交互式電子白板在“簡(jiǎn)單電路”教學(xué)中的應(yīng)用研究

施海豐

(杭州市安吉路實(shí)驗(yàn)學(xué)校 浙江 杭州 310006)

交互式電子白板是20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的一種新型信息化教育的平臺(tái)，自2004年進(jìn)入我國(guó)中小學(xué)課堂之初，就被認(rèn)為可以促進(jìn)教學(xué)結(jié)構(gòu)和教學(xué)模式的多元化和多樣化.近年來(lái)，交互式電子白板正在迅速進(jìn)入課堂，且呈現(xiàn)普及應(yīng)用的趨勢(shì)，目前各大中城市及部分經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)已基本普及安裝了交互式電子白板及其操作系統(tǒng).那么，在中小學(xué)的基礎(chǔ)教育中，電子白板該如何與學(xué)科相整合？針對(duì)這一系列問(wèn)題，本文以“簡(jiǎn)單電路”為例，談一談在實(shí)際教學(xué)過(guò)程的一些做法及存在的問(wèn)題，在此且作拋磚引玉.

1 利用隱藏功能簡(jiǎn)化電路

探究并聯(lián)電路電流和電壓的特點(diǎn)是“簡(jiǎn)單電路”其中一個(gè)教學(xué)重點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中，涉及這部分內(nèi)容的試題比較多，其中不乏有些題目具有一定的難度，以圖1所示電路圖為例，要求分析電流表A1和A2所測(cè)量的電路及電壓表所測(cè)量的元件兩端電壓，電路圖中涉及的元件僅兩個(gè)電流表、兩個(gè)燈泡和一個(gè)電壓表，但其組合后卻存在一定的難度，即由于電壓表的干擾，它們之間的關(guān)系看似復(fù)雜.通常情況下，無(wú)論采取PowerPoint還是依靠試卷進(jìn)行分析都是靜態(tài)的，無(wú)法改變電路圖中的各類元件，而基于交互式電子白板的教學(xué)環(huán)境，可以嘗試將試題分析過(guò)程動(dòng)態(tài)化，這里選取利用電子白板的“隱藏”功能展開討論.

在課件準(zhǔn)備過(guò)程中，參照試題中的電路圖，利用圖形等功能在電子白板上繪制出相同的電路圖，如圖1所示；除此之外，還需要利用組合功能將電壓表及其周邊的導(dǎo)線組合，并將其設(shè)置隱藏功能；在分析電路的過(guò)程中，利用電子筆觸擊電壓表從而將其隱藏，如圖2所示.通過(guò)對(duì)圖1和圖2的比較，當(dāng)利用電子白板隱藏功能隱藏電壓表后，可以明顯地觀察到：燈泡L1和燈泡L2并聯(lián)，電流表A2測(cè)量燈泡L1支路的電流，電流表A1測(cè)量干路的電流.除此之外，若有需要，還可以再次利用電子筆點(diǎn)擊隱藏功能，將電壓表切換回圖1狀態(tài).

圖1 原始電路圖

圖2 用電子白板畫圖后暫時(shí)隱藏電壓表后的電路

2 利用連接器及軌道等功能繪制等效電路圖

繪制等效電路圖是指將看似復(fù)雜的電路圖通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞睫D(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)電路.通常采取的方法有電流流向分析法、移點(diǎn)法、元件等效處理法……傳統(tǒng)試題講解過(guò)程中，由于PowerPoint課件、紙質(zhì)試卷、黑板等都是靜態(tài)的教學(xué)媒介，較難以動(dòng)態(tài)的過(guò)程來(lái)改變電路圖中3個(gè)燈泡的位置，因此，習(xí)慣于以電流流向分析法來(lái)分析此類題目，即通過(guò)電源一極出發(fā)，多次在紙上畫出電流的分合情況，從而達(dá)到繪制等效電路圖的目的.隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，交互式電子白板能夠提供動(dòng)態(tài)的教學(xué)環(huán)境，為繪制等效電路提供更多的選擇，下面結(jié)合移點(diǎn)法進(jìn)行討論.

參照試題，利用圖形、連接器、透明度、軌道等功能在電子白板上繪制具有動(dòng)態(tài)功能的電路圖：

(1)利用圖形等功能在電子白板上繪制出燈泡L1和L3的并聯(lián)電路；

(2)在燈泡L1和L3的支路上增加點(diǎn)A和點(diǎn)B，并用連接器將點(diǎn)A和點(diǎn)B與燈泡L2連接,如圖3所示；

(3)在圖形功能中選取一個(gè)空心長(zhǎng)方體，并使其和燈泡L1，L3支路相重合，并將其設(shè)置為點(diǎn)A和B移動(dòng)的軌道，然后將其透明度調(diào)零.

這樣，圖3所示的電路圖便具有動(dòng)態(tài)演示功能.在試題分析過(guò)程中，用電子筆點(diǎn)擊電路圖A點(diǎn)，將其按照設(shè)定的軌道往左移動(dòng)，同時(shí)B點(diǎn)也進(jìn)行類似的操作，最終得到電路圖4.從圖4看，燈泡L1,L2,L3是簡(jiǎn)單的并聯(lián)關(guān)系.比較圖3和圖4，在交互式電子白板環(huán)境下，采取移點(diǎn)法繪制等效電路圖具有其獨(dú)到的優(yōu)勢(shì).

