智慧課堂在物理概念、規律課教學中的應用

吳慶翔

摘? ?要：“智慧課堂”使用諸如大數據，智能設備和互聯網之類的新一代信息技術，有效地整合了上課前，上課時和課后的學生。對智慧課堂與物理概念、規律課的深度整合可以有效地解決目前教學過程中出現的誤解：為了盡快完成教學任務，留下更多的時間讓學生通過做物理習題鞏固物理概念、規律，在概念、規律教學上，直接把物理公式、概念丟給學生，讓學生死記硬背。

關鍵詞：智慧課堂;物理概念;物理規律;教學策略

現如今許多學生學完物理之后，還是不了解物理概念、規律，從而導致考試不及格。眾所周知，發展物理概念是一個漫長的過程。然而在教學過程中老師會出現誤解：為了盡快完成教學任務，留下更多的時間讓學生通過做物理習題鞏固物理概念、規律，在概念、規律教學上，直接把物理公式、概念丟給學生，讓學生死記硬背。這種教學方式短時間學生可以把公式機械的記下，但不能讓學生完全了解物理概念、規律的內涵和外延，時間一長很容易遺忘。

在教學實踐中，作者積極研究智慧課堂信息化教學方法，并將智慧課堂引入實際學習中。 所謂“智慧課堂”，是指通過構建技術融合的生態化學習環境，借助人機協同作用，以優化教學過程，促進學生智慧發展的課堂教學范式[ 1 ]。智慧課堂使用諸如大數據，智能設備和互聯網之類的新一代信息技術，有效地整合了上課前，上課時和課后的學生。

智慧課堂克服了傳統意義上的黑板和教室平臺的局限性，并為學生創造了一種智慧的學習模式。智慧課堂教學過程主要包括以下鏈接，如圖1所示。

接下來以“平拋運動”為例，探討智慧課堂的應用。

1? 以學定教，課前復習

“平拋運動”是高中物理教學中的重要模型。學生通過運動合成與分解的學習對其有了初步理論基礎，但對整個運動的動態過程的理解不完全到位，對該模型的探究還有困難。因此，這節課的教學困難在于讓學生在有限的時間內掌握研究平拋的方法和運動規律。根據學生的實際情況，老師通過智慧平臺的教師端向學生分發了課前的教學材料，讓學生完成課前練習。然后，老師將學生的回答數據上傳。借助教師端的分析系統可以對全班同學的學習情況來進行深入分析，然后確定學生中的問題，發現薄弱的環節，確定教學的目標和困難，并提供有針對性的準確學習。

比如筆者通過課前檢測發現學生定性畫出曲線運動的軌跡仍有困難，便在授課開始進行針對性的復習。

筆者在課堂上向學生展示長L=80cm透明的玻璃管，把一端封閉，在裝滿水的水管里放上一個蠟燭塊，然后將玻璃管用軟木塞緊，將它倒立，此時蠟燭以v1=3cm/s緩慢上浮，管與人沿水平方向以v2=4cm/s做直線運動。圖2為實例圖：

（1）蠟燭從底部上浮到試管頂部的時間，及該過程蠟燭的位移（相對地）;

（2）蠟燭勻速上浮時，玻璃管沿水平方向開始直線運動，蠟燭上浮時間和第一問相比如何變化，并畫出蠟燭塊的運動軌跡。

學生通過對上題的復習可以鞏固運動合成與分解的知識，第2問畫出軌跡實際上就是為接下來平拋運動的新課教學做鋪墊，本題可以有效的復習舊課同時引出新課。

2? 創設情境，課中互動

以往較為傳統的方案是通過老師課堂演示雙軌道的平拋演示儀讓學生觀察，然而本實驗持續時間較短，許多同學來不及認真觀察實驗就結束了，更加談不上觀察比較兩小球在空中的運動情況。為了讓學生獲得更好的觀察效果，筆者在本節課的教學中讓學生借助智慧課堂學生端提供的附帶攝像功能的智慧型平板將兩小球平拋運動的過程錄制成視頻，利用學生端平板中自帶的視頻播放軟件可以對所拍攝的視頻進行慢鏡頭回看，以及視頻剪輯，如圖3 、圖4 所示。這樣，完整的實驗過程有助于學生認識實驗結果。

在總結了平拋運動規律后，作者使用智慧課堂引導所有學生作答示例問題，借助智慧平臺的大數據分析得出本題中各個問題學生作答的正確率，為接下來的課堂講評提供準確的依據。

【例題1】小明從某一高度以初始速度v0平拋一小球，經過t時間，小球速度可以和初始速度方向形成α角，當小球著地時，速度方向與初始速度v0 成β角，求：

（1）拋起時的始速度v0;

（2）落地時的速度為vt大小;

（3）在這個過程中，水平的射程和本身拋出點高度h。

在分析平拋運動的性質時，會出現一個問題：如果等時間內，物體速度的變化和速率的變化量是否相同？ 讓學生進行例題2的思考與計算。

【例題2】從離地面80m的高度，以初始速度v0=10m/s平拋物體，試求它在1秒末，2秒末，3秒末的速度，讓學生比較前三秒內相同時間間隔（1s）平拋物體速率的變化和速度的變化。學生利用智慧平板作答，教師收集學生解答，得出相同時間平拋物體速率大小的變化并不相同。

通過多媒體，圖5示出了球在飛行過程中速度的變化。我們分析了平拋運動小球的加速度。物體僅受到重力，即加速度為g，物體的速度每秒增加10m/s。

3? 利用大數據云平臺的課后個性化作業

課程完成后，作者根據學生的課堂教學情況為每個學生分配單獨的作業和教學資源。學生做功課，并及時向老師報告。對于錯誤率較高的題目可以采用錄制視頻或微課解析，通過智慧課堂的平臺推送給學生，學生再觀看老師的講解視頻可以對所學內容加以梳理，同時如果學生還有疑問可以通過智慧課堂平臺對老師進行提問或者發表自己的一些看法，與同在平臺上的老師或者同學進行探討。

相比于傳統的課堂教學，智慧課堂有著其與眾不同的優點，通過大數據的學情分析為教學的目標制定方向，課堂上師生通過立體化的互動方式使得教學反饋比較及時，更容易讓學生突破重、難點的教學。在教室里，大數據和學生的真實反饋引導教師為學生進行個性化工作。通過智慧課堂，學生可以有效掌握物理知識，這在高中物理教學中起著重要作用。

參考文獻：

[1]孫曙輝，劉邦奇.基于動態學習數據分析的智慧課堂模式[J].中國教育信息化，2015（22）：21—24.