為物理課堂插上信息化的翅膀
——以“速度”教學為例

張 蓉

(1. 南京師范大學附屬中學樹人學校，江蘇 南京 210011；2. 南京物理教師成長共同體，江蘇 南京 210011)

對于信息技術(shù)手段在學科教學中的運用，筆者和很多老師一樣存在著分寸拿捏上的困惑：一方面，總希望能夠借助信息技術(shù)提高課堂效率；另一方面，又擔心運用不當而產(chǎn)生分散學生注意力等負面作用。筆者參加了“南京市信息化教學能手比賽”，以“速度”一節(jié)的教學獲得南京市一等獎，深切體會到：欲保證信息技術(shù)手段在輔助學科教學時取得事半功倍的成效，選擇合適的技術(shù)手段和教學策略尤為重要。筆者以這節(jié)課的教學設計為例，談談借助于信息技術(shù)手段來優(yōu)化課堂教學的體會。

1 教學分析

1.1 教材分析

“速度”是蘇科版初中物理八年級上冊第五章第二節(jié)的內(nèi)容，通過探究性學習，以隱性滲透的方式，著力培養(yǎng)學生運用數(shù)學工具的能力，引導學生了解用比值定義物理量的方法，并通過例題展示物理計算與數(shù)學計算的不同。

1.2 學情分析

學生在生活中已經(jīng)積累了與速度相關的生活經(jīng)驗，有關速度的計算已在數(shù)學課上接觸過，但對速度概念的認識還存在誤區(qū)，對于“能用速度來反映物體運動的快慢”“生活中比較物體運動快慢的方法與速度的聯(lián)系”等問題的理解還十分模糊。

1.3 教學流程

教學設計應該以培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)為中心，根據(jù)課程標準要求，確定教學目標，以教學內(nèi)容為線索，以信息技術(shù)為支撐，合理地設置問題和學生活動，引導學生在自主探究的過程中自主建構(gòu)意義，學會運用物理觀念解決實際問題，提升學生的核心素養(yǎng)，本節(jié)課的教學流程如圖1所示。

圖1

2 教學重難點

教學重點為：(1) 速度概念的建立；(2) 測量物體的速度。

教學難點為：用“比較物體運動快慢”的方法建構(gòu)速度的概念。

3 教學過程

3.1 創(chuàng)設情境,引入課題

活動1：觀看人和鴕鳥賽跑視頻

師：人與鴕鳥賽跑，誰跑得快？

學生觀看視頻，感受物體運動的快慢。

活動2：“競走”游戲

師：你能用哪些方法比較物體運動快慢?

學生參與游戲,討論比較物體運動快慢的方法。

活動3：比較紙錐下落的快慢

師：你所用的比較紙錐運動快慢的方法是哪一種?

學生分組實驗,掌握比較運動快慢的方法。

設計意圖：速度與日常生活聯(lián)系緊密，學生每天都能接觸到運動快和運動慢的物體，對物體運動的快慢有豐富的感性認識，但這種認識還不夠深刻。對于速度概念的理解，學生從小學、初中直到高中是逐步進階的，學生對于知識的掌握是螺旋式上升的，那么學生在八年級需要掌握哪些內(nèi)容？掌握到什么程度？需要教師根據(jù)課程標準進行選擇，要引導學生歸納并靈活運用比較運動快慢的兩種方法，教師在課堂上創(chuàng)設不同的物理情境，讓學生實際操作、分析。在傳統(tǒng)教學中，學生在比較紙錐快慢環(huán)節(jié)存在兩個難點：(1) 學生不容易想到用“相同時間比路程”的方法來比較紙錐下落快慢；(2) 在具體操作過程中不易控制釋放時兩個紙錐齊平，來控制路程相同。所以，在此環(huán)節(jié)中筆者利用希沃軟件展示學生的操作細節(jié)(圖2)，讓學生總結(jié)更方便釋放紙錐、比較下落快慢的方法。如圖3所示,筆者還利用手機慢動作功能，讓學生在可視化效果明顯的情況下，更好地用“相同時間比路程”的方法來比較紙錐下落快慢。

圖2

圖3

3.2 突破思維障礙，建構(gòu)速度概念

師：當路程和時間都不相等時,怎樣比較物體運動的快慢?

教師引導學生討論問題：

學生自由發(fā)言，對于問題(3)進行小組討論。然后得到速度的概念，再介紹比值法、速度的公式、單位及換算。

設計意圖：運用比值法定義物理概念在初中物理中較為常見，不僅是針對速度概念，后面學到的密度、壓強、功率等概念也都是用比值法定義的，用比值法定義速度概念的教學十分重要。教師要在課堂上結(jié)合紙錐下落的具體事例,合理設計問題串，引導學生討論,培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維能力。

3.3 速度的測量

活動4:測量紙錐下落的速度

師：要測量紙錐下落的速度,你需要測量哪些物理量?選用什么測量工具? 請設計實驗表格,測量、記錄并計算出紙錐下落的速度。

組織學生分組實驗，實驗后交流討論：

(1) 對于長度和時間,哪個物理量測起來比較困難?

