交互式電子白板助力初中物理力學有效教學

暢 歡

(甘肅省慶陽市鎮(zhèn)原縣教育局 744500)

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，教學手段的運用也越來越先進、豐富.近年來，交互式電子白板在初中物理教學中的運用越來越廣泛，教師對該教學手段的運用的研究也越來越深入、精細.筆者在教學中基于人教版初中物理力學這一內(nèi)容，對交互式電子白板助力教學策略進行了較為系統(tǒng)的研究，在研究中發(fā)現(xiàn)，交互式電子白板強大的功能如果能夠與教學策略進行良好的融合，那就可以充分實現(xiàn)一加一大于二的作用.現(xiàn)將自己的研究所得總結(jié)出來，以與同行分享.

一、交互式電子白板助力力學教學策略的空間

眾所周知，交互式電子白板是國際上新近研發(fā)的用于教學、會議、培訓演示的高端數(shù)字化設(shè)備，是對沿襲已久的黑板+粉筆+板擦“三位一體”教學模式的改革.交互式電子白板把傳統(tǒng)教學模式和現(xiàn)代化多媒體教學手段有機地結(jié)合起來，既有實時人機交互的過程，又有人人交互的優(yōu)良的數(shù)字化、信息化教學環(huán)境.在這樣的環(huán)境中，筆者發(fā)現(xiàn)電子白板作用的發(fā)揮，不僅在于直觀的畫面、聲音的刺激，更在于其可以為教師的教學策略運用提供助力，而且在這一方面還是存在非常大的空間的.

大量的教學經(jīng)驗表明，初中學生在力學知識的學習中，遇到的主要困難在于已有經(jīng)驗與力學規(guī)律之間的“沖突”，而學生即使在學習了力學規(guī)律的知識之后，依然不能有效地運用于力學現(xiàn)象的分析或力學問題的解決；同時，由于“力”這一概念雖然在生活中非常常見，但真正從物理定義的角度去理解“力”及其與運動的關(guān)系，學生又會感覺非常抽象，而這會影響到后面整個力學知識的學習.而要突破學生的這些認知障礙，就必須采用有效的教學策略.

筆者采用的教學策略，就是通過豐富的物理圖景，去幫助學生建立力學知識建立過程中的重要表象.而這個物理圖景的提供，除了相應(yīng)的實驗之外，還需要多媒體的支撐，因此交互式電子白板就可以發(fā)揮重要的作用.

以“牛頓第一定律”的教學為例，盡管傳統(tǒng)教學中重視伽利略斜面實驗的演示，現(xiàn)在的教材設(shè)計也重視學生的生活經(jīng)驗，如用學生喜聞樂見的滑板車的例子，來引出力與運動的關(guān)系.但實際教學的效果總不如人意，具體表現(xiàn)在學生對物體不受力時的運動現(xiàn)象及原理總無法進行充分的構(gòu)建與想象，在解決問題的時候總顯得有些生硬.究其原因，就是因為學生的表象不夠形象，而交互式電子白板則可以利用自身所帶有的強大的圖片、動畫、聲音尤其是交互操作功能，讓學生在構(gòu)建對牛頓第一定律的認識時，擁有一個充分的表象，從而有效地對所選擇的教學策略提供助力.具體在操作的時候，可以設(shè)計一個互動的課件，讓學生在操作的過程中，既可以通過鼠標拖的方式，去組裝實驗器材，同時又可以設(shè)置相關(guān)的參數(shù)，以讓學生可以觀察到不同高度(速度)向下運動的物體在進入水平面后，在水平面上運動的距離不同.這樣就可以激起學生的聯(lián)想，從而讓學生在多媒體互動的過程中，建立起關(guān)于牛頓第一運動定律的科學表象，以為理解牛頓第一運動定律奠定基礎(chǔ).

二、基于教學策略需要的交互式電子白板運用

基于以上分析，實際上也就體現(xiàn)了將交互式電子白板與初中物理實驗教學相整合，能夠彌補傳統(tǒng)教學方式的不足，有助于提高初中物理實驗教學的直觀性、趣味性和有效性的功能.具體到“牛頓第一定律”的教學中，筆者以為電子白板為教學策略助力可以體現(xiàn)在這樣的幾個環(huán)節(jié)：

一是在引入力與運動的關(guān)系的時候，可以拍攝一個動態(tài)的視頻，重點表現(xiàn)三個現(xiàn)象：不用力蹬地時，滑板不動；用力蹬地時，滑板運動；停止用力后，滑板又停止.然后讓學生去觀察現(xiàn)象，思考結(jié)論.

在這個環(huán)節(jié)中，教師可以借助于白板的交互功能，預設(shè)“物體的運動需要力來維持”等選項，讓學生去選擇并統(tǒng)計學生的選擇結(jié)果(這需要白板與平板互動，具備一定的硬件要求)，這個結(jié)果最后可以用柱形圖呈現(xiàn)，以讓學生知道其他同學的選擇與自己是否相同，從而可以強化學生的經(jīng)驗認知.

