借助信息技術(shù)開展深度物理課堂教學(xué)

黃秀花

摘? ?要：隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，技術(shù)的創(chuàng)新，給課堂深度教學(xué)提供了動(dòng)力和條件。教師借助信息技術(shù)系統(tǒng)開展深度物理課堂教學(xué)，可以促進(jìn)教學(xué)相長(zhǎng)，教師教會(huì)學(xué)生的不只是抽象難懂的物理課本知識(shí)，同時(shí)可以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，自行查缺補(bǔ)漏的能力，可以進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，提高教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);物理;深度教學(xué)

現(xiàn)在是信息技術(shù)2.0的時(shí)代，教師需要與時(shí)俱進(jìn)，掌握30個(gè)微能力點(diǎn)，不斷提升自身的素質(zhì)，對(duì)教材進(jìn)行二次開發(fā)，借助各種可用資源，不斷地豐富課堂，讓課堂可以深入淺出，讓學(xué)生更容易接受理解，讓課堂效率更加高效。曾經(jīng)讀過(guò)一篇文章，里面有一句耐人尋味的話：葉子的離去，是風(fēng)的追求，還是樹的不挽留。同樣一件簡(jiǎn)單的事情確可以有不同的理解，不同的呈現(xiàn)方式，呈現(xiàn)方式直接影響最后的效果。簡(jiǎn)單地說(shuō)就是借助信息技術(shù)，讓教師和學(xué)生對(duì)整堂課理解深入一些，方法更加得當(dāng)一點(diǎn)。開展深度物理教學(xué)的方法很多，本文將從四個(gè)方面，通過(guò)具體的實(shí)例探討如何借助信息技術(shù)開展深度物理課堂教學(xué)。

1? 借助網(wǎng)絡(luò)共享資源豐富教師自身認(rèn)識(shí)

打鐵還需自身硬。教師自身水平高了，更容易開展深度物理課堂教學(xué)。現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)資源特別豐富，特別是有很多的微信公眾號(hào)，里面存儲(chǔ)著非常多、非常優(yōu)秀的教學(xué)資源。筆者曾經(jīng)通過(guò)好慕課這個(gè)微信公眾號(hào)，觀看了特級(jí)教師張國(guó)老師的“兩種電荷”的錄課，張國(guó)老師在講解正負(fù)電荷時(shí)，先投屏兩張放大的原子的圖片，接著通過(guò)分析原子們?cè)谙嗷プ矒舻倪^(guò)程中會(huì)出現(xiàn)得失電子的現(xiàn)象來(lái)說(shuō)明物質(zhì)為什么會(huì)帶正電和負(fù)電。筆者就對(duì)比了以前自己的處理方式，準(zhǔn)備了毛皮和橡膠棒、絲綢和玻璃棒，直接跟學(xué)生分析，有道具效果是不錯(cuò)的，但是如果再加上張國(guó)老師的兩張放大的原子的圖片，效果就更好了，更加直觀，學(xué)生更加容易理解。圖片比文字容易理解，文字的呈現(xiàn)又比空洞的言語(yǔ)更容易接受。優(yōu)秀教師對(duì)教材都有自己的不一樣的深度理解，就像世界上不會(huì)有兩片完全一樣的葉子一樣，教師們需要做的就是不斷的吸收優(yōu)秀教師的深度理解和優(yōu)秀做法。熟能生巧，熟練之后就更容易有深度的認(rèn)識(shí)和理解。這就是借助網(wǎng)絡(luò)共享資源豐富教師自身認(rèn)識(shí)，以達(dá)到開展深度物理課堂教學(xué)的方法。

