電子白板輔助物理學(xué)科教學(xué)的應(yīng)用策略

周為煌

摘? ?要：電子白板系統(tǒng)是近年來大部分中小學(xué)裝備的信息技術(shù)設(shè)備，具備多項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢;本文闡述利用電子白板技術(shù)有效進(jìn)行單元教學(xué)、形象突破難點(diǎn)、綜合技術(shù)應(yīng)用、輔助直播教學(xué)等策略。

關(guān)鍵詞：電子白板;應(yīng)用;策略

利用交互式電子白板、一體機(jī)、大數(shù)據(jù)分析等新信息技術(shù)手段與課堂教學(xué)融合，已經(jīng)推廣多年，新時(shí)代的中學(xué)生們，也早適應(yīng)了利用信息技術(shù)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和交流，在經(jīng)歷“停課不停學(xué)”特殊階段的學(xué)校教育，如何利用契機(jī)，更好地利用現(xiàn)有學(xué)校信息技術(shù)資源，提高教學(xué)效率，幫助學(xué)生更好地理解掌握學(xué)科知識和技能，提高學(xué)科核心素養(yǎng)，是我們應(yīng)該持續(xù)討論的問題。

1? 電子白板功能及應(yīng)用優(yōu)勢

“電子白板系統(tǒng)”是由計(jì)算機(jī)、投影儀、電子白板組成的一個(gè)交互式教學(xué)系統(tǒng)，是信息技術(shù)與教學(xué)融合的平臺(tái)技術(shù)。通過電子白板實(shí)現(xiàn)多種軟件與資源的整合，并能無限拓展書寫頁面，對選中對象實(shí)施拖動(dòng)、縮放、翻轉(zhuǎn)、克隆等操作，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的靈活調(diào)取、動(dòng)態(tài)展示和教學(xué)過程實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，能對教學(xué)時(shí)間與空間進(jìn)行有效拓展，利于提高師生互動(dòng)便利性，便于教師提高備課、授課效率，也利于學(xué)生進(jìn)行課堂探究和課后鞏固提升。

2? 利用電子白板提高教學(xué)有效性的策略

2.1? 輔助單元教學(xué)，強(qiáng)化整體概念

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》提出中學(xué)物理教學(xué)，應(yīng)重視學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，物理核心素養(yǎng)是一個(gè)相互聯(lián)系、相互滲透的整體課程目標(biāo)，依據(jù)教材所編制的單元教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)，進(jìn)行單元教學(xué)，是物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)的有效途徑[ 1 ]。利用電子白板的資源保存、靈活調(diào)用或配套的知識概念圖設(shè)計(jì)功能，能夠幫助師生在單元教學(xué)推進(jìn)中，進(jìn)行概念的練習(xí)、比較、整合與大概念的整體建構(gòu)，從而深化對單元內(nèi)容體系的理解，單元目標(biāo)的提煉、單元學(xué)習(xí)內(nèi)容、活動(dòng)的設(shè)計(jì)。

例如，在新魯科版必修二教材中第一章“功和機(jī)械能”教學(xué)中，建立功——功率（做功快慢）——-功與能（做功的影響）——機(jī)械能與機(jī)械能守恒的知識聯(lián)系和實(shí)驗(yàn)探究過程，可以在教學(xué)中建立白板頁面，將各概念之間的聯(lián)系建立成知識概念圖，逐漸拓展、聯(lián)系、比較等。這一頁白板頁面可以每節(jié)課保存、提取、修改，在單元教學(xué)過程中，學(xué)生看到知識概念圖如何一步一步建立聯(lián)系，逐漸完善豐滿。更加印象深刻。

再如，在進(jìn)行電子感應(yīng)定律教學(xué)時(shí)，引導(dǎo)建立感應(yīng)電流產(chǎn)生條件——感應(yīng)電流大小——感應(yīng)電流方向的學(xué)習(xí)架構(gòu)，利用白板靈活調(diào)取實(shí)驗(yàn)探究的模擬動(dòng)畫資源，在白板上直接操作軟件，使導(dǎo)體棒切割磁感線、條形磁鐵插入螺線管與拔出、閉合線路開關(guān)、滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器劃片等動(dòng)作，模擬學(xué)生實(shí)驗(yàn)課上探究過的實(shí)驗(yàn)過程，在形象體驗(yàn)的基礎(chǔ)上，用多次靈活調(diào)用實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫來講解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件、大小、方向的影響因素，幫助學(xué)生在探究中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，建立電磁感應(yīng)定律的整體認(rèn)知，將自己所經(jīng)歷的實(shí)驗(yàn)研究過程作為物理概念、規(guī)律的有效載體，有效培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。

教師每節(jié)課的板書，不用擦除，可以用“漫游”功能不斷書寫，下課前可以通過“鳥瞰頁”進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容小結(jié)，上課過程可以用“錄制”保存，供學(xué)生課后拷貝或網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)。以上，都能提高學(xué)生對單元學(xué)習(xí)的整體把握，幫助師生提高單元教學(xué)的有效性。

