指向深度學(xué)習(xí)的高中物理智慧教育課堂構(gòu)建和實踐

展云飛

(南通大學(xué)附屬中學(xué),江蘇 南通 226019)

近些年來,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人工智能、5G通信、大數(shù)據(jù)等手段融入了人們的生活中,推動了“互聯(lián)網(wǎng)+教育”融合的腳步.高中物理教學(xué)中,教師應(yīng)轉(zhuǎn)變教學(xué)理念,積極引入智慧課堂教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的高階思維與能力.

1 深度學(xué)習(xí)背景下構(gòu)建高中物理智慧教育課堂的必要性

1.1 貼合培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的目標

新課程標準中,對學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提出了明確的要求,高中物理智慧教育課堂更加注重培養(yǎng)學(xué)生的高級能力,與社會對現(xiàn)代人才的需求相匹配.培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)有助于提高學(xué)生的創(chuàng)新思維與實踐能力,成為優(yōu)秀的物理預(yù)備人才.而從宏觀角度分析,一個國家技術(shù)的發(fā)展離不開物理人才的努力,由此可見,積極探索深度學(xué)習(xí)背景下構(gòu)建智慧課堂的有效開展措施,不僅是教育改革需要,更是時代發(fā)展的需求[1].

1.2 物理學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)在要求

物理核心素養(yǎng),從狹義角度分析,是學(xué)生學(xué)習(xí)物理必需的素質(zhì)和能力,從廣義角度分析,物理核心素養(yǎng)不僅可以應(yīng)用在物理學(xué)習(xí)中,還可以應(yīng)用在其他學(xué)科學(xué)習(xí)中,從某種意義上來說,具有跨學(xué)科特點[2].但在高中物理教學(xué)中,若是依靠傳統(tǒng)教學(xué)形式來培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng),顯然是不可能的,單一的教學(xué)方式無法培養(yǎng)和拓展學(xué)生的思維能力,只有深度學(xué)習(xí)才能保證智慧課堂有效開展.

2 深度學(xué)習(xí)下高中物理智慧教育課堂構(gòu)建策略

2.1 利用已有經(jīng)驗,深度自主學(xué)習(xí)

高效的課前預(yù)習(xí)需要學(xué)生利用已學(xué)知識,在自主學(xué)習(xí)中展開思考和探究.在智慧教育手段的支持下,課前教師應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺上發(fā)布微課視頻,視頻內(nèi)容應(yīng)分為兩個部分,前一部分內(nèi)容是對相關(guān)舊知識的復(fù)習(xí),后一部分則是對新知探究過程及演示實驗.學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)前,自主下載微課視頻并觀看,并以小組合作的形式在QQ、微信等互動軟件中討論預(yù)習(xí)經(jīng)驗,從而實現(xiàn)深度自主學(xué)習(xí)[3].

以人教版高中物理必修第一冊《摩擦力》教學(xué)為例,各種摩擦力及影響摩擦力大小的因素,是本課中的主要內(nèi)容,教師應(yīng)設(shè)計微課視頻調(diào)動學(xué)生的已有經(jīng)驗,指導(dǎo)學(xué)生完成深度自主學(xué)習(xí).首先,教師先結(jié)合初中物理“摩擦力”相關(guān)知識設(shè)計簡短的微課視頻,讓學(xué)生在預(yù)習(xí)中復(fù)習(xí)以往學(xué)習(xí)過的知識,也為自主探究活動開展奠定良好的基礎(chǔ).然后,教師再通過自主拍攝或網(wǎng)絡(luò)下載搜集一些與摩擦力相關(guān)的現(xiàn)象,如冰面上滑冰、塑料瓶蓋上的豎紋等,將素材內(nèi)容與理論知識相結(jié)合設(shè)計微課視頻,供學(xué)生自主學(xué)習(xí)使用.隨后,學(xué)生在觀看微課視頻時,根據(jù)已掌握的知識對其中的現(xiàn)象展開思考,主動發(fā)現(xiàn)問題.在此基礎(chǔ)上,學(xué)生再閱讀教材中的文字內(nèi)容,對問題展開思考,掌握本課中的基本知識.最后,教師指導(dǎo)學(xué)生借助微信、QQ等社交軟件進行即時互動,圍繞“影響摩擦力的因素”這一問題展開討論,這一過程中,學(xué)生可以提出預(yù)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的問題,也可以幫助他人解決疑惑.教師不要過多干預(yù)學(xué)生的思路,而是將學(xué)生互動中提到的問題整理起來,作為課堂教學(xué)中的重點.基于此,在智慧環(huán)境下,學(xué)生通過高效預(yù)習(xí)提前掌握基礎(chǔ)知識點,并在互動中明確自身的不足,接下來的課堂學(xué)習(xí)中有目的地進行聽講.

