智慧課堂環(huán)境下有效落實高中物理核心素養(yǎng)的探索

王雅麗

(合肥市第十一中學(xué) 安徽合肥 230000)

近年來，我國高度重視提升新時代高中教育教學(xué)質(zhì)量，2017年12月，我國正式推出高中新課程改革方案和標(biāo)準(zhǔn)，向全國全面推行新課程和新教材，在新一輪課程改革中，明確提出高中教育要落實核心素養(yǎng)，完成立德樹人的根本任務(wù)。

智慧課堂系統(tǒng)是一個比較常見的教學(xué)輔助系統(tǒng)，探索智慧課堂教學(xué)系統(tǒng)在高中物理課堂教學(xué)中的支撐方式，利用智慧課堂系統(tǒng)在高中物理教學(xué)中落實學(xué)科核心素養(yǎng)，最終完成立德樹人的根本任務(wù)，是本文研究的主要內(nèi)容。

一、核心素養(yǎng)對高中物理教學(xué)的導(dǎo)向作用

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》明確提出，物理學(xué)要通過觀察與實驗，輔助學(xué)生建構(gòu)物理模型，通過科學(xué)推理和論證，形成物理研究方法。物理學(xué)科核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任和科學(xué)探究，明確了教師教學(xué)的內(nèi)容和方向，對物理課堂教學(xué)有實際導(dǎo)向作用。

首先，要重視物理核心概念的教學(xué)，重視物理基本方法和科學(xué)思維的滲透和培養(yǎng)，重視物理規(guī)律的實驗探究過程，提高學(xué)生靈活運用知識的能力。其次，教師應(yīng)該以學(xué)生為主體，由傳統(tǒng)的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤跋葘W(xué)后教”或“邊學(xué)邊教”的互動式、啟發(fā)式教學(xué)模式。最后，要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)，選擇靈活多樣的教學(xué)方法、教學(xué)工具或教育技術(shù)輔助手段，提高課堂教學(xué)效率，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納出物理觀點和概念，經(jīng)歷高中物理科學(xué)探究過程，掌握基本的科學(xué)思維方法，從而有效發(fā)展學(xué)生的多元智能，落實物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

二、智慧課堂系統(tǒng)創(chuàng)新課堂教學(xué)功能簡介

智慧課堂教學(xué)系統(tǒng)，是一種基于建構(gòu)主義教學(xué)觀的交互式網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)存儲、處理和服務(wù)的教學(xué)平臺，教師智慧終端、學(xué)生智慧終端和教室配套的交互式白板一體機(jī)，以及連接平臺和終端的網(wǎng)絡(luò)。

智慧課堂的構(gòu)建目標(biāo)就是利用多種系統(tǒng)輔助功能幫助教師創(chuàng)新課堂、促進(jìn)課堂教學(xué)模式的改革，從而促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

其一，交互式高效課堂：支持課堂內(nèi)教師平板、學(xué)生平板和教室白板的三方互動，通過音視頻交互、文字交互、白板交互等功能，形成一對多的教學(xué)模式，教師可以靈活控制課堂節(jié)奏，形成良好的師生互動，為學(xué)生主動積極參與課堂學(xué)習(xí)提供更多機(jī)會，形成以學(xué)生為主導(dǎo)的開放式、交互式動態(tài)課堂教學(xué)模式，更符合新課程改革理念。該系統(tǒng)還可以利用多種應(yīng)用模式，實現(xiàn)課堂外學(xué)生作業(yè)或測試的隨時分發(fā)和收集，進(jìn)行遠(yuǎn)程實時互動教學(xué)，如遠(yuǎn)程家教輔導(dǎo)，在教師或同學(xué)遠(yuǎn)程指導(dǎo)下，輔助學(xué)生完成自主學(xué)習(xí)。

其二，大數(shù)據(jù)統(tǒng)計輔助教學(xué)：課堂教學(xué)過程中，可以隨時面向全體同學(xué)使用“投票”功能，實時統(tǒng)計學(xué)生回答問題的情況，也可以通過系統(tǒng)專用軟件，自動統(tǒng)計學(xué)生學(xué)習(xí)的各類數(shù)據(jù)，用直觀精確的數(shù)據(jù)，實時了解學(xué)情，及時有效地評價和反饋。