2.2? 演示動(dòng)態(tài)過程，形象突破難點(diǎn)

高中物理諸多動(dòng)態(tài)變化過程和臨界問題的研究，具有情境復(fù)雜性高、知識綜合性強(qiáng)、思維邏輯鏈長等特點(diǎn)，解決相關(guān)問題，需要有較強(qiáng)的空間想象能力、邏輯推導(dǎo)能力、數(shù)學(xué)計(jì)算能力等，是物理學(xué)科培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要方式。而在學(xué)習(xí)初期，為了讓學(xué)生能更好地理解和討論對應(yīng)解題過程，需要師生較為形象地描繪出動(dòng)態(tài)過程圖景。一般在教學(xué)中，教師可以示范利用尺規(guī)做圖展示動(dòng)態(tài)過程，或找到題目所需臨界點(diǎn)，也可以制作flash動(dòng)畫或利用幾何畫板制作課件來演示，但一則需要更長時(shí)間的操作，也對教師的編程、制作提出較高要求，不好普及。

利用電子白板對選中的圖形、字體等“對象”可進(jìn)行拖放、復(fù)制（克?。┑裙δ埽赡M題目所述物體運(yùn)動(dòng)過程，將學(xué)生較難想象理解的過程形象表現(xiàn)，并可靈活操作。利用此功能，還便于教師針對課堂生成，對所涉題目進(jìn)行變式拓展，以深化學(xué)生對相關(guān)問題的理解。比如研究物體的追及問題、物體的翻轉(zhuǎn)過程重心的變化、磁場中某一線框翻轉(zhuǎn)過程的磁通量變化、桿的旋轉(zhuǎn)切割磁感線、線框進(jìn)出有邊界磁場的過程等問題。

另，利用電子白板對幾何圖形所代表的“對象”或“范圍”的“拖動(dòng)”“旋轉(zhuǎn)”等控制，可形象展現(xiàn)臨界點(diǎn)的研究過程。例如，高中物理常見的經(jīng)典問題之一，某一帶電粒子源，在勻強(qiáng)磁場中某點(diǎn)，以同樣的速度大小，向各向射出帶點(diǎn)粒子，要研究某一光屏上有粒子射到的范圍。此問題在學(xué)生高二學(xué)習(xí)、高三復(fù)習(xí)中會(huì)多次遇見。

教師可在備課時(shí)，用“智能筆”或數(shù)學(xué)學(xué)科資源庫中的“平面圖形”做出一個(gè)圓，代表某一帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡圓?！斑x中” 該圓， 拖動(dòng)，使帶電粒子的射出點(diǎn)在其圓周上;設(shè)置“顯示旋轉(zhuǎn)中心”，將旋轉(zhuǎn)中心拖至帶電粒子射出點(diǎn)（如圖3所示），選中圓形進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，則為在磁場中粒子會(huì)出現(xiàn)的范圍。如圖1、圖2所示，展示研究從某點(diǎn)射出粒子沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在圖1位置找到圓與屏的切點(diǎn)，為剛好打到屏上位置，隨著旋轉(zhuǎn)圓周，圓與屏交點(diǎn)向右外延，直到圖2過出射點(diǎn)的直徑與屏相交，此為右側(cè)邊界點(diǎn);繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，交點(diǎn)左移，至圖3所示，圓周與屏再次相切，此為能射到屏上的左側(cè)邊界點(diǎn)。在左右兩邊界點(diǎn)之間的范圍為發(fā)光區(qū)域（如圖4所示）。在課前設(shè)計(jì)好后，將此文件保存，課堂上調(diào)用，可以多次旋轉(zhuǎn)展示，可以在關(guān)鍵點(diǎn)停留講解，既節(jié)約課堂板書時(shí)間、又方便操作。另，保存后，供后續(xù)類似的多個(gè)題型研究，也可以留給學(xué)生課下利用教室里的電子白板軟件繼續(xù)討論學(xué)習(xí)。

類似的應(yīng)用，還有在講解以下問題中體現(xiàn)：如（1）一束平行射入圓形磁場的帶電粒子，若滿足相關(guān)條件，使得粒子圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R（軌跡圓半徑）與圓形磁場的半徑r（磁場圓半徑）相等，則會(huì)發(fā)生“磁匯聚”現(xiàn)象;若是從磁場圓圓周上各向射出帶電粒子，則發(fā)生“磁擴(kuò)散”;利用兩等圓的旋轉(zhuǎn)，也可將此現(xiàn)象形象展現(xiàn)出來。（2）研究從某一圓形磁場圓周上某點(diǎn)各向射出帶電粒子的“最遠(yuǎn)出射點(diǎn)”和“最長運(yùn)動(dòng)時(shí)間”的問題，則可以利用兩半徑不相等的圓進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，均能形象地展現(xiàn)思維的過程，找到當(dāng)小圓的直徑為公共弦時(shí)，即為臨界點(diǎn)。

