基于“FEG未來教室”的高中物理教學探究

梁倩妮

摘要：以多媒體、數(shù)字化、網(wǎng)絡化為主要特征的現(xiàn)代信息技術正有效地走進高中物理教學，并對高中物理教學產生深刻的影響。作者通過對高中物理教學中兩個課例的實踐，逐步優(yōu)化了現(xiàn)代信息技術在教學中的整合，總結出了相關的教學策略，以期能夠為一線教師提供有效參考。

關鍵詞：信息技術;高中物理實驗探究課;整合;策略

物理實驗探究課的現(xiàn)代信息技術整合策略實踐

近年來科技的迅猛發(fā)展和教育信息化2.0的到來，使得校園里的信息化整合日新月異。自2017年底推進FEG未來教室軟件應用于教育教學以來，筆者所在的學校教育信息化迅猛發(fā)展。筆者在以建構主義和生本教育為主的教學理論指導下，基于“FEG未來教室”，結合高中生學習特點和心理特點設計了兩個信息技術和實驗探究課整合課例——《單擺》和《實驗探究牛頓第二定律》，并進行了多次實踐。

1.作為演示工具

將信息技術作為演示工具，雖然是低層次的應用，但也是常用的方式，在必要環(huán)節(jié)運用得當，可以幫助學生理解所學知識。例如，筆者在兩個課例中都利用FEG未來教室打開攝像頭，將正在演示的“實驗定性探究單擺的周期影響因素”和“利用滑板游戲定性探究力、質量、加速度之間的關系”過程進行播放，便于全班學生觀察，清晰且高效，形成師生的有效合作。

2.作為信息加工工具

筆者利用FEG未來教室實現(xiàn)了對教學材料的進一步加工。例如，在兩個課例的分析實驗結果階段，學生在教師的指導下也都可以利用Excel軟件對實驗測量的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、計算、分析、形成圖像，并利用FEG未來教室將Excel表格形成的圖像剪取直接調入課件，方便快捷，同時在FEG未來教室環(huán)境中還能對圖片進行勾畫批注等編輯（如圖1）。

3.作為知識表達工具

FEG未來教室的錄屏功能能夠實現(xiàn)微課制作的即時化。例如，學生利用FEG未來教室完成“回復力證明單擺運動為簡諧運動”分享時，能夠即時生成微課，并目可以直接推送給其他同學，還沒有掌握的學生可以在課余觀看學習。

4.作為情境創(chuàng)設（輔助）工具

在《單擺》課例中，單擺是一種理想化模型，利用信息技術模擬其運動狀態(tài)能夠幫助學生理解。在《實驗探究牛頓第二定律》課例的實驗探究環(huán)節(jié)，學生可分兩個組類進行實驗：其一是使用數(shù)字化實驗，配套的傳感器和軟件能對實驗數(shù)據(jù)自動采集;其二是模擬實驗，在數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)利用Excel等軟件統(tǒng)計和計算實驗數(shù)據(jù)，生成圖像（如圖2）。

5.作為師生交互工具

在課堂中，將手機與FEG未來教室軟件相連，能夠實現(xiàn)師生的實時性交互活動，且生成的微課等資源可以存入網(wǎng)絡資源庫并推送給學生，學生也可以將學習反饋推送給教師。例如，在《實驗探究牛頓第二定律》課例中，教師可以利用課件將物理小游戲中的視頻畫面定格便于啟發(fā)學生思考，利用手機和網(wǎng)絡將學生設計的實驗方案推送到軟件，以便分享交流和討論。

課例教學過程

教師設置前置學習任務：學生課前閱讀課本完成單擺的結構及裝置能被看作單擺的條件兩個問題。

1.課堂引入

教師首先引導學生回憶：“在前面學習了彈簧振子的簡諧運動，那么物體做簡諧運動的條件是什么？”接著，抽選學生回答生活事例抽象物理模型，提問：“生活中有哪些物體會進行來回的擺動？請大家舉例?！?/p>

