基于PGP電子雙板的物理課堂教學(xué)*

陳增照，李景魚

（華中師范大學(xué) 國(guó)家數(shù)字化學(xué)習(xí)工程技術(shù)研究中心，湖北 武漢430079）

一、引言

在教育信息化高速發(fā)展的過(guò)程中，多媒體教學(xué)手段在中學(xué)物理課堂教學(xué)中的運(yùn)用越來(lái)越普遍，其局限性也越來(lái)越明顯。內(nèi)容層面，信息技術(shù)應(yīng)用形式大于內(nèi)容，課件固化嚴(yán)重，不能靈活變動(dòng)；操作層面，教師被束縛在計(jì)算機(jī)操作臺(tái)上，忽視了學(xué)生的主體地位，缺乏交互，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不理想。[1]

華中師范大學(xué)國(guó)家數(shù)字化學(xué)習(xí)工程技術(shù)研究中心研究開發(fā)的盤古課堂教學(xué)平臺(tái)（PanGu Presetation，簡(jiǎn)稱PGP），采用電子雙板實(shí)現(xiàn)了教學(xué)設(shè)計(jì)預(yù)設(shè)性和靈活性的融合，創(chuàng)造了一種新型的課堂教學(xué)模式，電子雙板能夠讓教師擺脫計(jì)算機(jī)的束縛，教師對(duì)課件的操作都可直接在雙板屏幕上利用專用筆完成，學(xué)生也可以走上講臺(tái)在屏幕上進(jìn)行答題，體現(xiàn)了教師主導(dǎo)、學(xué)生主體的教學(xué)模式。

如何將這一教學(xué)平臺(tái)與中學(xué)物理教學(xué)的實(shí)踐相結(jié)合，構(gòu)建一個(gè)高效互動(dòng)的物理課堂，這正是我們要探討的課題。

二、PGP電子雙板在中學(xué)物理課堂教學(xué)中運(yùn)用的優(yōu)勢(shì)

PGP電子雙板首創(chuàng)單機(jī)雙定位的技術(shù)，在傳統(tǒng)的電子單板的基礎(chǔ)上擴(kuò)充為兩塊白板，尺寸基本達(dá)到了傳統(tǒng)黑板的大小。這兩塊板可以同時(shí)呈現(xiàn)同一教學(xué)資源，進(jìn)行關(guān)聯(lián)教學(xué)；也可以同時(shí)呈現(xiàn)不同資源，進(jìn)行雙軌教學(xué)、對(duì)比教學(xué)。

PGP電子雙板可以形成資源、活動(dòng)、課件三位一體的教學(xué)設(shè)計(jì)，具有雙軌展示、關(guān)聯(lián)教學(xué)的教學(xué)特性，教學(xué)方式靈活多變。實(shí)現(xiàn)了隨手可寫、隨處可寫功能，集成了手寫識(shí)別的功能，并可以把課堂中生成的筆記按需保存，供教師反思和學(xué)生復(fù)習(xí)。PGP電子雙板還提供了聚光燈、放大鏡等小功能，教師可以通過(guò)遮蓋、放縮、隱藏、顯示等功能給學(xué)生提供多種形式的學(xué)習(xí)“線索”，從而突出教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

PGP電子雙板的出現(xiàn)使得集豐富的教學(xué)資源和交互合作的教學(xué)模式為一體的課堂教學(xué)環(huán)境成為現(xiàn)實(shí)，為新課程倡導(dǎo)的自主、合作、探究的新的學(xué)習(xí)方式提供了廣闊的發(fā)展空間。

1.電子雙板有利于優(yōu)化課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，促進(jìn)課堂教學(xué)的有效性

交互式電子雙板強(qiáng)大的教學(xué)功能，為設(shè)計(jì)創(chuàng)新型教學(xué)活動(dòng)提供了可能。本質(zhì)上，基于交互式電子雙板的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)仍然是教學(xué)成功的關(guān)鍵。PGP電子雙板的云教學(xué)資源平臺(tái)中內(nèi)置了大量的學(xué)科素材，這些學(xué)科素材不是現(xiàn)成的、固有的課件，而是根據(jù)知識(shí)點(diǎn)組織的知識(shí)模塊，教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、目標(biāo)、對(duì)象、媒體及自己的教學(xué)風(fēng)格、特點(diǎn)進(jìn)行選擇和集成，形成自己的教案或積件。[2]這無(wú)疑是一種新型的課堂教學(xué)模式。

