智慧課堂賦能高中物理教學(xué)

曹猛

［摘 要］現(xiàn)代教育已經(jīng)進(jìn)入了信息化時(shí)代，信息技術(shù)不再是教學(xué)的輔助工具，而是成為教學(xué)的重要支持。智慧課堂是一種基于信息技術(shù)的創(chuàng)新模式，在教學(xué)中發(fā)揮了巨大的作用。物理作為重要的基礎(chǔ)學(xué)科，對學(xué)生的綜合素質(zhì)和職業(yè)發(fā)展具有舉足輕重的作用。文章通過智慧課堂在高中物理教學(xué)中的具體應(yīng)用來探討如何利用智慧課堂開展高中物理高效教學(xué)，以期為高中物理教學(xué)提供一些新思路和新方法，為廣大高中物理一線教師提供一些參考和借鑒。

［關(guān)鍵詞］智慧課堂；高中物理教學(xué)；信息技術(shù)

［中圖分類號(hào)］? ? G633.7? ? ? ? ? ? ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］? ? A? ? ? ? ? ［文章編號(hào)］? ? 1674-6058（2023）27-0008-04

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，教育行業(yè)也在不斷地進(jìn)行著變革和升級(jí)。智慧課堂作為一種新型的教學(xué)模式，得到了廣泛的應(yīng)用。物理作為重要的基礎(chǔ)學(xué)科，對學(xué)生的綜合素質(zhì)和職業(yè)發(fā)展具有舉足輕重的作用。智慧課堂可以賦能高中物理教學(xué)，有效提高教師的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

一、智慧課堂的定義

智慧課堂是指應(yīng)用人工智能、互聯(lián)網(wǎng)以及多媒體等技術(shù)，將線下教學(xué)加載至線上以實(shí)現(xiàn)交互式、互動(dòng)式的雙線教學(xué)的教育智能化平臺(tái)。它通過結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全方位、多角度的數(shù)據(jù)采集與分析、個(gè)性化輔導(dǎo)等功能以及“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，使教育教學(xué)更加高效、智能化。智慧課堂的核心在于“心智”和“技術(shù)”，它通過技術(shù)手段提升教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力。

二、智慧課堂的特點(diǎn)

智慧課堂融合了教學(xué)、信息、管理、服務(wù)等多種要素，充分發(fā)揮現(xiàn)代化教育的紐帶作用，能夠?qū)崿F(xiàn)課程設(shè)計(jì)、課程管理、知識(shí)互動(dòng)等方面的一站式教學(xué)。智慧課堂所體現(xiàn)的特點(diǎn)具體如下：

第一，智慧課堂提供了多元化的教育資源。以江蘇省姜堰第二中學(xué)投入使用的“暢言智慧課堂”為例，其內(nèi)部集成了多種教育資源，包括圖像、視頻、音頻、文本材料等，為學(xué)習(xí)者提供了更為豐富的學(xué)習(xí)資源。而教師也可以根據(jù)教學(xué)需求從中選擇和使用合適的資源來提高教學(xué)的效果和質(zhì)量。

第二，智慧課堂打破了時(shí)間和空間的限制，使教師的教學(xué)更具靈活性。比如，在沒有時(shí)間安排作業(yè)的情況下，教師可以利用智慧課堂的在線測驗(yàn)功能來檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。又如，當(dāng)學(xué)生因?yàn)槟撤N原因不能夠按時(shí)上課時(shí)，可以通過智慧課堂平臺(tái)訪問教師的教學(xué)課件，完成自主學(xué)習(xí)。

第三，智慧課堂能增強(qiáng)課堂教學(xué)的互動(dòng)性和個(gè)性化。智慧課堂通過提供多元化的教學(xué)資源、富有創(chuàng)意的教學(xué)設(shè)計(jì)，以及利用LOT技術(shù)實(shí)現(xiàn)多角度、全方位的數(shù)據(jù)采集與分析，包括聲音識(shí)別與轉(zhuǎn)換、影像識(shí)別與處理以及其他儀器設(shè)備監(jiān)測等，使得課堂教學(xué)互動(dòng)性增強(qiáng)，更富有個(gè)性化。學(xué)生可以通過智慧課堂平臺(tái)提供的互動(dòng)功能分享自己的學(xué)習(xí)過程，與其他同學(xué)進(jìn)行交流討論，從而增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