2.2 創(chuàng)設(shè)物理情境,導(dǎo)入核心任務(wù)

為了構(gòu)建高效智慧課堂,在高中物理教學(xué)中,教師應(yīng)充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢,利用圖片、動畫或視頻的方式創(chuàng)設(shè)生動形象的教學(xué)情境,多樣呈現(xiàn)物理知識的同時,結(jié)合情境引出相應(yīng)的問題,組織學(xué)生在思考、交流和討論中表達個人看法和見解,進一步鞏固課堂所學(xué)物理知識.

以人教版高中物理必修第一冊《自由落體運動》教學(xué)為例,為了加強學(xué)生對知識的認識,教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)物理情境,引導(dǎo)學(xué)生沉浸在深度學(xué)習(xí)之中.首先,教師利用課件播放“黃果樹瀑布”視頻,并吟誦古詩“飛流直下三千尺,疑是銀河落九天”,再展示牛頓被蘋果砸到的圖片,借助常見的自由落體運動引導(dǎo)學(xué)生思考“生活中經(jīng)?？梢钥吹铰潴w運動,這種運動有什么特點呢?”由此,教師借助現(xiàn)代信息技術(shù)手段創(chuàng)設(shè)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生積極思考,為學(xué)生深度學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ).隨后,教師要求學(xué)生借助移動終端近距離觀看兩個演示實驗,實驗一:一枚硬幣及與硬幣同等大小的紙片,從同一高度上由靜止開始同時下落,發(fā)現(xiàn)硬幣先落地;實驗二:將一顆小石子與一張比小石子重的紙片,讓二者從同一高度同時下落,發(fā)現(xiàn)小石子先落地.學(xué)生結(jié)合兩個實驗得出兩個相反的結(jié)論,形成了認知沖突.基于此,教師將教學(xué)情境與實驗教學(xué)相結(jié)合構(gòu)建智慧課堂,助力學(xué)生初步理解自由落體運動的條件、性質(zhì)及規(guī)律,以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和推理能力.

2.3 基于智慧環(huán)境,引導(dǎo)深度學(xué)習(xí)

智慧環(huán)境的塑造是學(xué)生深度學(xué)習(xí)中的重要因素,充分利用智慧環(huán)境的優(yōu)勢開展實驗教學(xué),能讓學(xué)生在設(shè)計實驗、操作實驗、分析問題、解決問題中,提高探究能力等思維品質(zhì),使學(xué)生沉浸在生動的實驗環(huán)境中,真正實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)[4].

以人教版高中物理必修第一冊《牛頓第二定律》教學(xué)為例,為了讓學(xué)生掌握牛頓第二定律并運用知識解決問題,教師應(yīng)利用智慧環(huán)境設(shè)計深度學(xué)習(xí)活動.首先,教師在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)提出具有爭議性的問題,啟發(fā)學(xué)生的思維“小車的加速度與所受的力成正比,與它的質(zhì)量成反比,這句話是否具有普遍適用性呢?”學(xué)生結(jié)合已掌握知識經(jīng)驗展開思考,一部分人認為這一結(jié)論具有適用性,另一部分人則認為這一結(jié)論不具備適用性.然后,教師要求學(xué)生結(jié)合自己的觀點展開討論,以小組合作的形式設(shè)計實驗加以驗證,并利用手機設(shè)備的攝像功能,記錄實驗的過程.小組分工實驗結(jié)束后,教師要求支持不同觀點的學(xué)生上臺闡述實驗過程,并將實驗視頻同步到投影中,方便其他同學(xué)觀看,結(jié)合實驗結(jié)果佐證觀點的正誤,讓學(xué)生深化對知識理解的同時形成科學(xué)研究意識.學(xué)生通過探究,深入理解牛頓第二定律,深化對知識的理解.