根據(jù)教學(xué)目標(biāo)選擇教學(xué)資源后，利用PanGu課件制作工具，教師可以將設(shè)想的教學(xué)過(guò)程、結(jié)構(gòu)、資源按教學(xué)活動(dòng)單元制作成課件序列，形成結(jié)構(gòu)化的課件。與傳統(tǒng)意義上的固化的多媒體課件相比，這種結(jié)構(gòu)化的課件能夠靈活應(yīng)對(duì)課堂教學(xué)。利用PanGu課件制作工具制作基于活動(dòng)單元的序列化的教學(xué)設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了教學(xué)設(shè)計(jì)的預(yù)設(shè)性，而靈活性則體現(xiàn)在教師可以在授課過(guò)程中，根據(jù)需要在預(yù)設(shè)生成的課件序列基礎(chǔ)上，隨時(shí)打開任意類型的資源來(lái)輔助教學(xué)。

PanGu課件制作工具突破了教學(xué)資源分別存放、互不聯(lián)系的局限，以教學(xué)行動(dòng)研究過(guò)程組織資源，使教師在課前就對(duì)教學(xué)過(guò)程有一個(gè)預(yù)先的規(guī)劃，從而提高了課堂教學(xué)效果。

2.電子雙板有利于提高課堂的交互性，促進(jìn)學(xué)生物理知識(shí)的建構(gòu)

針對(duì)中學(xué)物理以培養(yǎng)學(xué)生的觀察、操作和設(shè)計(jì)等技能的特點(diǎn)，應(yīng)以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主，習(xí)題教學(xué)為輔。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)產(chǎn)生大量的感性認(rèn)識(shí)，有助于物理知識(shí)的建構(gòu)。[3]物理課堂中，教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)前，要進(jìn)行示范講解，在傳統(tǒng)的物理課堂教學(xué)中，由于班級(jí)人數(shù)比較多，教師很難保證全班同學(xué)都能清楚地看到演示過(guò)程，交互式電子雙板可以很好地解決這樣的難題，利用電子雙板的攝像頭功能，把教師的操作過(guò)程實(shí)時(shí)地呈現(xiàn)在雙板上，全班學(xué)生可以清晰地觀看。另外，教師的操作過(guò)程可以進(jìn)行保存，留給學(xué)生復(fù)習(xí)或用于教師的自我反思。

教師講解之后，傳統(tǒng)課堂中是請(qǐng)學(xué)生組合教師在黑板上畫的分步圖或讓學(xué)生在草稿紙上畫出草圖，相互交流，然后總結(jié)。而運(yùn)用電子雙板，可以讓學(xué)生在雙板前，用筆或手指從資源庫(kù)中拖出相應(yīng)的模擬器材進(jìn)行組裝，在學(xué)生組裝過(guò)程中，每一步的成功，教師都應(yīng)及時(shí)加以肯定，如有失誤，應(yīng)及時(shí)給予糾正。在總結(jié)時(shí)，同學(xué)可以對(duì)照雙板上剛剛組裝的相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行解釋，這樣實(shí)現(xiàn)了師生互動(dòng)、生生互動(dòng)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有利于知識(shí)的建構(gòu)。

3.電子雙板有利于生成性教學(xué)，促進(jìn)了教師專業(yè)成長(zhǎng)

美國(guó)心理學(xué)家波斯納認(rèn)為：教師的成長(zhǎng)=經(jīng)驗(yàn)+反思。[4]由此可以看出課后反思的重要性。教學(xué)反思的方法有很多種：自我反問(wèn)法、教學(xué)診斷法、交流對(duì)話法、案例研究法、觀察分析法和總結(jié)記錄法等。這些反思的方法，最終效果是重現(xiàn)教學(xué)場(chǎng)景和教學(xué)資源。特別是新課改以來(lái)，教師越來(lái)越關(guān)注生成的課堂，但對(duì)預(yù)設(shè)性教學(xué)和生成性教學(xué)的有效融合一直關(guān)注不足。