除此之外，智慧課堂還可以節(jié)約教學(xué)成本，減少人力和物力資源的浪費(fèi)。如物理實(shí)驗(yàn)室云平臺(tái)可以降低實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求和實(shí)驗(yàn)成本，同時(shí)還可以提高教學(xué)效率。

三、智慧課堂在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

智慧課堂是新時(shí)代下教育領(lǐng)域的一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，它通過應(yīng)用人工智能、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)使課堂教學(xué)更加高效、智能化。在具體教學(xué)實(shí)踐中，智慧課堂也逐漸被應(yīng)用到各個(gè)學(xué)段、各個(gè)學(xué)科的教學(xué)中，其中，高中數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)三門重點(diǎn)科目對智慧課堂的應(yīng)用尤為廣泛。下面主要探討智慧課堂在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用。

（一）應(yīng)用智慧課堂提供多元化的教學(xué)資源

在高中物理教學(xué)中應(yīng)用智慧課堂，可引入互動(dòng)性強(qiáng)、生動(dòng)具體的實(shí)例，使課堂教學(xué)更加生動(dòng)、有趣，讓學(xué)生更加容易理解和掌握物理概念，同時(shí)還可以提供多樣化的教學(xué)資源，使課堂教學(xué)更加豐富、靈活，提高課堂教學(xué)的有效性。

以課前預(yù)習(xí)為例，智慧課堂可為學(xué)生提供課件、視頻、模擬實(shí)驗(yàn)等豐富的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生利用智慧課堂提供的學(xué)習(xí)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、自我評(píng)估和自我反思等，其學(xué)習(xí)的自覺性和主動(dòng)性得到充分調(diào)動(dòng)。

（二）應(yīng)用智慧課堂增強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

實(shí)驗(yàn)是高中物理教學(xué)的重要組成部分。傳統(tǒng)的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在等待時(shí)間長、互動(dòng)性不強(qiáng)等實(shí)際問題。應(yīng)用智慧課堂，學(xué)生不用到實(shí)驗(yàn)室就可以利用智慧課堂搭建好的物理實(shí)驗(yàn)室云平臺(tái)，開展物理虛擬實(shí)驗(yàn)。通過物理虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)等軟件，學(xué)生可進(jìn)行在線實(shí)驗(yàn)，直觀地參與物理實(shí)驗(yàn)的過程，從而加強(qiáng)對物理實(shí)驗(yàn)原理的把握和提升操作能力。智慧課堂在物理模擬實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用與實(shí)踐是目前物理教育教學(xué)探索的熱點(diǎn)之一。在智慧課堂中，可以應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)來模擬光學(xué)實(shí)驗(yàn)、電學(xué)實(shí)驗(yàn)和力學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以通過操作虛擬化工具和設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)真實(shí)環(huán)境下難以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)操作，同時(shí)也可以通過模擬分析輕松理解相關(guān)物理原理。智慧課堂可以為學(xué)生提供安全、高效的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，從而在安全、經(jīng)濟(jì)、高效的情況下實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，同時(shí)也能夠更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生知識(shí)的深度、廣度，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。使用模擬實(shí)驗(yàn)軟件，學(xué)生可以在模擬實(shí)驗(yàn)中自我檢測、自我學(xué)習(xí)，培養(yǎng)探索精神和創(chuàng)造精神。