其三，資源拓展和共享：擁有針對性強(qiáng)、覆蓋面廣的教學(xué)資源平臺，實現(xiàn)資源的持續(xù)共建和充分共享?？梢酝ㄟ^云資源直接獲取各種輔導(dǎo)素材，也可以通過網(wǎng)絡(luò)，搜索需要的資訊，還可以對已有課件、文檔、圖片等資源，通過平板軟件進(jìn)行編輯、加工，隨時隨地都可以共享給學(xué)生，讓學(xué)生都能享受優(yōu)質(zhì)資源。

三、核心素養(yǎng)下智慧課堂對高中物理課堂教學(xué)的支撐方式

(一)展示工具 創(chuàng)設(shè)情境 形成物理觀念

物理觀念是物理核心素養(yǎng)四大要素之一，是關(guān)于物質(zhì)、運動與相互作用、能量等的基本認(rèn)識，包括物質(zhì)觀、能量觀、運動觀、相互作用觀等。這些物理觀念，是在觀察大量實驗、親歷物理知識形成過程中，學(xué)生自我感悟，逐步形成的。例如，物理概念是形成物理觀念的基礎(chǔ)，而物理概念必須是在學(xué)生經(jīng)驗事實的基礎(chǔ)上，抓住事物的共同本質(zhì)特征，形成定義，是物理事實本質(zhì)的反映。教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的經(jīng)驗基礎(chǔ)，創(chuàng)造實驗事實，引導(dǎo)學(xué)生通過感知活動，明確概念的由來，理解物理觀念的內(nèi)涵和外延。

利用智慧課堂系統(tǒng)的多種展示功能，可以創(chuàng)設(shè)多樣的情境輔助教學(xué)，如把下載的圖片、音頻、視頻等資源，通過系統(tǒng)軟件處理后，加工成與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的情景片段?？梢允轨o態(tài)圖片動態(tài)化、抽象的物理概念形象化，也可以將物體的運動過程制作成靜態(tài)圖一幅幅展示，還可以制作微課，利用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的預(yù)習(xí)和自學(xué)能力。這樣的情境教學(xué)能夠充分調(diào)動學(xué)生的多種感官，更符合學(xué)生的生活習(xí)慣和認(rèn)知規(guī)律，幫助學(xué)生觀察生活中的物理現(xiàn)象，掌握物理概念和規(guī)律，形成物理觀念。

(二)探究工具 優(yōu)化實驗 輔助實驗探究

實驗探究也是物理核心素養(yǎng)之一，是物理學(xué)科重要的教學(xué)活動，是研究物理規(guī)律的重要方法，包括實驗設(shè)計、實驗操作、數(shù)據(jù)處理、實驗結(jié)論和誤差分析。有效的物理實驗探究課的特點有：完整性，讓學(xué)生親身經(jīng)歷實驗探究的整個過程；精確性，物理實驗過程和數(shù)據(jù)，要盡可能精確，減少誤差；針對性，實驗原理和結(jié)論能準(zhǔn)確說明物理原理或規(guī)律。

目前，在高中物理實驗課中普遍存在的一些困難和問題，都可以通過智慧課堂系統(tǒng)的有關(guān)功能或資源得到有效解決。

1.有些物理實驗操作步驟復(fù)雜，誤差較大，在課堂上操作容易出錯，達(dá)不到預(yù)期效果。可以利用智慧課堂系統(tǒng)提前錄制實驗視頻，經(jīng)過軟件編輯和整理后在課堂上播放。