PGP電子雙板系統(tǒng)解決了這個(gè)難題。教師課前可根據(jù)課程目標(biāo)制作出程序性的教學(xué)活動(dòng)。在教學(xué)過(guò)程中師生再根據(jù)教學(xué)需要更改、充實(shí)原來(lái)的資料，有助于生成性教學(xué)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)設(shè)性和生成性的統(tǒng)一。另外，PGP電子雙板提供了極大的資源存儲(chǔ)空間，可以把教學(xué)的全過(guò)程保存起來(lái)，包括教師或?qū)W生在白板上的手書以及生成性資源。這些內(nèi)容會(huì)被保存到教師的個(gè)人空間中，供課下反思，發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的不足，從而促進(jìn)教師的專業(yè)成長(zhǎng)。

三、PGP電子雙板環(huán)境下的物理課堂教學(xué)實(shí)踐——以《電流和電路》為例

基于上述的PGP電子雙板的優(yōu)勢(shì)，以《電流和電路》為例，進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐研究，以具體課堂的實(shí)踐過(guò)程探討電子雙板在具體課堂教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)。

1.序列化的教學(xué)設(shè)計(jì)

PGP電子雙板系統(tǒng)支持教師設(shè)計(jì)出課程、教學(xué)活動(dòng)、教學(xué)資源三級(jí)層次的教學(xué)設(shè)計(jì)，以活動(dòng)組織教學(xué)，充分尊重教師教學(xué)設(shè)計(jì)的個(gè)體性和創(chuàng)造性。這種序列化的教學(xué)設(shè)計(jì)通過(guò)非線性的資源組織形式實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的靈活性，以適應(yīng)靈活多變的課堂。

筆者利用PGP電子雙板形成了序列化的教學(xué)設(shè)計(jì)，該教學(xué)設(shè)計(jì)包括三個(gè)教學(xué)活動(dòng)，分別是：創(chuàng)設(shè)情境，引入新課；活動(dòng)探究，新課講解；互動(dòng)教學(xué)，鞏固新知（如圖1所示）。

圖1利用PanGu課件制作工具制作的教學(xué)設(shè)計(jì)序列

2.創(chuàng)設(shè)情境，引入新課

建構(gòu)主義和實(shí)際教學(xué)都強(qiáng)調(diào)了創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境的重要性，作為以生活中的現(xiàn)象為研究對(duì)象的物理學(xué)科，更需要教師在課堂教學(xué)中創(chuàng)設(shè)有效的情境來(lái)引導(dǎo)學(xué)生?；陔娮与p板的物理課堂教學(xué)中，教師可以根據(jù)需要選用多種類型的資源生動(dòng)靈活地創(chuàng)設(shè)情境，既可以通過(guò)文字、圖片等傳統(tǒng)的資源類型創(chuàng)設(shè)，也可以通過(guò)視頻、動(dòng)畫等新型資源類型創(chuàng)設(shè)，還可以兩者結(jié)合起來(lái)進(jìn)行雙板同時(shí)呈現(xiàn)。

3.活動(dòng)探究，新課講解

物理教學(xué)中要注重實(shí)驗(yàn)的操作。所以這節(jié)課中，設(shè)計(jì)三個(gè)活動(dòng)，讓學(xué)生在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中獲得和建構(gòu)知識(shí)。

教師演示實(shí)驗(yàn)操作是不可避免的環(huán)節(jié)，利用電子雙板的“視頻監(jiān)視”功能，可以把教師的操作過(guò)程在電子雙板上實(shí)時(shí)直播，從而有效解決了后排同學(xué)看不見的情況，保證了教學(xué)效果。

PGP電子雙板支持雙軌教學(xué)模式，可以將教學(xué)內(nèi)容以雙畫面的形式呈現(xiàn)，圖文并茂，意義關(guān)聯(lián)。雙軌教學(xué)模式有很多種，主要有：PPT不同頁(yè)面之間的關(guān)聯(lián)；教學(xué)資源與白板混合教學(xué)；不同資源間的關(guān)聯(lián)。

圖2是LED燈特性的教學(xué)片斷。利用雙板同時(shí)呈現(xiàn)PPT的兩頁(yè)，左邊頁(yè)是關(guān)于它特性的文字介紹，右邊是它的實(shí)物圖，達(dá)到兩頁(yè)P(yáng)PT的意義關(guān)聯(lián)，有利于意義建構(gòu)。

圖2 PPT不同頁(yè)面之間的關(guān)聯(lián)教學(xué)