（三）應(yīng)用智慧課堂為學(xué)生提供更好的互動(dòng)和溝通方式

智慧課堂可以為學(xué)生提供良好的互動(dòng)和溝通方式，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。例如，在講解物理理論知識(shí)時(shí)，教師可利用借助智慧課堂將課堂板書實(shí)時(shí)傳送到學(xué)生的電子設(shè)備上，讓學(xué)生更快地理解并記憶所學(xué)知識(shí)。在學(xué)生進(jìn)行課堂討論時(shí)，教師可通過在線的消息傳遞和即時(shí)反饋，幫助學(xué)生及時(shí)答疑解惑，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)交流。

通過智慧課堂搭建物理實(shí)驗(yàn)室云平臺(tái)，可讓學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生創(chuàng)造了逼真的物理實(shí)驗(yàn)環(huán)境。智慧課堂可為學(xué)生提供豐富的互動(dòng)平臺(tái)，讓學(xué)生在輕松愉悅的氛圍中學(xué)習(xí)知識(shí)。智慧課堂可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的互動(dòng)和反饋，便于教師及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方式，讓教學(xué)更有針對性。

智慧課堂中的“互動(dòng)”是教育教學(xué)中的創(chuàng)新點(diǎn)，在課堂中進(jìn)行互動(dòng)，可以讓教學(xué)更加生動(dòng)、有趣。

（四）應(yīng)用智慧課堂豐富教師的教學(xué)方式

智慧課堂可為教師提供靈活多樣的教學(xué)方式。比如，通過智慧課堂，教師可以使用多媒體演示方式講解物理概念，利用網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)學(xué)生的參與度；可以組織學(xué)生進(jìn)行自發(fā)性活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

通過智慧課堂，教師可以為學(xué)生提供更多的服務(wù)，例如在線輔導(dǎo)答疑、設(shè)計(jì)個(gè)性化的學(xué)習(xí)計(jì)劃和提供豐富的學(xué)習(xí)資源等。這些服務(wù)可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中獲得更多的支持，更好地理解和掌握知識(shí)。

在課后鞏固環(huán)節(jié)，教師智慧課堂可以提供在線作業(yè)、練習(xí)題、錯(cuò)題集等，不僅可為學(xué)生提供大量的題目和答案，還可以根據(jù)學(xué)生的作答情況自動(dòng)給出針對性的反饋和建議，使學(xué)生能夠更好地理解知識(shí)，掌握解題方法，提升學(xué)習(xí)效率。在復(fù)習(xí)中，學(xué)生也可以通過智慧課堂中的智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行自我測試，及時(shí)糾正錯(cuò)誤，提高復(fù)習(xí)效率。

（五）應(yīng)用智慧課堂為課堂教學(xué)的實(shí)施提供技術(shù)支持

智慧課堂可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和知識(shí)掌握情況，通過數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)提出針對性的學(xué)習(xí)建議和輔導(dǎo)方案，從而提高教師的教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和知識(shí)掌握情況，通過數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)提供針對性的學(xué)習(xí)建議和輔導(dǎo)方案，是目前智慧教育中比較流行和有效的方法。

首先，通過數(shù)據(jù)偵測技術(shù)采集學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，既包括學(xué)習(xí)的時(shí)間、模式、進(jìn)程及錯(cuò)誤類型、問題答案等，也包括知識(shí)測試、問卷調(diào)查、心理測試等數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗和轉(zhuǎn)換，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)倉庫中。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對學(xué)生學(xué)習(xí)行為和知識(shí)掌握情況進(jìn)行分析，對學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、錯(cuò)誤類型、能力水平等進(jìn)行描述和聚類，以便更好地了解學(xué)生的特點(diǎn)和需求。

其次，基于對學(xué)生學(xué)習(xí)行為和知識(shí)掌握情況的分析，制訂相應(yīng)的輔導(dǎo)方案和提出有針對性的學(xué)習(xí)建議，為學(xué)生提供針對性強(qiáng)和富有個(gè)性化的教育和輔導(dǎo)服務(wù)。通過對學(xué)生學(xué)習(xí)成效的跟蹤和評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正實(shí)施方案中的問題和不足，不斷優(yōu)化和完善數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，提高教師的教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