2.4 小組合作探究,實施智慧教學(xué)

小組合作探究是保障智慧教學(xué)有效性的重要措施,學(xué)生要在教師的引導(dǎo)下自主研究問題,結(jié)合所學(xué)發(fā)現(xiàn)問題,再以小組合作的方式促使學(xué)生深度分析和探究.

(1)利用螺旋測微器來測量金屬絲的直徑,為減少實驗誤差,在金屬絲上選擇三個不同的位置,各測量一次后求出平均值;

(2)利用ipad、手機等移動終端設(shè)備登錄虛擬實驗軟件,拖動軟件中提供的實驗器材,按照電路圖連接好電路;

(3)測量金屬絲的長度與金屬絲的電阻值.

由此,學(xué)生在小組討論中借助集體智慧設(shè)計出科學(xué)的實驗方案,有助于思維能力和創(chuàng)造能力的發(fā)展.

2.5 分層布置任務(wù),深化鞏固知識

課后作業(yè)是物理教學(xué)中不可或缺的一個環(huán)節(jié),也是學(xué)生對自身知識結(jié)構(gòu)體系查缺補漏的重要途徑.但由于學(xué)生的物理基礎(chǔ)和綜合能力不同,課堂中的聽課效率也不同,導(dǎo)致每個學(xué)生的知識缺陷不同.智慧教育課堂中,教師應(yīng)利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)展開分析,精準查找學(xué)生學(xué)習(xí)中的薄弱點,設(shè)計具有難度差異的個性化作業(yè),并分配給學(xué)生適合自身難度的作業(yè)內(nèi)容,以保證學(xué)生的學(xué)習(xí)具有深度性.

以人教版高中物理必修第二冊《向心加速度》教學(xué)為例,教師在利用大數(shù)據(jù)分析學(xué)生課堂表現(xiàn),掌握學(xué)生基本學(xué)情后,可以在課后設(shè)計層次分明的課后作業(yè),具體內(nèi)容如下:

題目一:滑冰是經(jīng)典冬季運動項目,在男女雙人花樣滑冰運動中,雙方通過配合作出托舉、跳躍、旋轉(zhuǎn)等高難度的動作,假設(shè)花樣滑冰中男女的轉(zhuǎn)速相同均為30 r/min,女子觸地冰鞋的線速度為4.8 m/s,求男子拉女子做圓周運動時,女子做圓周運動的角速度、觸地冰鞋做圓周運動的半徑及向心加速度的大小.

題目二:某光滑的水平面上有A和B兩個鐵釘,二者相距0.1 m,A上系有一根1 m長的細線,細線的另一端則系在一個小球上,小球質(zhì)量為0.5 kg.設(shè)最初小球在A、B連線上一側(cè),現(xiàn)給小球以垂直于線的2 m/s的速度做圓周運動,若細線承受最大的拉力是7 N,從開始運動到細線斷裂,需要經(jīng)歷多長的時間?

這兩道題目具有明顯的難度差異,題目一考查的是學(xué)生對向心力公式F=mωv的直接運用,更適合基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生完成;而題目二考查的知識點則更全面,包括力與運動等多方面知識,更適合基礎(chǔ)較好的學(xué)生完成.

總的來說,智慧教育作為教育信息化的重要手段,為智慧課堂的構(gòu)建提供了技術(shù)支持.但這些只是智慧教育開展的手段,而非教育的真正目的,教師應(yīng)創(chuàng)新教學(xué)模式,為學(xué)生營造深度學(xué)習(xí)的環(huán)境,在智慧課堂中培育學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng).