的書寫.

圖2 “易+”快捷小精靈

2.2 希沃授課助手

希沃授課助手是一款由Seewo公司自主研發(fā)的基于無線Wi-Fi網(wǎng)絡，可實現(xiàn)手機端與智能平板端之間的互聯(lián)互動的移動應用軟件，通過運行于手機端的APP，可對智能平板端進行無線的PPT演示、文件傳輸、實物拍照、現(xiàn)場拍攝及觸摸板控制等操作[2].

希沃授課助手的使用需要在手機端下載“希沃授課助手”APP，通過平板端的“啟動熱點”，如圖3(a)所示，將手機無線Wi-Fi網(wǎng)絡連接至與平板端相同的熱點下，再通過掃描“二維碼”連接平板端，從而進入交互式界面，如圖3(b)所示.

圖3 希沃授課助手

3 Seewo交互智能平板在高中物理輔助教學中的應用案例與分析

下面以“帶電粒子在勻強磁場中的運動”片段教學為例分析Seewo交互智能平板在高中物理教學中的具體應用

3.1 教學內(nèi)容與學情分析

本片段教學選自人教版物理選修3-1第三章第6節(jié)[3].

課標要求：能用洛倫茲力分析帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動[4].

結(jié)合教材與課標分析：本節(jié)課是在學習了洛倫茲力大小、方向等基礎上，進一步利用洛倫茲力演示儀，從實驗和理論兩個角度入手，分析帶電粒子速度與磁場垂直下做勻速圓周運動的特點及做功情況，再科學探究圓周運動半徑的影響因素，加強對運動半徑與周期公式等規(guī)律的理解，從而引導學生經(jīng)歷科學思維過程，樹立正確的科學觀念.

學生已有的知識結(jié)構(gòu)和能力水平：學生在知識上已經(jīng)學習了洛倫茲力大小、方向以及勻速圓周運動等知識，在能力上具備一定的實驗觀察、理論分析及作圖等能力，但學生對于運用相關知識去分析帶電粒子垂直射入磁場做勻速圓周運動存在一定的困難，這需要教師精心設計教學環(huán)節(jié)引導學生突破難點.

3.2 教學目標

通過實驗，建立帶電粒子垂直射入勻強磁場會做圓周運動的物理模型，體會圓周運動的半徑與磁感應強度的大小和入射速度的關系，提高實驗與理論相結(jié)合的分析能力.

3.3 教學策略及教學資源

先結(jié)合洛倫茲力演示儀與Seewo交互智能平板，引導每一位學生清晰、直觀地觀察到實驗現(xiàn)象，并以現(xiàn)場實驗的圖景分析得出帶電粒子垂直射入磁場做勻速圓周運動，接著通過控制變量法定性探究影響半徑的因素，最后理論推導圓周運動半徑、周期的定量表達式，加深運動規(guī)律的理解.

教學資源：Seewo交互智能平板、洛倫茲力演示儀、手機、手機支架等.

3.4 片段教學過程

環(huán)節(jié)一：運動電荷垂直射入磁場做勻速圓周運動

教師提問：運動電荷的速度與磁場垂直，若不計粒子重力，則將會做怎么樣的運動？

學生猜想：由于洛倫茲力方向始終與速度方向垂直，將做勻速圓周運動.

教師介紹洛倫茲力演示儀，如圖4所示.

圖4 洛倫茲力演示儀

(1)平行且共軸放置的勵磁線圈：兩線圈間距等于線圈半徑，通電后將在線圈中心軸連線上產(chǎn)生大小與方向幾乎不變的勻強磁場，磁場的大小可以通過改變勵磁電流來控制.

(2)玻璃泡內(nèi)部裝有電子槍，經(jīng)加速電場加速之后以一定初速度射出，速度大小通過改變加速電壓來控制.

(3)在玻璃泡內(nèi)部還充有稀有氣體，當電子束與氣體原子碰撞之后，由于輝光效應，將顯現(xiàn)出電子束的運動軌跡.

教師演示：如圖5和圖6所示.

圖5 手機投屏過程

圖6 現(xiàn)場手機投屏效果

首先打開固定在支架上的手機(課前已經(jīng)調(diào)整好位置且使用希沃授課助手與平板端互聯(lián))，接著使用手機上的“相機”功能將實時的實驗現(xiàn)象投影到智能平板上，最后給勵磁線圈通上順向電流，轉(zhuǎn)動玻璃泡使得電子束速度與磁場近似垂直，并引導學生觀察平板屏幕上的實驗現(xiàn)象.

學生分析：如圖7和圖8所示，進一步結(jié)合Seewo交互智能平板的書寫筆，調(diào)出“易+”快捷小精靈，學生自主上臺就著平板屏幕上顯示的實時實驗圖景，畫出磁場與速度方向，并根據(jù)右手定則判斷出洛倫茲力的方向.

圖7 學生畫出的實時實驗圖

圖8 上課現(xiàn)場學生畫出的實時實驗圖

學生總結(jié)：洛倫茲力始終與速度方向垂直，洛倫茲力不做功，根據(jù)動能定理，速度大小不變，洛倫茲力不改變速度大小，只改變速度方向，而這種情況下粒子所受合外力為洛倫茲力，洛倫茲力始終指向圓心，所以帶電粒子垂直射入磁場中做勻速圓周運動.

環(huán)節(jié)二：實驗探究勻速圓周運動半徑的影響因素及公式推導

教師接著引導：勻速圓周運動的半徑與什么因素有關呢？

教師演示：如圖9所示.

圖9 上課現(xiàn)場觀察電子束軌跡變化

(1)保持電子束速度不變，改變勵磁電流產(chǎn)生的磁場，觀察電子束的徑跡.

(2)保持勵磁電流產(chǎn)生的磁場不變，改變電子束的速度，觀察電子束的徑跡.

學生發(fā)現(xiàn)：保持電子束速度不變，增大勵磁電流產(chǎn)生的磁場，觀察電子束的徑跡半徑減小；保持勵磁電流產(chǎn)生的磁場不變，增大電子束的速度，觀察電子束的徑跡半徑增大.

最后教師進一步引導學生從洛倫茲力提供電荷做勻速圓周運動向心力的角度分析推導半徑與周期的定量表達式.

3.5 評價

(1)本教學案例注重將現(xiàn)代信息技術與課堂教學相結(jié)合，充分利用Seewo交互智能平板的輔助功能，大大增加了物理實驗現(xiàn)象的真實性、直觀性及可操作性，有效突破了教學難點.

(2)在充分調(diào)動學生思維的積極性下，能夠依據(jù)課堂現(xiàn)場的實驗圖景進行原理的分析，這不僅加深學生對帶電粒子垂直射入磁場做勻速圓周運動等知識的理解，而且還能提高學生實驗觀察、分析問題及解決問題的能力，達到培養(yǎng)學生物理核心素養(yǎng)的目的.

4 總結(jié)

Seewo交互智能平板還有許多功能有待進一步挖掘，如使用“希沃電子白板”進行輔助教學，使用“希沃物理小實驗”來仿真實驗及使用“希沃授課助手”對課堂練習實時評價與反饋等，相信只要一線教師們敢于嘗試，勤于鉆研，今后一定能夠更好地促進信息技術與物理教學的深度融合，提高高中物理教學的質(zhì)量.