二是在設(shè)計牛頓第一定律的實驗的時候，根據(jù)教材的設(shè)計，是以“阻力對物體運動的影響”為探究主題的.其中，斜面實驗是牛頓第一定律建立的基礎(chǔ)，而這個實驗怎樣讓學生自主設(shè)計出來，關(guān)鍵在于學生大腦中關(guān)于“阻力”與“物體運動”的表象是否清晰.從上面一個環(huán)節(jié)中，學生已經(jīng)認識到阻力與物體的運動有關(guān)，而且會阻礙物體的運動，因此要讓物體持續(xù)地運動，必須對物體施加力.這個時候形成的“物體的運動需要力來維持”的認識，正與學生的經(jīng)驗吻合.因此，此處的實驗，某種程度上講作用之一，就是要讓學生已有的認知平衡被打破.于是，電子白板可以發(fā)揮的作用就可以是：教師預設(shè)一個模擬實驗，可以讓學生選用不同的實驗器材去組合實驗，這樣學生在真正做實驗之前，有一個選擇(鼠標拖動)器材，組裝實驗裝置，猜想實驗現(xiàn)象的過程.這樣的一個模擬實驗，與學生動手探究的區(qū)別在于，學生可以將注意力集中在“選擇”本身，而這是一個十分重要的表象猜想過程，是“動腦”的過程，其比學生動手探究要好，因為學生不需要將注意力花在“動手”上，有利于學生形成較為清晰的斜面實驗表象.

三是在學生動手完成實驗的基礎(chǔ)上，用電子白板呈現(xiàn)實驗.第二個環(huán)節(jié)中形成的斜面實驗表象，可以讓學生在動手實驗的過程中思路更加清晰，而由于實驗器材的不穩(wěn)定性，可能會出現(xiàn)實驗現(xiàn)象不明顯甚至是反常的情形，這對于強化學生的斜面實驗表象有害無益.因此在學生完成實驗之后，可以借助于電子白板，將三次實驗過程重現(xiàn)，重現(xiàn)過程中學生的任務(wù)有二：一是觀看實驗動畫；二是同步想象實驗現(xiàn)象，并強化對實驗結(jié)論的認知.

實踐表明，通過上述三個環(huán)節(jié)，學生可以對斜面實驗的由來、斜面實驗的過程有清晰的認識.這個清晰認識對應(yīng)著學生大腦中的清晰表象，從而也就使得牛頓第一定律有了堅實的支撐.在這個教學策略運用的過程中，交互式電子白板的作用是不可或缺的，其所起的作用就是讓學生在“動手做”之前或之后，有一個“動腦想”的過程，這個過程對于學生建構(gòu)物理知識而言其實非常重要，可以不夸張地講，正是電子白板的運用，賦予了學生動腦想的有效空間.

三、電子白板助力力學教學策略的關(guān)鍵在“交互”

總結(jié)筆者在實踐中的收獲，思考交互式電子白板與力學知識教學策略運用的有效契合，筆者發(fā)現(xiàn)這其中有一個關(guān)鍵點，就是電子白板中的“交互”功能.一般認為，交互式電子白板作為一種新型的信息技術(shù)設(shè)備，正在教育領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用.因而基于交互式電子白板系統(tǒng)不同的功能和特點，教師可在物理實驗教學中采取不同的教學策略，設(shè)計不同的教學模式進行教學.其實，在真正的實踐過程中，如果能夠?qū)㈦娮影装宓慕换スδ馨l(fā)揮出來，那學生的力學知識建構(gòu)過程將更加高效.

交互的本質(zhì)，看起來是學生對白板技術(shù)的運用，但實際上是學生基于自己的想像而對學習內(nèi)容的加工.這是一個非常重要的認識，對于學生來說，他們大腦中有什么樣的表象，決定了他們在利用白板進行學習的時候的互動效果.上面的“牛頓第一運動定律”的學習中，其實學生無論是在認識力是維持物體的運動時，還是認為力是改變物體的運動狀態(tài)時，大腦中都是有相應(yīng)的表象的，生活經(jīng)驗所生成的表象，在學生的大腦中并沒有明確的界限，只要進入了互動的情境，那白板所起的作用就不只是信息的簡單呈現(xiàn)，而是學生思維驅(qū)動之下的學生對實驗的設(shè)計以及現(xiàn)象的預期，其可以為真正的學生實驗奠定堅實的基礎(chǔ).

由此可見，初中物理力學知識的教學中，用交互式電子白板確實可以為教師選擇的教學策略提供助力，從而優(yōu)化學生的力學知識建構(gòu)過程，提高物理教學的質(zhì)量.從核心素養(yǎng)培育的角度來看，通過白板的互動功能，讓學生在物理學習的過程中，能夠更好地生成物理觀念，建立物理思維，從而讓學生在類真實實驗的探究過程中生成科學態(tài)度與責任，而這正是物理學科核心素養(yǎng)得以落地的關(guān)鍵.