基于智慧課堂構建高效物理教學的實踐探索

【摘要】高中物理實驗教學通常以教師講授為主，且操作過程通常浪費大量的課堂時間，數據處理及結論分析通常很難在一節課內完成.本文借助智慧課堂極大地提高課堂教學效率：一方面真正做到以學生為主體，教師為主導的課堂構建，注重實驗設計和探究過程；另一方面在有限的課堂時間內，不僅完成實驗探究過程，并且在數據分析的基礎上進行理論總結，讓學生有滿滿的獲得感.

【關鍵詞】智慧課堂；高中物理；實驗教學

1 引言

智慧課堂是指在信息技術的支持下，優化傳統的教學方式，通過智能化的模式實現高效教學的重要途徑.高中物理實驗教學通常是教師講授實驗目的、實驗原理、實驗操作過程及實驗結論等，講授結束后，由學生完成操作過程，原本有限的教學時間并沒有得到充分的利用.這樣的教學中并未實現學生實驗探究能力的提升，而是簡單的知識灌輸，教學模式單一，缺少真正有意義的設計.面對這樣的教學困境，智慧課堂提供了有效的解決方案，突破了傳統物理實驗教學的局限性.

2 提高課堂效率，提升學生核心素養

物理學科核心素養中對學生的科學思維和實驗探究提出了較高的要求.如何能夠在有限的實驗教學時間中提升學生的實驗探究能力成為一個重要的課題.在“實驗：探究加速度與力、質量的關系”這一節課中，要求學生在前面知識的基礎上得到加速度與力、質量的關系，并且為后面“牛頓第二定律”的學習奠定基礎.本案例借助智慧課堂設計了實驗教學內容，高效地完成了學生設計實驗、探究實驗、得出結論的全過程，提升課堂效率的同時在學生的科學思維和實驗探究方面有所突破.

3 設計智慧課堂環境

在我們之前的課程中，我們已經多次探討了DISLab數字化實驗室的應用.學生們已經熟悉并掌握了如何使用DISLab軟件，以及如何操作各種常見的物理實驗儀器，例如位移傳感器、光電門以及數據傳輸與采集器等.通過這些學習，學生們已經了解到位移傳感器在測量物體加速度方面的重要作用.此外，數字化實驗軟件上的圖表功能非常強大，它能夠有效地幫助學生們得到精確的函數圖象，并且分析物理量之間的關系.這一功能在教學過程中起到了關鍵作用，它幫助學生們突出了本節課的重點和難點，即如何從物理量的關系中推導出加速度與力、質量之間的關系式.這樣一來，學生們就可以節省大量的繪圖時間，更加專注于實驗數據的分析和理解.

此外，我們還引入了鴻合多屏互動軟件，這使得我們能夠輕松地進行投屏操作.通過該軟件，我們可以實時記錄下學生們的實驗情況，并且在大屏幕上迅速展示每組的實驗數據.這種實時的互動和展示方式，不僅有利于小組之間的相互學習和交流，還能夠讓學生們比較各自的實驗數據，從而更快地得出實驗結論.通過這種方式，學生們不僅能夠更直觀地理解實驗結果，還能夠培養他們的團隊合作能力和數據分析能力.

4 應用智慧課堂的主要目標

通過引入視頻素材，我們能夠為學生們帶來強烈的視覺沖擊，迅速吸引他們的注意力，從而帶著問題進入新課程的學習.利用精心制作的PPT進行演示，配合數字化實驗室軟件的無縫切換，我們能夠在有限的課堂時間內確保課堂設計的實驗和實驗探究環節得以順利進行.通過信息技術的應用，我們能夠高效地完成實驗任務，并且迅速處理實驗數據，從而達到高效完成實驗的目的.數字化實驗室不僅能夠實現與傳統實驗相同的實驗目的，而且能夠在較短的時間內完成實驗并得出結論.其精確度高，測量結果較為準確，極大地提高了測量的精度，確保了實驗結果的可靠性.通過抓住課程的主要矛盾，我們利用信息化技術來凸顯課程的重點和難點，使得學生能夠更加清晰地理解這些關鍵點.智慧課堂的運用極大地提高了課堂的效率，促進了學生能力素養的提升，使他們在學習過程中更加主動和高效.

