論智慧課堂環(huán)境如何優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)課堂—以《電流和電路》一課為例

韓 珺

（廣東省廣州市第七中學(xué)，廣東廣州 510080）

引 言

一般我們認(rèn)為的智慧課堂就是以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為依據(jù)的，以“互聯(lián)網(wǎng)+”的思維方式和大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)為載體而打造的智能、高效的課堂[1]。但物理實(shí)驗(yàn)課不能一味地依靠虛擬環(huán)境，動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)還是很重要的。智慧課堂的關(guān)鍵問(wèn)題是如何利用高新的科技手段優(yōu)化我們的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的可觀性，從而更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)。初中物理人教版九年級(jí)《電流和電路》一課就嘗試從學(xué)生動(dòng)手點(diǎn)亮一個(gè)裸燈泡開(kāi)始，讓科技與教學(xué)深度融合，從而展現(xiàn)出智慧課堂環(huán)境的魅力。

一、智慧課堂環(huán)境需要巧妙的教學(xué)設(shè)計(jì)

《電流和電路》這節(jié)課，傳統(tǒng)的教學(xué)方法是按照課本的順序，先讓學(xué)生連接好各種用電器使其工作，從而得出用電器工作的條件是要有電源，且用電器和電源要構(gòu)成一個(gè)閉合的回路；接著從微觀角度分析電荷的定向移動(dòng)形成電流，總結(jié)出電流的方向及規(guī)律，并從電流方向的規(guī)律和實(shí)驗(yàn)中得出發(fā)光二極管單向?qū)щ娦缘奶攸c(diǎn)；再分析電路的基本構(gòu)成，并學(xué)習(xí)畫(huà)電路圖；最后介紹通路、斷路和短路三種情況。如此一來(lái)，不管教師用如何高新的科技手段也很難把零散的知識(shí)點(diǎn)整合到一起。所以，我們必須要對(duì)本課的教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行合理的調(diào)整，從而使智慧課堂的環(huán)境發(fā)揮最大的功效。

調(diào)整后，這節(jié)課首先從動(dòng)手點(diǎn)亮一個(gè)裸燈泡和發(fā)光二極管開(kāi)始，在這個(gè)過(guò)程中，教師并不先說(shuō)明連接的方法，而是讓學(xué)生自己去動(dòng)手摸索，經(jīng)歷過(guò)多次錯(cuò)誤和互相交流后，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)亮的方法，同時(shí)教師可以借此說(shuō)明用電器工作的條件、電路的基本結(jié)構(gòu)和通路、斷路的情況；接著對(duì)比點(diǎn)亮裸燈泡和發(fā)光二極管操作的區(qū)別，通過(guò)平臺(tái)閱讀資料使學(xué)生發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管的特點(diǎn)，從而得出電流方向的規(guī)定；再利用此規(guī)定分析剛剛點(diǎn)亮的裸燈泡電路中的電流方向，并使學(xué)生發(fā)現(xiàn)接錯(cuò)裸燈泡已經(jīng)導(dǎo)致電路短路！

如此一來(lái)，這節(jié)課的流程一氣呵成，順當(dāng)了不少，把各種瑣碎的知識(shí)點(diǎn)通過(guò)一個(gè)動(dòng)手操作的實(shí)驗(yàn)很好地融合在一起，并得到平臺(tái)的輔助，明顯提高了教學(xué)質(zhì)量和效率，所以，智慧課堂不是簡(jiǎn)單地運(yùn)用信息智能化技術(shù)就可以的，要想讓智慧課堂環(huán)境發(fā)揮最大的功效，其必須構(gòu)建在良好的教學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上。而這正好體現(xiàn)了以知識(shí)為基礎(chǔ)，以教師的教學(xué)智慧為主導(dǎo)，以學(xué)生的學(xué)習(xí)智慧為主體的智慧課堂。

二、智慧課堂環(huán)境中設(shè)備的運(yùn)用要恰到好處

眾所周知，物理是一門(mén)實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，結(jié)果必須通過(guò)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)來(lái)得出，離開(kāi)了實(shí)驗(yàn)，所有的物理結(jié)論都沒(méi)辦法得到驗(yàn)證。但有個(gè)別教師會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤的做法，如過(guò)多地依賴(lài)智慧課堂平臺(tái)中的虛擬實(shí)驗(yàn)，破壞了物理學(xué)中所強(qiáng)調(diào)的尊重客觀事實(shí)的要求，因此計(jì)算機(jī)的模擬絕對(duì)不能替代實(shí)物的操作，這樣才能更有效地培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和正確的實(shí)驗(yàn)技能。在《電流與電路》一課中，教師并沒(méi)有用虛擬的實(shí)驗(yàn)，而是讓學(xué)生親自動(dòng)手去連接燈泡，甚至嘗試短路，設(shè)備運(yùn)用得恰如其分。

首先，課堂上的最大亮點(diǎn)在于通過(guò)照片放大功能展示了學(xué)生連接裸燈泡的不同方案，并深入燈泡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，非常清晰地展示了燈泡的微小結(jié)構(gòu)和正確的連接方法；此外，對(duì)于電流的流向輔助以動(dòng)畫(huà)進(jìn)行解釋?zhuān)岆姾傻亩ㄏ蛞苿?dòng)更直觀化?？梢哉f(shuō)智慧課堂中微觀展示這一功能賦予了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新的生命，增強(qiáng)了物理實(shí)驗(yàn)的可視性與直觀性。以往的物理教師苦于沒(méi)有辦法展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中的微小變化，通常都會(huì)不斷地改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材，但效果還是不太理想，現(xiàn)在借助于一部簡(jiǎn)單的手機(jī)進(jìn)行高清投屏并同步到學(xué)生端就可以實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)的效果大大得到提升。