媒體作用：圖片形象化。

2.提煉本節(jié)課研究的模型——單擺

學生展示反饋前置學習結果，教師引導學生提煉本節(jié)課研究的模型，并設置練習檢驗學習成效。

媒體作用：呈現(xiàn)知識要點，用Flash動畫輔助抽象模型。

3.探究單擺的運動

（1）單擺的運動圖像

教師設疑：單擺在豎直平面內的擺動是什么運動？

教師追問：能否證明是簡諧運動？

學生用舊知識尋找解決新問題的思維方法，了解圖像證明法。

媒體作用：教師利用FEG未來教室軟件播放沙擺實驗視頻，并在適當?shù)臅r間使用軟件的“魔術剪刀”剪選視頻的某個畫面，同時生成的資源存入資源庫，以備下節(jié)課使用。

（2）單擺的回復力

教師引導學生分組討論“回復力”，并對擺球進行受力分析，然后找到回復力與位移的關系式。

學生學習課本解析，小組討論，完成證明;學生代表到黑板給全體學生講演證明過程。

媒體作用：教師利用FEG未來教室軟件的手機助手功能，即時拍照上傳學生作品至軟件中。學生在講演過程中利用軟件即時錄屏，把本環(huán)節(jié)制作成微課，存入微課清單，其他學生在課后可以打開進行學習。

4.合作探究單擺的周期

（1）探究影響單擺周期的因素

教師首先設疑：“周期是描述簡諧運動非常重要的物理量，那么單擺的周期與哪些因素有關呢？”接著追問：“我們應該用什么方法來探究某一個因素的影響？”

學生猜測影響周期的因素，明白探究方法“控制變量法”。

師生合作演示“質量、振幅、擺長”對單擺周期的影響。

媒體作用：利用FEG未來教室軟件“調用攝像頭”功能把演示實驗的過程播放給學生，便于全班學生觀察。

（2）實驗探究單擺的周期與擺長的關系

①實驗準備：教師設置實驗微課作為前置學習。學生在課前利用媒體生成和提交微課學習反饋。教師在課堂從FEG未來教室軟件資源庫調出學生的微課學習反饋，并進行講解，主要是如何數(shù)周期和利用停表測時間。

②展開實驗：教師提供統(tǒng)計數(shù)據(jù)的Excel（預設好計算公式）。學生分為8個實驗小組，對應8組不同的擺長，協(xié)作完成測量固定擺長的單擺擺動30次的時間;測量后把數(shù)據(jù)匯總到教師提供的Excel中。學生借助信息工具對數(shù)據(jù)進行處理，利用圖像對數(shù)據(jù)進行分析。

根據(jù)8個小組的數(shù)據(jù)，師生共同分析、尋找周期與擺長的關系。有個別組學生測量數(shù)據(jù)可能會出現(xiàn)問題，教師要做好預設方案：其一引導學生分析測量錯誤原因;其二準備好測量沒問題的數(shù)據(jù)，以便能夠找到周期與擺長的關系。

③討論實驗結論：學習惠更斯的研究結果。

媒體作用：教師利用FEG未來教室制作實驗微課和從資源庫調用資源，利用網(wǎng)絡推送給學生，學生利用媒體生成和提交微課學習反饋。實驗過程中利用Excel匯總和計算實驗數(shù)據(jù)，即時生成圖表，并利用FEG未來教室軟件跨平臺在屏幕上利用觸筆展示和分析圖表。

5.鞏固練習（略）

6.課堂總結，課堂延伸

播放天宮課堂的單擺部分視頻，提問：“在天宮一號上單擺實驗不成功的原因？”

實踐反思

教師要準確理解學科課程和信息技術的關系。學科課程是核心，有效的教學設計和教學策略是根本，信息技術與教學要素的恰當有機融合，才能在教學中產生聚焦效應。面對不同的課型、不同的教學內容、不同層次的信息素養(yǎng)基礎，教師的選擇應結合二者所長，而不是信息技術的堆砌。另外，物理是一門實驗型學科，要處理好實際實驗操作和計算機模擬實驗的關系，將兩者優(yōu)勢結合。

本次實踐主要基于“FEG未來教室”進行的信息技術與學科教學整合，F(xiàn)EG未來教室軟件應用環(huán)境要求不算高，有利于軟硬件資源不是特別好的學校初步有效地開展教育信息化實踐。目前，筆者在教學模式、教學評價以及與其他課型整合等方面的探索仍不足，需要后期加強研究和實踐，以期在信息技術與高中物理課程的整合應用上為一線教師提供一些經驗和依據(jù)。