5 智慧課堂引領高效課堂

環節1 多媒體情境導入新課.

教師 播放視頻：短跑運動員張培萌與殲-10戰斗機百米賽.提出問題，引發學生思考，激發學生興趣.

學生 觀看視頻，思考問題答案，帶著興趣開啟新課學習，帶著好奇開始探索.

設計意圖 在這一教學環節中，充分利用了智慧學習環境中的多媒體教學資源，精心構建了一個真實而生動的學習情境.通過精心剪輯的視頻素材，我們巧妙地將情境引入新課的學習中，這種視覺和聽覺的雙重沖擊，能夠有效地吸引學生的注意力，激發他們的好奇心和求知欲.學生們在帶著問題和疑惑的狀態下，開始探索新課程的內容，這種主動探索的學習方式，不僅能夠提高他們的學習興趣，還能幫助他們更好地理解和掌握知識.通過這種方式，我們希望讓學生深刻體會到物理學不僅僅是一門抽象的學科，它其實源于我們的日常生活，并且能夠反過來服務于我們的生活，從而培養學生將理論知識應用于實際生活的能力和意識.

環節2 實驗設計高效展示.

教師 每個小組根據所學知識設計實驗.

學生 發散思維，設計測量加速度與力、質量之間的定量關系實驗.小組展示實驗裝置圖.

設計意圖 在這一教學環節中，充分利用了智慧學習環境所提供的豐富數字教育資源.具體來說，涉及了數字教育資源的獲取與評價，數字教育資源的管理，探究性學習活動的設計，以及學習小組的組織與管理等多個方面.通過使用智能手機，我們能夠方便地收集每個小組在活動過程中拍攝的照片.隨后，將這些照片在大屏幕上進行播放，展示每個小組的設計成果.這種方法不僅能夠顯著提高課堂的教學效率，還能夠清晰地呈現每個小組的實驗裝置圖.通過這種方式，學生們可以直觀地看到其他小組的設計思路和成果，從而實現小組之間的相互學習和借鑒，進一步促進知識的共享和創新思維的培養.

環節3 實驗探究一般步驟集中探索.

教師 教師設計問題鏈，通過PPT呈現，展示關鍵詞語和重點內容.

學生 觀看屏幕思考問題并作答.

設計意圖 該環節中用到了智慧課堂中的微課程設計與制作，在進行探究性學習活動的設計與制作過程中，我們需要深入研究和理解學習目標，然后根據這些目標來設計相應的活動.這些活動應當能夠激發學生的興趣，引導他們主動探索和發現知識，從而達到深入理解和掌握學習內容的目的.同時，演示文稿的設計與制作也是至關重要的環節.一個精心設計的演示文稿不僅能夠清晰地展示學習內容，還能夠吸引學生的注意力，提高他們的學習興趣和效率.

為了創造一個真實的學習環境，需要在設計過程中充分考慮實際應用場景，盡可能地模擬真實世界的情境.這樣，學生在學習過程中就能夠更好地將所學知識與實際問題相結合，提高他們的實際應用能力.此外，這部分內容完全可以作為微課內容單獨展示，以便于學生在課后進行復習和鞏固.

使用PPT展示圖片可以使得教學內容更加形象、生動，同時也能提高信息的準確性.通過精心設計的圖片和圖表，抽象的問題可以變得更加具體化和圖形化，從而幫助學生更好地理解和記憶.此外，使用PPT還可以節約課堂上繪制圖像的時間，使得教師能夠更加專注于教學內容的講解和學生的互動，提高課堂效率.

環節4 高效操作得到實驗圖像.

教師 要點展示，幫助學生展示最終結果.

學生 利用數字化實驗手段快速完成實驗，得到實驗數據，作出實驗圖像，得出結論.