2.3? 綜合技術(shù)應(yīng)用，有效輔助教學(xué)

中學(xué)物理課堂教學(xué)，依據(jù)不同的教學(xué)過程的特點(diǎn)，教師會(huì)選用不同的信息技術(shù)輔助教學(xué)，如利用幾何畫板展現(xiàn)合力與分力的關(guān)系，用flash演示多種問題情境，用Powerpoint展示教學(xué)內(nèi)容、鏈接動(dòng)畫、網(wǎng)頁等，還可以用DISLab傳感器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行數(shù)字實(shí)驗(yàn)研究，提高實(shí)驗(yàn)效率，如牛頓第三定律實(shí)驗(yàn)、電容充放電過程等，或者呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)題中相關(guān)數(shù)據(jù)采集、擬合圖線等。

電子白板軟件作為一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)，可以在課堂上綜合使用多個(gè)軟件系統(tǒng)，教師利用電子白板在講臺(tái)直接操作呈現(xiàn)，并利用錄像、截屏、聚焦、標(biāo)注等功能進(jìn)行分析講解，提升使用信息技術(shù)輔助教學(xué)時(shí)的師生互動(dòng)性，提高軟件的操作便利性、可視性。

例如，在“電磁感應(yīng)定律”課堂教學(xué)中，教師利用DISLab實(shí)驗(yàn)設(shè)備演示導(dǎo)線圈切割地磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，使用微電流傳感器測量感應(yīng)電流;或者在“自感”教學(xué)過程中，研究通電自感、斷電自感的電流變化規(guī)律時(shí)，教師利用電子白板直接操作軟件，進(jìn)行記錄、分析，并可利用電子白板的“聚光燈”“顯微鏡”等，對局部數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記、說明等。

再如，教師利用已有的Powerpoint課件進(jìn)行授課，也可以用電子白板進(jìn)行標(biāo)注，輔助講解等。如，進(jìn)行題目展示時(shí)，可以用“幕布”功能先遮住答案，待學(xué)生課堂練習(xí)后進(jìn)行公布，或者，利用“硬筆”功能，對課件中展示的題目文字進(jìn)行標(biāo)注，指導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)隱含條件，進(jìn)行審題方法指導(dǎo)等。

2.4? 輔助直播教學(xué)，提高授課效率

中國網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的巨大進(jìn)步，使教師結(jié)合QQ群、微信群、騰訊課堂等平臺(tái)進(jìn)行新課教學(xué)、答疑解惑等變得便利。物理學(xué)作為實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，其教學(xué)過程需要相對多的互動(dòng)，在講解過程中，需要教師示范、演示、規(guī)范作圖等，單靠語音直播、PPT課件演示等，不足以滿足物理學(xué)科教學(xué)要求。利用電腦上安裝的電子白板軟件，教師們通過直播平臺(tái)的屏幕分享，看到電子白板上整合的動(dòng)畫演示、微課視頻，在問題講解時(shí)，可以用復(fù)制、粘貼，將word文件中的圖片拷貝到電子白板中，或者用“區(qū)域截圖”將題目截圖到電子白板中，再通過在電子白板上使用“智能筆”或圖形資源進(jìn)行規(guī)范做圖，演示物理情境，示范推導(dǎo)過程，示范作受力分析圖（如圖5，在直播過程利用電子白板做習(xí)題講解）、運(yùn)動(dòng)過程圖，描繪和分析函數(shù)圖象，進(jìn)行習(xí)題講解等，在語音直播的同時(shí)，讓學(xué)生更直觀理解教師解題的思維過程和書寫規(guī)范。用“智能筆”做出的斜面體、研究對象物體、力的示意圖很美觀，對應(yīng)的“橡皮擦”功能，具有局部消除筆跡和全屏清除的功能，教師可以靈活應(yīng)用，對比直播軟件自帶的筆跡回撤功能，便利不少。

以上策略，是筆者依據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)總結(jié)分享，希望同行予以指導(dǎo)。據(jù)有關(guān)研究表明，教師對電子白板相關(guān)研究成果中，介紹利用電子白板開發(fā)教育教學(xué)資源的研究在同時(shí)期成果中占比極小[ 2 ]。期待老師們多應(yīng)用電子白板輔助教學(xué)，充分挖掘電子白板的應(yīng)用功能，并積極研究、合作，開發(fā)適合實(shí)際應(yīng)用的教育教學(xué)資源，共同促進(jìn)教學(xué)進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]周棟梁.基于物理觀念形成和發(fā)展的高中物理單元教學(xué)設(shè)計(jì)[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2019（7）：18-23.

[2]李穎.交互式電子白板研究綜述[J]. 信息記錄材料，2019（1）：12-13.