圖3 用電子白板繪制電路分析3個(gè)燈泡的串并聯(lián)關(guān)系

圖4 移點(diǎn)法繪制等效電路

3 利用隱藏 軌道 連接器等功能制作“動(dòng)態(tài)”電路

以滑動(dòng)變阻器為例說(shuō)明，滑動(dòng)變阻器是一種能夠通過(guò)改變滑塊接入點(diǎn)的方法來(lái)調(diào)節(jié)電阻，從而起到控制電路的電路元件.在實(shí)物電路中，通常會(huì)因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器接入點(diǎn)的變化而導(dǎo)致其他電路元件兩端的電流或電壓發(fā)生變化，即滑動(dòng)變阻器接入點(diǎn)的變化過(guò)程也是動(dòng)態(tài)的過(guò)程，而在黑板或PowerPoint所呈現(xiàn)的滑動(dòng)變阻器仍是靜態(tài)的，在電路圖中只能呈現(xiàn)最初和最終的接入點(diǎn).交互式電子白板的出現(xiàn)同樣能夠使滑動(dòng)變阻器“動(dòng)”起來(lái)，如圖5所示.

(1)在工具欄選項(xiàng)的形狀中選取直線1條、長(zhǎng)方形1個(gè)、箭頭1個(gè)和圓1個(gè)，并按照?qǐng)D5(a)和(b)的位置放置，然后利用對(duì)象瀏覽器中的鎖定功能將(a)圖中的直線和長(zhǎng)方體進(jìn)行鎖定，(b)圖中的形狀不做任何處理，即僅僅是兩個(gè)圖形放置在一起.

(2)利用透明度調(diào)節(jié)器將圖中圓的透明度調(diào)節(jié)至透明，然后將(b)圖移至(a)圖上，并使(b)圖箭頭的一端恰好靠在(a)圖長(zhǎng)方形的邊上；在工具欄選項(xiàng)的形狀中再選取1條直線，且這條直線的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)與長(zhǎng)方形等長(zhǎng)，并且擺放時(shí)線段和長(zhǎng)方形兩端對(duì)齊，此后點(diǎn)擊(b)圖形，在屬性瀏覽器的限制器中選擇沿路徑(這里指沿直線)運(yùn)動(dòng)，即箭頭的移動(dòng)路線被限制，只能沿著直線這條路徑運(yùn)動(dòng)；利用電子筆在箭頭尾端右方畫一個(gè)小點(diǎn)，如圖5(c)所示.

(3)利用透明度調(diào)節(jié)器將圖5(c)中直線的透明度調(diào)節(jié)至透明；借助工具欄選項(xiàng)中的連接器連接箭頭尾端和小點(diǎn)，如圖5(d)所示.

在模擬滑動(dòng)變阻器接入點(diǎn)的變化過(guò)程時(shí)，只需用電子筆點(diǎn)住滑塊(箭頭)，然后箭頭會(huì)沿著所設(shè)置的直線路徑向左或向右進(jìn)行移動(dòng)，同時(shí)連接器會(huì)自動(dòng)伸長(zhǎng)或縮短，這樣滑動(dòng)變阻器就“動(dòng)”起來(lái)了.

圖5 滑動(dòng)變阻器

以教材“滑動(dòng)變阻器應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)電路圖”為例，在電子白板環(huán)境中，可以將開關(guān)(通過(guò)一定的設(shè)置也能“動(dòng)”起來(lái))和滑動(dòng)變阻器進(jìn)行設(shè)置，從而使整個(gè)電路也具有動(dòng)態(tài)的狀態(tài),如圖6所示.

圖6 滑動(dòng)變阻器應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)電路圖

4 結(jié)束語(yǔ)

電子白板作為一種新的、先進(jìn)的教學(xué)媒體，除了具有前面涉及到的隱藏、軌道、連接器等功能外，還具有容器、前置和后置等一系列功能，為教師設(shè)計(jì)教學(xué)帶來(lái)了很大的便利，也對(duì)整個(gè)教學(xué)起到了重要的作用，但在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，也存在問(wèn)題和困難，如在課件制作過(guò)程中，缺乏相應(yīng)的教學(xué)資源．無(wú)論從素材的選擇，還是從白板中各功能的選取，都需要教師從實(shí)踐中慢慢摸索;如電子白板是基于一種具有人機(jī)交互功能的智能平臺(tái)，但是在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生平時(shí)很少有機(jī)會(huì)接觸電子白板，不了解其操作系統(tǒng)，往往知道要做些什么但不知道如何在電子白板上進(jìn)行操作，在交互性上還有待提高;如硬件設(shè)備、軟件系統(tǒng)存在不穩(wěn)定的現(xiàn)象，有時(shí)電腦軟件版本不一樣，呈現(xiàn)的效果也有差別……不過(guò)，隨著電子白板在中學(xué)的逐漸推進(jìn)，相信這種新的教學(xué)手段會(huì)被越來(lái)越多的教師和學(xué)生接受，將其交互性功能充分發(fā)揮．