其次，這節(jié)智慧課堂平臺(tái)給予的另一亮點(diǎn)，是在發(fā)光二極管的資料查閱方面。以往學(xué)生只能看書(shū)，現(xiàn)在學(xué)生可以利用平臺(tái)去查找教師事先準(zhǔn)備好的資源包里有關(guān)發(fā)光二極管的一些相關(guān)資料與視頻，所以通過(guò)這節(jié)課，不少學(xué)生除了了解到發(fā)光二極管的特點(diǎn)之外，還搜索出關(guān)于發(fā)光二極管的發(fā)展歷程等資料。世界成了教師的課本，令一節(jié)課的廣度和容量都增加了不少。

最后，在畫(huà)電流方向時(shí)，智慧課堂也展示出了人工智能給予教學(xué)的便利之處，以往畫(huà)電流方向時(shí)，教師要不斷地在黑板上涂涂改改，或者通過(guò)投影但也比較麻煩而且不清晰，而這節(jié)課用上智能白板后，學(xué)生可以在自己的設(shè)備上標(biāo)出電流方向，而且進(jìn)行推送后，教師可以看到所有寫(xiě)生的答案，實(shí)現(xiàn)了即時(shí)、動(dòng)態(tài)的診斷分析。

三、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中智慧課堂環(huán)境的延伸

首先，除了利用手機(jī)高清投屏把微觀結(jié)構(gòu)及變化進(jìn)行展示外，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，還可以利用手機(jī)的慢動(dòng)作拍攝功能把物體運(yùn)動(dòng)的速度放慢，如在曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的分析中，演示音叉、琴弦或鼓面的振動(dòng)過(guò)程，活塞飛出對(duì)外做功時(shí)等這些稍縱即逝的瞬間，利用手機(jī)進(jìn)行慢動(dòng)作的拍攝以及播放后，這些以往從來(lái)都是靠想象的現(xiàn)象都能非常清晰地得到展示。隨著科技的進(jìn)步，還不乏多樣化的手機(jī)程序輔助我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，如在八年級(jí)“聲音”一章的教學(xué)中，教師不用再搬笨重的示波器，利用手機(jī)裝個(gè)模擬示波器就可以把聲音的波形投屏到屏幕上；溫度的變化也無(wú)須依賴(lài)小小的溫度計(jì)，教師可以直接使用紅外測(cè)溫的程序，讓學(xué)生直觀明了地觀察到不同位置的溫度的變化情況。

其次，本節(jié)課集中體現(xiàn)的是智慧課堂環(huán)境在物理實(shí)驗(yàn)課堂中的使用，但對(duì)沒(méi)有用上的課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)和檢測(cè)的兩個(gè)環(huán)節(jié)的作用也是不容忽視的。學(xué)生在課前其實(shí)可以通過(guò)教師的推送先進(jìn)行預(yù)習(xí)，教師通過(guò)反饋明確學(xué)生在哪一方面有疑惑，然后在課堂上進(jìn)行特別講解，這種“先學(xué)后教、以學(xué)定教”的模式大大提高了課堂效率，增加了學(xué)生在堂上動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的時(shí)間；課后，教師還可以通過(guò)無(wú)紙化的習(xí)題，收集所有學(xué)生的答案并總結(jié)本節(jié)課的效果以及學(xué)生的不足之處，為以后的教學(xué)提供依據(jù)。智慧課堂環(huán)境提供的大數(shù)據(jù)除了給予教師便利外，對(duì)學(xué)生也有很大的幫助，他們可以通過(guò)教師推送的視頻或課件隨時(shí)重溫需要復(fù)習(xí)的實(shí)驗(yàn)和教學(xué)內(nèi)容，也能通過(guò)自己的課后反饋直觀地看到自己的不足。而且隨著手機(jī)功能的發(fā)展和強(qiáng)大，現(xiàn)在智慧課堂環(huán)境已經(jīng)可以脫離平臺(tái)用手機(jī)實(shí)現(xiàn)，像雨課堂等程序應(yīng)運(yùn)而生，教師和學(xué)生操作起來(lái)更為方便快捷。所以，這節(jié)課只能算是初步意義上的智慧課堂，與使用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等高級(jí)技術(shù)手段的課堂還有一定差距。

四、智慧課堂環(huán)境有待改進(jìn)之處

智慧課堂環(huán)境的確給予初中物理實(shí)驗(yàn)課堂很多優(yōu)勢(shì)，但是平臺(tái)的使用也有不足的地方，一是備課量會(huì)更大，教師精力有限，在班數(shù)較多的情況下，要實(shí)現(xiàn)智慧課堂教學(xué)的常態(tài)化是需要一些解決方案的。二是部分課型或者章節(jié)不適合使用智慧課堂，如用到水或溶液實(shí)驗(yàn)的，或者是習(xí)題訓(xùn)練量比較大的課程。三是有部分學(xué)生在課堂及課余時(shí)間玩電子游戲，雖然已經(jīng)屏蔽掉游戲功能，但是互聯(lián)網(wǎng)、通信工具我們默認(rèn)是開(kāi)放給學(xué)生的，因此，難免有孩子借復(fù)習(xí)為由沉迷網(wǎng)絡(luò)，浪費(fèi)學(xué)習(xí)時(shí)間。

結(jié) 語(yǔ)

總之，通過(guò)《電流與電路》這節(jié)課，我們深切體會(huì)到，當(dāng)今智慧課堂已經(jīng)成為教師教育信息化的主戰(zhàn)場(chǎng)和教師實(shí)現(xiàn)智慧教育愿望的主陣地。恰當(dāng)?shù)乩弥腔壅n堂環(huán)境可以讓物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)更直觀、更高效，期待科技手段能越來(lái)越合適我們的教學(xué)。