總體而言，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和知識(shí)掌握情況，通過數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)提出針對性的學(xué)習(xí)建議和輔導(dǎo)方案，可以更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率同時(shí)還可以優(yōu)化教學(xué)流程，提高教師的教學(xué)質(zhì)量。

（六）應(yīng)用智慧課堂為學(xué)生的成長奠基

教師對于應(yīng)用智慧課堂之后的教學(xué)效果普遍表現(xiàn)出了盼望的態(tài)度。智慧課堂使物理課堂教學(xué)變得更有創(chuàng)意、更多樣化和更具互動(dòng)性。教師可以使用更多的教學(xué)資源和采用多樣化的教學(xué)方法，使學(xué)生不再是被動(dòng)地接受知識(shí)，而是主動(dòng)學(xué)習(xí)，積極參與課堂活動(dòng)，使學(xué)生能在溫馨、愉悅、寬松的環(huán)境中學(xué)習(xí)、成長。

智慧課堂能通過提供自學(xué)材料、答題互動(dòng)等方式激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

教師可以利用智慧課堂中的數(shù)據(jù)分析工具來分析學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)問題并在第一時(shí)間解決；而學(xué)生可以通過教師的激勵(lì)，并利用自己的智慧和思維，積極參加物理課堂活動(dòng)，提高學(xué)習(xí)效率。

借助智慧課堂實(shí)施物理實(shí)踐性教學(xué)，可通過小組合作研究、獨(dú)立探究等方式，讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)去探究物理知識(shí)的本質(zhì)和應(yīng)用價(jià)值，從而提升學(xué)生的問題解決能力和科學(xué)探究能力，為學(xué)生的成長奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

四、智慧課堂應(yīng)用中存在的問題及對策

江蘇省姜堰第二中學(xué)在“暢言智慧課堂”的應(yīng)用過程中遇到了一些問題。通過與其他學(xué)校的教師進(jìn)行交流，筆者認(rèn)為下面的這些問題需要教師認(rèn)真對待并思考對策。

（一）硬件或網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不穩(wěn)定

首先，在智慧課堂中，硬件設(shè)備起著至關(guān)重要的作用。例如，顯示器、實(shí)物投影儀、白板等顯示設(shè)備，以及臺(tái)式電腦、平板電腦等電子設(shè)備，這些硬件設(shè)備的穩(wěn)定性直接影響教師的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。然而，在應(yīng)用智慧課堂的過程中，這些硬件設(shè)備會(huì)出現(xiàn)故障或者存在不穩(wěn)定的情況，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容無法展示或者資源無法調(diào)用。

其次，智慧課堂離不開網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的支持，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不穩(wěn)定也是智慧課堂應(yīng)用中遇到的一個(gè)問題。網(wǎng)絡(luò)延遲、帶寬流量不足等問題會(huì)直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，甚至使學(xué)生無法正常上課。在這種情況下，需要加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，以提高網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的穩(wěn)定性，確保教學(xué)順暢進(jìn)行。

此外，智慧課堂是現(xiàn)代化的人機(jī)交互系統(tǒng)，如何保護(hù)學(xué)生的資料、防止學(xué)生被網(wǎng)絡(luò)詐騙等，成為學(xué)校和教師需要面對的挑戰(zhàn)之一。

鑒于以上問題，江蘇省姜堰第二中學(xué)采取了切實(shí)有效的措施。由校領(lǐng)導(dǎo)牽頭，抽調(diào)部分學(xué)科的骨干教師、學(xué)科組長以及信息處人員，連同平臺(tái)技術(shù)人員一起共同維護(hù)，對硬件設(shè)備、教室結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)配置等不斷進(jìn)行改善，同時(shí)加強(qiáng)敏感信息和隱私權(quán)的保護(hù)，避免出現(xiàn)教育安全問題。