2.實驗教學(xué)過程中，實驗的數(shù)據(jù)收集、提取和處理是實驗教學(xué)的重要一環(huán)。有些學(xué)生分組實驗需要多次重復(fù)實驗提取數(shù)據(jù)，但課堂上反復(fù)做相同實驗，收集多組實驗數(shù)據(jù)以及處理數(shù)據(jù)需要耗費大量的時間。利用智慧課堂系統(tǒng)學(xué)生平板中的數(shù)據(jù)處理軟件如Excel表格，就可以把實驗所得數(shù)據(jù)輸入平板，經(jīng)過公式處理后直接獲得最終數(shù)據(jù)，多組數(shù)據(jù)也可以同時批量處理，學(xué)生在課堂上不需要再用紙筆進(jìn)行計算，節(jié)省了大量時間，提高了物理課堂效率。還可以利用軟件把最終實驗數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成圖像，直觀精確，學(xué)生通過觀察電腦圖像更容易得出準(zhǔn)確的實驗結(jié)論。

3.教師在課堂上做演示實驗時，受教室環(huán)境的影響，有些演示實驗過程很快，實驗現(xiàn)象并不明顯，學(xué)生觀察困難，或者是受器材局限，演示實驗只能在教室講臺上完成，距離較遠(yuǎn)的學(xué)生根本無法看清楚，演示實驗效果并不理想。利用智慧課堂教學(xué)系統(tǒng)的同屏互動功能，可以把演示實驗直接轉(zhuǎn)播在白板一體機(jī)上，通過大屏幕播放，或者同屏到學(xué)生平板上，所有學(xué)生都能看得很清楚。另外還可以用教師平板直接在課堂上攝錄實驗過程，并通過軟件慢動作重放，隨時暫停進(jìn)行講解分析，這樣的課堂演示實驗效果更好。

4.對有些實驗條件一般的教室環(huán)境，以計算機(jī)技術(shù)為核心，創(chuàng)造出一個理想的虛擬實驗環(huán)境，通過制造虛擬實物、虛擬過程、虛擬縮放等虛擬實驗過程，為學(xué)生帶來等同于真實環(huán)境的感受和體驗。對現(xiàn)實條件下無法完成的實驗，可以借助電腦動畫或其他工具軟件制作一個虛擬探究實驗系統(tǒng)，學(xué)生在平板上自己控制動畫按鈕進(jìn)行模擬實驗，更清楚地了解各種實驗器材和實驗過程，理解實驗原理，有助于學(xué)生對知識規(guī)律的探究。

教師合理地運用智慧課堂的輔助功能，可以有效提高實驗課教學(xué)的效果，有效培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力。

(三)統(tǒng)計工具 科學(xué)評價 精準(zhǔn)教學(xué)

物理觀念的深入理解、科學(xué)思維的培養(yǎng)、實驗探究的數(shù)據(jù)分析，都需要學(xué)生進(jìn)行鞏固練習(xí)。教師對學(xué)生練習(xí)結(jié)果的評價，講評課的內(nèi)容和方式，都對學(xué)生深化物理概念和規(guī)律、提高分析解決問題的能力影響很大。根據(jù)活動形式，講評一般分為三種，一是階段性測試的講評，二是每日課后作業(yè)的點評，三是新課教學(xué)中課堂例題、習(xí)題的講評。無論哪種講評，如果教師事無巨細(xì)，都會花費大量的課堂教學(xué)時間，影響教學(xué)計劃。因此，有效地進(jìn)行習(xí)題講評，是因材施教、分層教學(xué)、科學(xué)評價的重要方式，也是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。

提高講評有效性的關(guān)鍵是真正把握住學(xué)生的薄弱點，有針對性地突出重點知識。利用智慧課堂大數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，可以有效地提高習(xí)題講評的課堂效率。一般流程為：教師根據(jù)課標(biāo)要求精選習(xí)題，通過教師平板布置課后作業(yè)，學(xué)生獨立完成后用學(xué)生平板提交答案。教師批改后，系統(tǒng)會自動分析每個學(xué)生答題的詳細(xì)情況，精確統(tǒng)計全班學(xué)生答題情況的各項數(shù)據(jù)，使學(xué)生的作業(yè)信息有了各項數(shù)據(jù)參數(shù)。比如可以顯示全班同學(xué)整體平均分、及格率，也可以顯示成績大幅下降的學(xué)生名單以及每一題詳細(xì)得分的具體名單。教師通過這些數(shù)據(jù)可以全面掌握班級全體學(xué)生的答題情況和個體的掌握情況，確定哪些題正確率高，讓個別學(xué)生自查自糾，同學(xué)互幫互助解決問題；確定哪些題雖然錯誤率較高，但不是重點或難點，就以小組討論方式解決，再統(tǒng)一簡單點評；確定哪些題是典型錯誤題型，是知識的薄弱點，需要教師在課堂上重點分析講解。最后，利用系統(tǒng)的作業(yè)輔助功能，把每一次學(xué)生的錯題匯編成適合學(xué)生個體的錯題集，形成個性化資料，幫助學(xué)生反思和鞏固。

