基于智慧課堂的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略研究

【摘要】隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，特別是互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的普及應(yīng)用，為教育提供了更多的可能性.智慧課堂就是利用這些先進(jìn)技術(shù)，采取智能化的教學(xué)工具、平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化學(xué)習(xí)、即時(shí)反饋等功能，這大大提升了教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn).高中物理實(shí)驗(yàn)不僅能輔助學(xué)生更好理解、掌握抽象的物理概念，還能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和科學(xué)探究精神.實(shí)驗(yàn)課上，學(xué)生可在實(shí)踐中驗(yàn)證理論知識(shí)，加深理解.同時(shí)，實(shí)驗(yàn)過程中的問題解決也能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)其面對(duì)未知挑戰(zhàn)的能力.為了更好發(fā)揮高中物理實(shí)驗(yàn)課的育人價(jià)值，本文探討基于智慧課堂的教學(xué)策略，以供參考.

【關(guān)鍵詞】智慧課堂；高中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在高中物理課程體系中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)占據(jù)著極其重要的位置.它能夠填補(bǔ)理論課方面的空白，且在學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)方面也發(fā)揮著不可比擬的作用.實(shí)驗(yàn)顧名思義就是需要進(jìn)行實(shí)操，而這一操作過程可直觀觀察物理現(xiàn)象，加深對(duì)物理定律的認(rèn)識(shí).同時(shí)，實(shí)驗(yàn)也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其在探索過程中體驗(yàn)到科學(xué)的魅力，這對(duì)于培養(yǎng)未來的科研人才具有重要意義.但傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課上，教師受教學(xué)壓力、教學(xué)任務(wù)、課堂秩序管理等多方面因素的影響，往往是以演示為主，學(xué)生被動(dòng)接受，互動(dòng)性不強(qiáng).而在智慧課堂模式下，利用虛擬實(shí)驗(yàn)室、在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)等工具，可實(shí)現(xiàn)更靈活、更多樣的實(shí)驗(yàn)形式，且學(xué)生也可以通過虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí)或復(fù)習(xí)，還能根據(jù)自身興趣選擇不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目來深入研究.這種方式，極大提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率、效果，也為學(xué)生提供了更多的自學(xué)空間、機(jī)會(huì).

1利用物理微課視頻，實(shí)現(xiàn)資源智能化推送

基于新時(shí)期的教育教學(xué)工作要求，教師要向?qū)W生方面交還學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)，而教師要發(fā)揮自身組織者、引導(dǎo)者等作用，以學(xué)生自學(xué)情況為參照，對(duì)教學(xué)的內(nèi)容、方式、方法進(jìn)行明確.這就需要教師基于合適、恰當(dāng)方法的應(yīng)用，在學(xué)生的自學(xué)方面發(fā)揮引導(dǎo)作用[1].隨著智慧課堂的普及，越來越多的智能化、數(shù)字化教學(xué)設(shè)施逐步得到健全，而學(xué)生基于電子設(shè)備的應(yīng)用，可借助智能學(xué)習(xí)平臺(tái)就有關(guān)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行獲取.結(jié)合這一點(diǎn)來看，高中物理實(shí)驗(yàn)課上，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，利用一切可利用的資源，如網(wǎng)絡(luò)、學(xué)校數(shù)據(jù)庫等，發(fā)揮學(xué)校智慧教育平臺(tái)的作用，給學(xué)生推送教學(xué)資源，讓其結(jié)合推送資源，深入到自主學(xué)習(xí)的狀態(tài)中，改變以往僅解讀基礎(chǔ)物理概念的自主學(xué)習(xí)局面.

例如學(xué)習(xí)“重力與彈力”時(shí)，可細(xì)分一下整個(gè)章節(jié)涉及的知識(shí)點(diǎn)，如重力的概念與公式、力的分解等.而在分析以上各知識(shí)點(diǎn)時(shí)，要采取物理實(shí)操、真實(shí)案例等方式.課堂上，為保障學(xué)生通過自學(xué)的過程實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的全面理解、深入認(rèn)知，需要教師基于教學(xué)設(shè)備的應(yīng)用，將融合各知識(shí)點(diǎn)和物理實(shí)操、真實(shí)案例的微課教學(xué)資源制作好，并在智慧教育平臺(tái)上進(jìn)行上傳，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供輔助作用.其間，教師也可立足智慧教育平臺(tái)，就適宜學(xué)生自主學(xué)習(xí)的微課教學(xué)資源進(jìn)行檢索，并向?qū)W生推送.這種引導(dǎo)學(xué)生以微課資源為主要方式的自主學(xué)習(xí)，不僅有助于學(xué)生學(xué)習(xí)資源的豐富化，同時(shí)也利于學(xué)生對(duì)抽象概念、原理的深入理解，從而促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的提升，更可鞏固后續(xù)課堂高效化發(fā)展的基礎(chǔ).