（二）教師掌握技能的不足

智慧課堂的應(yīng)用涉及平臺(tái)的操作以及手機(jī)、電腦的互聯(lián)等，在應(yīng)用過程中教師的技能不足也是一個(gè)問題，包括在實(shí)際應(yīng)用中極少數(shù)教師對電子設(shè)備的使用存在一定的抵觸心理，不愿嘗試應(yīng)用智慧課堂。

對于這種情況，可通過培訓(xùn)、集體備課、少帶多、精帶普，以及定期舉行智慧課堂展示課、研討課等方式，讓更多的教師愿意使用、樂意使用智慧課堂進(jìn)行教學(xué)，從而推動(dòng)教師教學(xué)技能水平的不斷提升。

（三）學(xué)生參與度的不足

應(yīng)用智慧課堂，學(xué)生可以通過互動(dòng)授課、個(gè)性化學(xué)習(xí)等方式參與課堂活動(dòng)。然而，在實(shí)踐過程中，隨著“新鮮感”的消失，部分學(xué)生開始表現(xiàn)出參與度不高、學(xué)習(xí)興趣不濃厚、注意力不集中等問題。

對于這種情況，可通過常態(tài)化的調(diào)研，積極聽取學(xué)生和教師及家長的意見，及時(shí)反饋和完善，不斷地規(guī)范電子產(chǎn)品的使用，同時(shí)采用“問題鏈導(dǎo)學(xué)”教學(xué)模式與智慧課堂融合的“E起學(xué)”方式，提高教學(xué)趣味性，提高學(xué)生的課堂參與度。

（四）資源的選擇性和匹配性問題

智慧課堂提供了豐富的學(xué)習(xí)資源，而分層教學(xué)的逐步實(shí)施則需要教師選用最適合學(xué)生學(xué)習(xí)的資源。符合學(xué)校特色的校本化資源開發(fā)和更新是保證智慧課堂教學(xué)有效實(shí)施的關(guān)鍵。教師要具有廣闊的視野，學(xué)會(huì)使用科技創(chuàng)新等協(xié)作模式，為學(xué)生提供多元化、富有趣味性的學(xué)習(xí)資源。

智慧課堂的應(yīng)用過程中存在著多種問題，需要教師通過科學(xué)合理的手段來解決。教師只有不斷提升自身的專業(yè)素質(zhì)，確保技術(shù)不會(huì)成為推行先進(jìn)的教學(xué)手段的障礙；在合理地推進(jìn)智慧課堂教學(xué)的同時(shí)保留傳統(tǒng)的教學(xué)模式，讓學(xué)生更適應(yīng)不同的教學(xué)模式。智慧課堂的應(yīng)用需要學(xué)校和教師積極探索和開拓，通過不斷創(chuàng)新和完善，為學(xué)生創(chuàng)造更好的教育環(huán)境和學(xué)習(xí)體驗(yàn)環(huán)境。

五、實(shí)踐反思

智慧課堂在高中物理教學(xué)中具有很高的應(yīng)用價(jià)值，它通過智能化的手段，讓高中物理教學(xué)更加高效、生動(dòng)。應(yīng)用智慧課堂可以豐富教學(xué)資源，創(chuàng)新教學(xué)方式，提高教學(xué)效率，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，為高中物理教學(xué)賦能。但是在應(yīng)用智慧課堂時(shí)也還存在一些問題和挑戰(zhàn)，需要教師認(rèn)真對待和思考對策。在教學(xué)實(shí)踐中，需注意智慧課堂的應(yīng)用不是為了取代教師，而是通過智慧課堂來提高教師的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，讓學(xué)生懂得如何創(chuàng)新科技，走向成功，從而推動(dòng)現(xiàn)代化教育向更高、更深的方向發(fā)展。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?］

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（責(zé)任編輯? ? 黃春香）

［基金項(xiàng)目］ 本文系泰州市“十四五”教育科學(xué)規(guī)劃2022年度教育信息化重點(diǎn)立項(xiàng)課題“數(shù)智賦能下指向深度學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)實(shí)踐研究”（課題編號(hào)：2022jksxxh003）的研究成果。