設計意圖 該環節中用到了智慧課堂的數字資源獲取與評價，數字教育資源的管理是現代教育技術中不可或缺的一部分，它通過創造真實的學習情境，使學生能夠更好地理解和掌握知識.同時，學習小組的組織與管理也是教育過程中至關重要的環節，它能夠有效地促進學生之間的交流與合作，提高學習效率.

數字化實驗室的引入，極大地提高了學生的課堂效率.通過數字化設備，學生可以以簡潔明了的方式，迅速抓住問題的主要矛盾，從而更準確地對研究中的物理量進行測量.這種精確的測量不僅提高了實驗的準確性，還使學生能夠更深入地理解實驗原理和過程.

此外，通過使用鴻合多屏互動投屏技術，可以讓實驗結果一目了然地呈現在大屏幕上.這不僅方便了教師的講解和指導，也使學生能夠更直觀地觀察和分析實驗數據.通過這種方式，學生可以更好地理解實驗的每一個細節，從而達到更好的學習效果.

環節5 總結課堂，提升拓展.

教師 總結科學探索的艱辛曲折，而作為科學家的牛頓是非常偉大的，加以文字、圖片和音頻的渲染，讓學生在真實體會的基礎上更加印象深刻.

學生 聽覺和視覺并用，最終身心得到啟迪.

設計意圖 該環節中用到了智慧課堂的數字教育資源管理，為了創造一個真實且富有成效的學習情境，演示文稿的設計與制作顯得尤為重要.通過精心挑選和編排音頻、文字和圖片素材，演示文稿能夠以一種生動而直觀的方式呈現信息，從而激發觀眾的興趣和參與感.音頻的加入可以增強情感的傳遞，使聽眾更容易理解和記憶內容；文字的準確表述則確保了信息的清晰和精確；而圖片的直觀展示則有助于學生更好地理解和吸收復雜概念.這種多媒體的呈現方式，通過視覺、聽覺等多種感官的融合，極大地豐富了教學手段，使得課堂教育變得更加生動和有效.通過這樣的方式，教師能夠更好地實現教育目的，幫助學生在輕松愉快的氛圍中掌握知識，培養他們的綜合能力.

6 智慧課堂應用后的效果及反思

本節課旨在培養學生的實驗探究、小組合作、數據分析和信息綜合的能力.在45分鐘的時間內，學生上述能力均得到了有效的鍛煉和提升.學生在小組合作中不僅體驗了真實的探究過程，也展示了集體的智慧和力量.

智慧課堂的應用極大地提升了學習和探究效率.通過位移傳感器可以快速地測量出小車的加速度，并且利用軟件直接進行畫圖得到實驗結論.最后，通過手機電腦同屏軟件可以將每組的實驗結論直接快速地呈現在大屏幕上.

通過實驗猜想，設計實驗，完成實驗，數據分析，得出結論五個環節，讓學生獲得了真實的情感體驗，在過程中養成科學思維的習慣，體會科學探索的艱辛與曲折，感受到科學家的偉大.

本節課學生的收獲非常大.學生在分享環節中，分享了自己組做實驗的失敗之處，分享了小組合理分工的必要性，分享了他們通過自己動腦動手得到實驗結果的喜悅心情，也分享了實驗看似簡單，但其中有好多的細節需要注意，能夠成功地做出實驗得到結論是一件很難的事情.學生的分享沒有停留在知識的表面而是超越了知識本身，說明課堂真正激發了學生的情感體驗.

7 結語

以上為本案例的收獲.但值得思考的是，智慧課堂的應用不可或缺，但學生基本實驗能力的培養也不能缺乏，因而在平時的授課過程中如何平衡傳統實驗與數字化實驗的比例，發揮好智慧課堂的輔助作用，在訓練學生動手能力、數據處理能力和繪圖能力的同時，提高課堂效率，提升實驗的精度是物理教學中需要不斷探索和深入挖掘的內容.

參考文獻：

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