2借助情境化的工具，營(yíng)造形象化學(xué)習(xí)氛圍

新課標(biāo)對(duì)當(dāng)下教育教學(xué)工作提出的一個(gè)新要求就是，教師教學(xué)中要在生活化元素的融入上提高關(guān)注度，使物理知識(shí)、實(shí)際生活間聯(lián)系增進(jìn)，基于學(xué)生已有生活經(jīng)驗(yàn)的調(diào)動(dòng)，從熟悉的情境出發(fā)，生成強(qiáng)烈探索欲、好奇心，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情.從以往的教學(xué)情況看，教師情境的創(chuàng)設(shè)大多是以文字、簡(jiǎn)單圖形描述為主要手段，這種情境的突出問題就是過于單調(diào)，無法為學(xué)生想象力的發(fā)揮創(chuàng)造有利條件，也不利于學(xué)生在問題解決中對(duì)核心信息點(diǎn)的把握.但智慧課堂對(duì)于以上現(xiàn)狀有著極大的改善作用，其涉及大量先進(jìn)的軟件、工具，使教師情境創(chuàng)設(shè)開始有了更多的可能性.其間，教師立足課堂，融入真實(shí)生活中的物理案例，可為學(xué)生物理問題的深icvK0tKr4oWsZrT6fgM5fIZp6onQg02JmtRzKdJvMu8=入理解引導(dǎo)方向.

例如在“功與功率”這一課上，本章節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí)對(duì)于學(xué)生而言有一定的難度，問題主要體現(xiàn)在教師簡(jiǎn)單文字與圖片的描述，不利于學(xué)生理解不同力所做的功.特別是這種描述情境存在一定程度的復(fù)雜性，難保障學(xué)生對(duì)不同力所做功形式、產(chǎn)生功率進(jìn)行了解、掌握[2].對(duì)此，基于智慧課堂的實(shí)驗(yàn)課上，教師可從教材中的汽車案例出發(fā)，采取科技手段將汽車三維立體模型展示出來.該階段需要注意，應(yīng)采取動(dòng)態(tài)化的方式，尤其要讓汽車運(yùn)動(dòng)過程“動(dòng)起來”“活起來”，并對(duì)應(yīng)標(biāo)示做功部位、功率，如換擋、發(fā)動(dòng)機(jī)等.此種“生動(dòng)展示+文字描述”的綜合方式，能使學(xué)生找準(zhǔn)問題解決的關(guān)鍵.與此同時(shí)，這種教法也可驅(qū)動(dòng)學(xué)生意識(shí)到物理知識(shí)的實(shí)用性、具體應(yīng)用價(jià)值.教師面對(duì)相對(duì)抽象的生活場(chǎng)景化內(nèi)容，都可采取科技手段來進(jìn)行呈現(xiàn)、展示，為學(xué)生對(duì)其運(yùn)動(dòng)原理的了解、掌握提供輔助作用.

3搭建線上小組討論平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)立體化

物理實(shí)驗(yàn)課上，要想在教學(xué)中有效發(fā)散、提升學(xué)生的思維，一個(gè)有效的教法就是小組合作探究.但從傳統(tǒng)教學(xué)模式下的課堂現(xiàn)狀看，教師對(duì)學(xué)生的分組通常是以座位的形式為主，即引導(dǎo)學(xué)生與前后桌、或周圍同學(xué)來進(jìn)行合作、探討式的學(xué)習(xí)[3].這種分組方式可能造成的一種后果就是各小組間總體學(xué)習(xí)能力存在極大的差異，會(huì)影響教學(xué)進(jìn)度的推進(jìn)，也無法有效提高一部分學(xué)生的能力，甚至?xí)觿W(xué)生之間的層次化，久而久之，必然會(huì)危及課堂教學(xué)的質(zhì)、效.基于此，教師要想更好組建合作小組，使其作用發(fā)揮出來，分組方式的優(yōu)化十分必要.

