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 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質(zhì)量，2017年12月，我國正式推出高中新課程改革方案和標準，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。

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

一、核心素養(yǎng)對高中物理教學的導向作用

《普通高中物理課程標準(2017年版)》明確提出，物理學要通過觀察與實驗，輔助學生建構物理模型，通過科學推理和論證，形成物理研究方法。物理學科核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學思維、科學態(tài)度與責任和科學探究，明確了教師教學的內(nèi)容和方向，對物理課堂教學有實際導向作用。

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

二、智慧課堂系統(tǒng)創(chuàng)新課堂教學功能簡介

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

智慧課堂的構建目標就是利用多種系統(tǒng)輔助功能幫助教師創(chuàng)新課堂、促進課堂教學模式的改革，從而促進學生學科核心素養(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，為學生主動積極參與課堂學習提供更多機會，形成以學生為主導的開放式、交互式動態(tài)課堂教學模式，更符合新課程改革理念。該系統(tǒng)還可以利用多種應用模式，實現(xiàn)課堂外學生作業(yè)或測試的隨時分發(fā)和收集，進行遠程實時互動教學，如遠程家教輔導，在教師或同學遠程指導下，輔助學生完成自主學習。

其二，大數(shù)據(jù)統(tǒng)計輔助教學：課堂教學過程中，可以隨時面向全體同學使用“投票”功能，實時統(tǒng)計學生回答問題的情況，也可以通過系統(tǒng)專用軟件，自動統(tǒng)計學生學習的各類數(shù)據(jù)，用直觀精確的數(shù)據(jù)，實時了解學情，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、覆蓋面廣的教學資源平臺，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素材，也可以通過網(wǎng)絡，搜索需要的資訊，還可以對已有課件、文檔、圖片等資源，通過平板軟件進行編輯、加工，隨時隨地都可以共享給學生，讓學生都能享受優(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的支撐方式

(一)展示工具 創(chuàng)設情境 形成物理觀念

物理觀念是物理核心素養(yǎng)四大要素之一，是關于物質(zhì)、運動與相互作用、能量等的基本認識，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，而物理概念必須是在學生經(jīng)驗事實的基礎上，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。教師應該根據(jù)學生的經(jīng)驗基礎，創(chuàng)造實驗事實，引導學生通過感知活動，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)設多樣的情境輔助教學，如把下載的圖片、音頻、視頻等資源，通過系統(tǒng)軟件處理后，加工成與教學內(nèi)容有關的情景片段?？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，利用翻轉課堂教學模式，培養(yǎng)學生的預習和自學能力。這樣的情境教學能夠充分調(diào)動學生的多種感官，更符合學生的生活習慣和認知規(guī)律，幫助學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，是物理學科重要的教學活動，是研究物理規(guī)律的重要方法，包括實驗設計、實驗操作、數(shù)據(jù)處理、實驗結論和誤差分析。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，實驗原理和結論能準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)的有關功能或資源得到有效解決。

1.有些物理實驗操作步驟復雜，誤差較大，在課堂上操作容易出錯，達不到預期效果?？梢岳弥腔壅n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.實驗教學過程中，實驗的數(shù)據(jù)收集、提取和處理是實驗教學的重要一環(huán)。有些學生分組實驗需要多次重復實驗提取數(shù)據(jù)，但課堂上反復做相同實驗，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，學生在課堂上不需要再用紙筆進行計算，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)直接轉換成圖像，直觀精確，學生通過觀察電腦圖像更容易得出準確的實驗結論。

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，距離較遠的學生根本無法看清楚，演示實驗效果并不理想。利用智慧課堂教學系統(tǒng)的同屏互動功能，可以把演示實驗直接轉播在白板一體機上，通過大屏幕播放，或者同屏到學生平板上，所有學生都能看得很清楚。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，以計算機技術為核心，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)，學生在平板上自己控制動畫按鈕進行模擬實驗，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的效果，有效培養(yǎng)學生的實驗探究能力。

(三)統(tǒng)計工具 科學評價 精準教學

物理觀念的深入理解、科學思維的培養(yǎng)、實驗探究的數(shù)據(jù)分析，都需要學生進行鞏固練習。教師對學生練習結果的評價，講評課的內(nèi)容和方式，都對學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，三是新課教學中課堂例題、習題的講評。無論哪種講評，如果教師事無巨細，都會花費大量的課堂教學時間，影響教學計劃。因此，有效地進行習題講評，是因材施教、分層教學、科學評價的重要方式，也是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。

提高講評有效性的關鍵是真正把握住學生的薄弱點，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，可以有效地提高習題講評的課堂效率。一般流程為：教師根據(jù)課標要求精選習題，通過教師平板布置課后作業(yè)，學生獨立完成后用學生平板提交答案。教師批改后，系統(tǒng)會自動分析每個學生答題的詳細情況，精確統(tǒng)計全班學生答題情況的各項數(shù)據(jù)，使學生的作業(yè)信息有了各項數(shù)據(jù)參數(shù)。比如可以顯示全班同學整體平均分、及格率，也可以顯示成績大幅下降的學生名單以及每一題詳細得分的具體名單。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，讓個別學生自查自糾，同學互幫互助解決問題；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，把每一次學生的錯題匯編成適合學生個體的錯題集，形成個性化資料，幫助學生反思和鞏固。

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

四、智慧課堂落實高中物理核心素養(yǎng)教學四環(huán)節(jié)：

(一)創(chuàng)設情境，展示物理現(xiàn)象，提出物理命題

根據(jù)課標內(nèi)容，把下載的素材或者錄制的實驗視頻，利用軟件進行處理，制作成微課或者短視頻等多種資源，在課堂上為學生創(chuàng)設與物理有關的真實生活情境，學生從生活現(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具有互動性、開放性，以學生為主體，借助智慧課堂優(yōu)化實驗，輔助學生以小組合作形式完成實驗探究過程，在教師的引導下，驗證物理命題或總結規(guī)律，從而獲取新知識。

(三)理解物理規(guī)律并應用規(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，解決生活中的相關實際問題，利用智慧課堂對學生做題情況進行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計，科學評價和反饋，及時了解學生的實際問題，精確找出學生的薄弱環(huán)節(jié)，從而進一步幫助學生加深對物理觀念的理解及科學思維的應用。

(四)利用網(wǎng)絡資源，課外自主學習，拓展知識

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

結語

新課改下的高中物理教學要著重培養(yǎng)學生的核心素養(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)設適合的教學情境，促進學生逐步形成物理觀念，培養(yǎng)科學的思維方法，能提供給學生多樣便捷的實驗方式和工具，讓學生經(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)還具有更科學的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，輔助教師準確了解學情，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，教師一定要轉變教學觀念，用智慧的課堂教學手段，改變自己的教學方式，創(chuàng)新課堂，真正在教學中落實學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，完成立德樹人的根本任務。