2? 借助相關(guān)軟件作圖，演示動(dòng)畫加深學(xué)生理解

在中學(xué)物理教學(xué)過(guò)程中，會(huì)發(fā)現(xiàn)有很多的物理概念和規(guī)律是抽象難懂的，有很多難題甚至要借助數(shù)學(xué)知識(shí)，這個(gè)時(shí)候如果我們掌握了數(shù)學(xué)作圖工具，就可以在課堂上輕松的講透物理難題。比如帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的多解性問(wèn)題，臨界問(wèn)題中的旋轉(zhuǎn)圓、放縮圓、平移圓。這里介紹一款部分優(yōu)秀教師們用的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)軟件，Geogebra（簡(jiǎn)稱GGB）軟件，它可以很方便地繪制物理的動(dòng)態(tài)圖形，功能跟以前的幾何畫板很像。在《物理教學(xué)》這本核心期刊當(dāng)中，第一作者陳林的文章《基于GeoGebra軟件的磁場(chǎng)動(dòng)態(tài)圓問(wèn)題的可視化分析》就有介紹使用GGB軟件輕松解決物理磁場(chǎng)多解性的難題[ 1 ]。在“物理教師”這本核心期刊當(dāng)中，作者盛寶驥的文章《用GeoGebra軟件描繪電荷電勢(shì)分布》也說(shuō)明使用GGB軟件搞定電荷的電勢(shì)分布圖[ 2 ]。此外，青島高中物理教研平臺(tái)也利用GGB軟件制作很多物理動(dòng)畫，輕松解決了很多重要又不好講的物理難題，降低了學(xué)生的思維難度，有效地提高教學(xué)效率，深化了物理課堂的教學(xué)。再比如：我們來(lái)看 2020年高考全國(guó)I卷的一個(gè)選擇題：已知有一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，它的方向垂直于紙面向外，大小是B，磁場(chǎng)半圓的直徑與ac、bd共線，ac間的距離與磁場(chǎng)半圓ab的半徑相等。有一束帶正電粒子，質(zhì)量為m、電荷量為q，如圖1所示，具有各種速率的粒子束從c點(diǎn)垂直射入磁場(chǎng)。不考慮粒子之間的相互作用。粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間是（? ? ? ? ?）。

分析：粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角越大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，即t=T。因?yàn)榱Ｗ泳哂懈鞣N速率，根據(jù)qBv=，得r=，由此可知，速度越大，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓的半徑r越大，所以接下來(lái)應(yīng)用GGB軟件制作動(dòng)畫圖，非常直觀，經(jīng)過(guò)教師一點(diǎn)撥，輕松解決問(wèn)題。設(shè)[⌒][ab]半圓的半徑為R，在GGB軟件的界面中，需要先確定出題目中的磁場(chǎng)區(qū)域c. a. b. d點(diǎn)，然后再構(gòu)造出帶電粒子半徑逐漸增大的運(yùn)動(dòng)軌跡圓，如圖2-5所示。

當(dāng)帶電粒子從c點(diǎn)垂直射入磁場(chǎng)，則圓心必在ac所在的直線上，將粒子的軌跡半徑由零逐漸放大，借助GGB軟件作出的動(dòng)畫中，可以看出，在r≤0.5 R和r≥1.5 R時(shí)，粒子離開磁場(chǎng)之前的軌跡是半個(gè)圓，圓心角180°，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為。當(dāng)半徑r大于0.5 R而小于1.5 R時(shí)，粒子ab從半圓邊界射出，逐漸將運(yùn)動(dòng)粒子軌跡半徑從0.5 R逐漸放大，粒子射出位置從半圓頂端向下移動(dòng)，軌跡圓心角從180°逐漸增大，通過(guò)圖形可以知道虛線cp與ab半圓相切時(shí)，夾角acp最大，夾角cap最小，軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角最大，且?jiàn)A角acp是30°，軌跡圓心角最大，最大是240°。但是如果繼續(xù)增大粒子的運(yùn)動(dòng)半徑，圓心角反而減小，所以當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡半徑等于磁場(chǎng)ab半圓的半徑時(shí)，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡圓心角最大，即θ=π+=π，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤。簡(jiǎn)而言之，借助相關(guān)軟件，可以輕松地搞定物理難題，加深學(xué)生的理解，也達(dá)到開展深度物理課堂教學(xué)的效果。

3? 借助信息技術(shù)制作思維導(dǎo)圖深化物理課堂教學(xué)