基于智慧課堂的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師就針對(duì)線上交流平臺(tái)進(jìn)行積極搭建，使時(shí)空方面的局限性得到突破，并科學(xué)、合理劃分小組，促進(jìn)各學(xué)習(xí)小組學(xué)習(xí)的高效化、高質(zhì)量發(fā)展.

例如以“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”這一實(shí)驗(yàn)為例，小組合作的方式具備較高的教和學(xué)有效性.實(shí)際分組的過程中，需要教師結(jié)合線下學(xué)習(xí)效果來劃分，在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建不同的任務(wù)群，利用一個(gè)個(gè)任務(wù)群驅(qū)動(dòng)、牽引學(xué)生結(jié)合自身學(xué)情深入進(jìn)去，從中就自身學(xué)習(xí)的方法、結(jié)果來發(fā)表.群任務(wù)建議：平拋運(yùn)動(dòng)是什么運(yùn)動(dòng)？它可分解為什么運(yùn)動(dòng)？怎樣圍繞其豎直分運(yùn)動(dòng)特征、水平分運(yùn)動(dòng)特征開展探究？是否能從實(shí)際生活的角度分析平拋運(yùn)動(dòng)在生活中的體現(xiàn)？提出并布置上述任務(wù)群的前提下，引導(dǎo)各組選擇對(duì)應(yīng)的任務(wù)并展開分析.其間，需要教師關(guān)注學(xué)生之間的探討、表現(xiàn)、學(xué)習(xí)等各方面情況，了解并掌握學(xué)生學(xué)習(xí)中的疑難問題，便于之后知識(shí)的針對(duì)性講解、疑惑，更好照顧整體學(xué)生.

4利用虛擬實(shí)驗(yàn)軟件，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思維

高中物理課程體系中，最為關(guān)鍵的構(gòu)成就是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，其突出作用與育人功能就體現(xiàn)在培育學(xué)生科學(xué)精神、科學(xué)探究能力上.然而，因?qū)嶒?yàn)設(shè)備、器材、工具等多方面限制因素的影響，物理所有實(shí)驗(yàn)課的開展并不現(xiàn)實(shí)，尤其是學(xué)生實(shí)操、反復(fù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方面的挑戰(zhàn)很大，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生物理學(xué)習(xí)質(zhì)量受到影響，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、積極性也會(huì)遭受到不同程度的打擊.這就需要教師優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教法，發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)思維[4].而智慧課堂對(duì)于實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化有極大的作用，原因是依靠一系列智能、數(shù)字等設(shè)備、軟件搭建而成的智慧課堂，集合了多種技術(shù)的功能.

一方面，科技的演示功能利于教師向?qū)W生直觀、立體呈現(xiàn)各種實(shí)驗(yàn)操作視頻.觀看視頻，可在操作一系列功能的基礎(chǔ)上，如放大、慢放，實(shí)現(xiàn)觀看的細(xì)致化、反復(fù)化，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的良好掌握.另一方面，基于VR等虛擬實(shí)驗(yàn)軟件的應(yīng)用，如物理實(shí)驗(yàn)室APP、NB物理實(shí)驗(yàn)室等，使學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)操，更利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)趣味性、體驗(yàn)感的增強(qiáng).

例如在“電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量”這一實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師就可通過物理實(shí)驗(yàn)APP的應(yīng)用，如Prepmagic、同步實(shí)驗(yàn)室（虛擬仿真實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)）等，驅(qū)動(dòng)學(xué)生深入到多組實(shí)驗(yàn)?zāi)M操作過程.學(xué)生實(shí)操機(jī)會(huì)的增多，利于學(xué)生對(duì)實(shí)操流程、原理的熟練化.與線下物理實(shí)驗(yàn)相比，演示的直觀化、立體化、高效化特征相對(duì)突出，同時(shí)每名學(xué)生均可參與到實(shí)操過程.系統(tǒng)反饋也利于學(xué)生對(duì)自身缺點(diǎn)的明確，促使學(xué)生通過一次次的實(shí)驗(yàn)?zāi)M，實(shí)現(xiàn)自身實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶嵘锰嵘龑W(xué)生的實(shí)驗(yàn)思維.另外，實(shí)驗(yàn)軟件中系統(tǒng)記錄與檢測(cè)，不僅能夠指導(dǎo)學(xué)生明確自身不足并指導(dǎo)其進(jìn)行改進(jìn)，同時(shí)也有助于教師課堂教學(xué)針對(duì)性、有效性的提升，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的雙向進(jìn)步和共同發(fā)展.