圖3是根據(jù)實(shí)物圖畫電路圖的教學(xué)片斷。雙板同時(shí)呈現(xiàn)實(shí)物圖和空白的電子白板。空白的電子白板可供自由書寫。實(shí)際的課堂教學(xué)中，教師可以讓幾個(gè)學(xué)生在電子白板上畫出電路圖，針對(duì)每個(gè)學(xué)生的結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，最后給出規(guī)范的畫法。這種教學(xué)模式體現(xiàn)了師生互動(dòng)、學(xué)生和電子白板的互動(dòng)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。并且電子白板可以增加多頁(yè)，書寫完成后還可以進(jìn)行保存，以供教學(xué)反思和學(xué)生復(fù)習(xí)使用。

圖3 PPT+電子白板書寫的教學(xué)

圖4是講解電流形成過(guò)程的教學(xué)片斷。雙板同時(shí)呈現(xiàn)文字和動(dòng)畫。動(dòng)畫可以清晰地呈現(xiàn)開關(guān)閉合前和閉合后電荷的移動(dòng)情況，給學(xué)生直觀的感受，文字可以系統(tǒng)地總結(jié)出動(dòng)畫所反映的物理現(xiàn)象。通過(guò)文字和動(dòng)畫兩種資源的呈現(xiàn)，再加上教師的講解，同時(shí)刺激學(xué)生的左腦和右腦，達(dá)到高效的教學(xué)效果。

圖4不同資源的關(guān)聯(lián)

4.互動(dòng)練習(xí)，鞏固新知

在學(xué)習(xí)中，遷移是基本原理在其他情境中的運(yùn)用。教師在課堂中對(duì)學(xué)生進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，有利于新知識(shí)的建構(gòu)和遷移。

筆者設(shè)計(jì)了關(guān)于電流的選擇題。電子雙板支持Clicker的客觀題交互，教師把題目發(fā)給學(xué)生，學(xué)生利用手中的Clicker發(fā)送答案，教師可以查看答題情況以及顯示本題的正確答案。教師可以根據(jù)學(xué)生的答題情況及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果以及做出下一步教學(xué)的具體安排（如圖5所示），體現(xiàn)了基于PGP交互的及時(shí)性。

圖5 客觀題交互

四、PGP電子雙板在中學(xué)物理教學(xué)中應(yīng)用的啟示與建議

通過(guò)教學(xué)的實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)電子雙板這種新媒體確實(shí)可以提高中學(xué)物理的教學(xué)效果，也給筆者很多啟示。一方面，技術(shù)是手段，教學(xué)設(shè)計(jì)才是關(guān)鍵，教師的教學(xué)設(shè)計(jì)能力是上好一堂課的關(guān)鍵。基于PGP電子雙板的課堂中，教師應(yīng)該做的就是通過(guò)研究去尋找PGP電子雙板與教學(xué)內(nèi)容的整合點(diǎn)和應(yīng)用點(diǎn)，教師應(yīng)該考慮什么樣的教學(xué)內(nèi)容能夠與電子雙板的功能很好地整合，達(dá)到最佳的教學(xué)效果。

另一方面，使用電子雙板進(jìn)行教學(xué)，對(duì)教師也提出了更高的要求。教師必須掌握電子雙板的功能，才能在課堂教學(xué)中靈活多樣地與教學(xué)內(nèi)容整合。當(dāng)然電子雙板的熟練使用是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，可在教學(xué)過(guò)程中和學(xué)生配合一起操作電子雙板，這樣在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)達(dá)到了師生交互的效果。

總之，電子雙板作為一種新的教育技術(shù)，在教育領(lǐng)域應(yīng)用并得到普及是一個(gè)必然的趨勢(shì)。同時(shí)，我們應(yīng)把它看成一種新的教學(xué)理念和一種新的教學(xué)思維。

在教學(xué)中，應(yīng)充分發(fā)揮電子雙板的教學(xué)優(yōu)勢(shì)，開辟物理學(xué)科有效教學(xué)的新天地，這也需要廣大教師和研究者進(jìn)行更多更深入的研究和實(shí)踐。

[1]孟曉.光電交互式電子白板系統(tǒng)研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2005.

[2]張豪鋒,李瑞萍,李名.基于交互白板構(gòu)建協(xié)同可視化學(xué)習(xí)環(huán)境［J］.中國(guó)電化教育,2010(3)：81-83.

[3]袁紅軍,中小海.淺談物理學(xué)習(xí)方法［J］.教育與職業(yè),2007(7)：146-147.

[4]韓孟華,王春清.教學(xué)反思的意義、內(nèi)容、方法與途徑［J］.齊齊哈爾師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2007(4).