(2) 對下落高度有什么要求?為什么?

(3) 選擇哪一個紙錐進行實驗更便于測量時間?為什么?

根據(jù)學生的建議,老師演示一次紙錐下落,請所有同學計時。

師：對比各人的計時結(jié)果,你有什么發(fā)現(xiàn)?產(chǎn)生差異的可能原因有哪些?你有什么辦法可以減小誤差?

教師聯(lián)系物理與體育,參考國際田徑比賽中的計時方法,向?qū)W生介紹頻閃照片和逐幀截圖技術(shù),可以進一步減小時間測量的誤差。

圖4

設計意圖：在學生學習完速度知識后，再次測量紙錐下落的速度，既是對學生課堂學習的評價與總結(jié)，也讓學生學以致用。實驗后，鼓勵學生對實驗進行改進，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。利用希沃軟件，同時分屏展示學生的表格設計，讓學生評價，在充分暴露學生問題的過程中深化表格設計的技巧。改進實驗過程，利用potplayer軟件進行逐幀截圖，利用Photoshop軟件對圖片合成，可制成如圖4所示的頻閃照片，圖片上相鄰兩個紙錐圖像的時間間隔取為0.083秒，可以通過計算每兩個紙錐的間隔數(shù)與時間間隔(0.083秒)的乘積得到紙錐下落的時長。相比學生分組實驗中用分度值為0.2 s的機械秒表計時，利用該技術(shù)手段提高了測量的精確度，而且還可以進一步減小每兩個紙錐的時間間隔，再優(yōu)化實驗。該方法現(xiàn)在經(jīng)常用在國際田徑比賽中,可以讓學生感受到物理和體育的融合以及物理學習的時代性。

3.4 從生活走向物理，從物理走向社會

聯(lián)系物理與生活,從限速牌入手,向?qū)W生介紹區(qū)間測速和雷達測速兩種常見的測車速方法。先觀看教師制作的介紹雷達測速儀的微課(圖5),再由教師利用DIS的光電門傳感器模擬展現(xiàn)區(qū)間測速原理(圖6)。

圖5

圖6

設計意圖：利用有趣的微課作為資源載體，可以突破課堂時空的限制，讓學生“來到馬路旁”了解雷達測速，也為他們以后學習多普勒效應埋下伏筆。同時，在該環(huán)節(jié)筆者還借助DIS的光電門傳感器模擬區(qū)間測速，借助DIS的自動采集數(shù)據(jù)的功能顯示出小車在兩個光電門之間運動的時間和路程，從而算出平均速度，再次應用了本節(jié)課所學的知識,讓學生 “從生活走向物理，從物理走向社會”。

3.5 課堂反饋

利用Hiteach交互學習系統(tǒng)，讓學生進行差異化反饋練習。

設計意圖：通過4道習題，考查學生對所學知識的應用能力。利用Hiteach交互學習系統(tǒng)的搶答功能，可以調(diào)動學生積極性，使其主動參與課堂問答,借助系統(tǒng)對學生答題情況進行數(shù)據(jù)采集，教師可以查看選擇題的每個選項的選擇人數(shù)、人員名單以及每組答題情況，教師可以有效地進行差異化教學，對于全員正確的小組可以直接推送更有挑戰(zhàn)性的問題，部分成員錯誤的小組可以進行小組討論，全員錯誤的小組需要教師進行引導學習，使課堂效率大大提高。

剛開始筆者和很多老師一樣，內(nèi)心較為排斥利用軟件來反饋學情，認為有經(jīng)驗的老師應該充分了解課堂學情。但是在實際使用過程中筆者發(fā)現(xiàn)：同樣的習題在不同的班級學生的錯誤率相差較大，我們需要根據(jù)實際反饋來調(diào)整教學策略，包括借助習題的推送功能實現(xiàn)差異化教學，這也是老師僅憑一人之力很難達到的。

4 結(jié)語

信息化教學手段有其獨特的優(yōu)勢，但同時也是一把雙刃劍。如果教師一味地追求信息化手段的應用，脫離信息化手段服務于教學的本質(zhì)，則會得不償失。信息化手段一定是為了更好的教學提供技術(shù)支撐，對于信息化教學手段的選擇必須符合學生群體的特點，要考慮教學內(nèi)容的特點和教學目標的要求。總之，信息技術(shù)在課堂的運用必然會帶來教育的變革，對教師來說，是機遇也是挑戰(zhàn)。教師要在實踐中總結(jié)經(jīng)驗，不斷探索和創(chuàng)新，做好初中物理的信息化教學。