5借助信息技術(shù)手段，布置鞏固性課后作業(yè)

課后作業(yè)屬于課堂教學(xué)體系中不可或缺的一環(huán)，其在學(xué)生學(xué)習(xí)成果的檢驗(yàn)上有重要作用，也可為學(xué)生知識(shí)的鞏固、能力的拓展提供輔助作用.考慮課后作業(yè)的以上價(jià)值，還需要教師從課堂教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生實(shí)況出發(fā)，做好作業(yè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與布置工作，為學(xué)生學(xué)習(xí)能力的不斷提升鞏固基礎(chǔ).新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)，教師要在學(xué)生的個(gè)性化需求上提高重視度、關(guān)注度.而智慧課堂下的物理實(shí)驗(yàn)課后作業(yè)布置中，也需要教師結(jié)合學(xué)生個(gè)性需求，遵守“雙減”要求、素質(zhì)育人理念，在作業(yè)的內(nèi)容、形式上加大革新、優(yōu)化力度，借助作業(yè)來驅(qū)動(dòng)學(xué)生綜合能力、素養(yǎng)發(fā)展.具體而言，教師可結(jié)合智慧學(xué)習(xí)軟件反饋，進(jìn)行針對(duì)性、差異化、鞏固性課后作業(yè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與布置工作.

基于智慧課堂的物理實(shí)驗(yàn)課上，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的探究、有關(guān)問題的練習(xí)和回答，都會(huì)向智慧教育平臺(tái)上傳對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息.而通過系統(tǒng)功能的發(fā)揮，可自動(dòng)分析學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的不足以及對(duì)問題的答案，也能夠以學(xué)生情況為依據(jù)，選擇適宜性、個(gè)性化、針對(duì)性的練習(xí)，之后采取線上方式推送給學(xué)生.后續(xù)通過分析后臺(tái)數(shù)據(jù)，結(jié)合學(xué)生課堂表現(xiàn)，就能夠在保證在減負(fù)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)作業(yè)規(guī)劃、設(shè)計(jì)的針對(duì)性、差異化以及與學(xué)生之間的匹配性，使學(xué)生薄弱知識(shí)點(diǎn)得到針對(duì)性的鞏固[5].此外，針對(duì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)操作，或者相對(duì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)探究類習(xí)題，可要求學(xué)生以拍照的方式向智慧學(xué)習(xí)平臺(tái)上傳作業(yè)，之后教師利用系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)、分析，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程、作業(yè)情況進(jìn)行了解.教師的這一批改方式，一方面更利于學(xué)生對(duì)有關(guān)知識(shí)點(diǎn)的掌握；另一方面，也可使教師作業(yè)批改時(shí)間長(zhǎng)、學(xué)生因遺忘作業(yè)內(nèi)容而重新審題的情況得到規(guī)避.不僅如此，這種作業(yè)形式也能緩解以往枯燥、乏味作業(yè)給學(xué)生造成的巨大壓力，讓學(xué)生有動(dòng)力、熱情飽滿地完成作業(yè).

6結(jié)語

綜上所述，智慧課堂不僅為高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來了新的機(jī)遇，同時(shí)也為學(xué)生提供了更豐富多樣的學(xué)習(xí)體驗(yàn).隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，相信未來的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)將會(huì)變得更高效、更有趣、更富成效.一方面，借助先進(jìn)的信息技術(shù)手段，可為不同水平的學(xué)生提供定制化的學(xué)習(xí)資源和服務(wù)，滿足學(xué)生的個(gè)性化需求.另一方面，在進(jìn)一步整合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）等技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的前提下，可讓學(xué)生身臨其境參與復(fù)雜物理實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)習(xí)的興趣和效率.以上目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，還需教師進(jìn)一步實(shí)踐和研究，以最大化彰顯智慧課堂和物理實(shí)驗(yàn)的育人合力.

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