思維導(dǎo)圖作為近年來(lái)運(yùn)用較多的創(chuàng)新性教學(xué)方式，運(yùn)用關(guān)聯(lián)發(fā)射的技巧，圍繞中心主題，將教學(xué)重難點(diǎn)用并列和遞進(jìn)方式以圖表呈現(xiàn)，從而鏈接各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，建立記憶模塊，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的記憶和運(yùn)用[ 3 ]。 思維導(dǎo)圖是一種高效的思維模式，可以幫助把知識(shí)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)化、可視化。使用思維導(dǎo)圖能夠讓我們層次清晰地總結(jié)歸納知識(shí)點(diǎn)，這也使得它在教學(xué)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。制作思維導(dǎo)圖的工具有很多，可以使用希沃白板，也可以借助Xmind軟件，從而達(dá)到對(duì)知識(shí)的總結(jié)與提升。例如在魯科版必修2“萬(wàn)有引力與航天”這一章的授課結(jié)束后，為了幫助學(xué)生記憶，拓寬學(xué)生的思維寬度，幫助學(xué)生理解總結(jié)提升全方位發(fā)展，筆者借助希沃白板簡(jiǎn)單的制作如圖6的思維導(dǎo)圖，當(dāng)然也可以讓學(xué)生利用課后時(shí)間完成，完成后再把教師的思維導(dǎo)圖展示給學(xué)生，充分進(jìn)行對(duì)比后，最后教師再進(jìn)行總結(jié)點(diǎn)評(píng)。在具體的教學(xué)過(guò)程中，教師還可以應(yīng)用希沃白板的其他輔助功能。例如可以應(yīng)用標(biāo)注的功能，應(yīng)用不同顏色、不同字體、不同圖形對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和記憶，比如在講解“萬(wàn)有引力與航天”這個(gè)思維導(dǎo)圖時(shí)，就可以在萬(wàn)有引力定律這個(gè)地方添加重要的標(biāo)注，包括黃金代換等等。還可以應(yīng)用連線、填空、分組競(jìng)賽的功能，以思維導(dǎo)圖的方式將整章的知識(shí)點(diǎn)一一呈現(xiàn)，使得學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的理解更加的深入和透徹，畢竟圖形比單純的文字更容易讓人記住。如果是學(xué)生來(lái)制作的話，可以有很多種不同的格式，可以加上很多不同的顏色，讓學(xué)生主動(dòng)參與，這同樣也達(dá)到開展深度物理課堂教學(xué)的效果，把學(xué)習(xí)的過(guò)程上升到知識(shí)的生成與管理。

4? 借助平臺(tái)，自主建立物理課程，方便學(xué)生課后學(xué)習(xí)

好東西應(yīng)該積累并分享。現(xiàn)在存儲(chǔ)電子資源的平臺(tái)很多，可以存儲(chǔ)在電腦、移動(dòng)硬盤上，可以存儲(chǔ)在微信公眾號(hào)上，還可以存儲(chǔ)在其他平臺(tái)上。筆者就通過(guò)超星平臺(tái)建立高中物理課程。課程建立后，可以發(fā)送給學(xué)生，學(xué)生可以利用課余時(shí)間來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)和查缺補(bǔ)漏。在超星平臺(tái)當(dāng)中，可以上傳格式多樣的電子資源，比如可以上傳word文檔、PDF文檔，可以上傳視頻，還可以制作調(diào)查問(wèn)卷，并紀(jì)錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況數(shù)據(jù)。這部分工作主要是對(duì)課堂的進(jìn)一步深化和延伸。在疫情和信息化這種大背景下，它的優(yōu)勢(shì)就表現(xiàn)出來(lái)了，學(xué)生通過(guò)教師分享的物理電子教學(xué)資源，就可以隨時(shí)隨地地進(jìn)行觀看和學(xué)習(xí)、補(bǔ)充，有效的培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，這也是核心素養(yǎng)視角下高中物理混合式教學(xué)的一種有效的策略。

總之，信息技術(shù)在高中物理教學(xué)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，借助信息技術(shù)開展深度物理課堂教學(xué)的方法有很多，比如還可以根據(jù)實(shí)際情況制作導(dǎo)學(xué)案或者微課，可以從教師自身出發(fā)，可以從課堂細(xì)節(jié)入手，還可以從學(xué)生身上下功夫，這也構(gòu)成了一種混合式的教學(xué)策略。借助信息技術(shù)，只要方法得當(dāng)，都可以有效地深化課堂教學(xué)，提高教學(xué)效果，所以教師需要與時(shí)俱進(jìn)，不斷提高信息技術(shù)水平來(lái)深化自己的課堂教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳林，桑芝芳.基于GeoGebra軟件的磁場(chǎng)動(dòng)態(tài)圓問(wèn)題的可視化分析——以一道帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的多解問(wèn)題為例[J]. 物理教學(xué)， 2020（9）：26-28.

[2] 盛寶驥.用GeoGebra軟件描繪電荷電勢(shì)分布[J]. 物理教師，2018（1）：71-73.

[3] 陳基快，馬秀娟，高方圓，等.思維導(dǎo)圖在新藥評(píng)價(jià)教學(xué)中的應(yīng)用[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2017，19（1）：44-46.