因此，利用智慧課堂系統(tǒng)精準(zhǔn)的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計，可以幫助教師更科學(xué)地了解學(xué)生，關(guān)注到學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的真正錯誤，更科學(xué)地評價學(xué)生。在學(xué)生自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上因材施教，提高習(xí)題講評的效率，提高全體學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，針對不同班級不同學(xué)生精準(zhǔn)教學(xué)，才能更有效地落實學(xué)科核心素養(yǎng)。

四、智慧課堂落實高中物理核心素養(yǎng)教學(xué)四環(huán)節(jié)：

(一)創(chuàng)設(shè)情境，展示物理現(xiàn)象，提出物理命題

根據(jù)課標(biāo)內(nèi)容，把下載的素材或者錄制的實驗視頻，利用軟件進(jìn)行處理，制作成微課或者短視頻等多種資源，在課堂上為學(xué)生創(chuàng)設(shè)與物理有關(guān)的真實生活情境，學(xué)生從生活現(xiàn)象或?qū)嶒灛F(xiàn)象中提煉出物理命題，或從已有原理中推演出新的物理命題。

(二)師生互動，實驗探究，驗證物理規(guī)律

智慧課堂環(huán)境下的高中物理課堂教學(xué)具有互動性、開放性，以學(xué)生為主體，借助智慧課堂優(yōu)化實驗，輔助學(xué)生以小組合作形式完成實驗探究過程，在教師的引導(dǎo)下，驗證物理命題或總結(jié)規(guī)律，從而獲取新知識。

(三)理解物理規(guī)律并應(yīng)用規(guī)律，解決實際問題

通過實驗探究獲得新知識后，利用新掌握的規(guī)律或方法，解決生活中的相關(guān)實際問題，利用智慧課堂對學(xué)生做題情況進(jìn)行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計，科學(xué)評價和反饋，及時了解學(xué)生的實際問題，精確找出學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)，從而進(jìn)一步幫助學(xué)生加深對物理觀念的理解及科學(xué)思維的應(yīng)用。

(四)利用網(wǎng)絡(luò)資源，課外自主學(xué)習(xí)，拓展知識

課下學(xué)生可根據(jù)自己的需求，選擇性地學(xué)習(xí)平板上教師分享的資源，解決學(xué)習(xí)中的問題，或利用智慧課堂網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的云資源，自主查找需要的資料，提高學(xué)習(xí)能力，拓寬知識面。

結(jié)語

新課改下的高中物理教學(xué)要著重培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，通過課堂實踐可以發(fā)現(xiàn)，智慧課堂系統(tǒng)在高中物理教學(xué)中，作為展示工具、探究工具、統(tǒng)計工具，確實能輔助教師創(chuàng)設(shè)適合的教學(xué)情境，促進(jìn)學(xué)生逐步形成物理觀念，培養(yǎng)科學(xué)的思維方法，能提供給學(xué)生多樣便捷的實驗方式和工具，讓學(xué)生經(jīng)歷更完整流暢的實驗探究過程，從而更直觀深刻地發(fā)現(xiàn)和理解物理規(guī)律，提高實驗探究能力。智慧課堂系統(tǒng)還具有更科學(xué)的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，輔助教師準(zhǔn)確了解學(xué)情，因材施教，使核心素養(yǎng)的培養(yǎng)更精確有效。

在實行新課程新教材新高考的背景下，教師一定要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，用智慧的課堂教學(xué)手段，改變自己的教學(xué)方式，創(chuàng)新課堂，真正在教學(xué)中落實學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，完成立德樹人的根本任務(wù)。