基于智慧課堂構(gòu)建高效物理教學(xué)的實(shí)踐探索

【摘要】高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)通常以教師講授為主，且操作過程通常浪費(fèi)大量的課堂時(shí)間，數(shù)據(jù)處理及結(jié)論分析通常很難在一節(jié)課內(nèi)完成.本文借助智慧課堂極大地提高課堂教學(xué)效率：一方面真正做到以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的課堂構(gòu)建，注重實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和探究過程；另一方面在有限的課堂時(shí)間內(nèi)，不僅完成實(shí)驗(yàn)探究過程，并且在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行理論總結(jié)，讓學(xué)生有滿滿的獲得感.

【關(guān)鍵詞】智慧課堂；高中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

1 引言

智慧課堂是指在信息技術(shù)的支持下，優(yōu)化傳統(tǒng)的教學(xué)方式，通過智能化的模式實(shí)現(xiàn)高效教學(xué)的重要途徑.高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)通常是教師講授實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作過程及實(shí)驗(yàn)結(jié)論等，講授結(jié)束后，由學(xué)生完成操作過程，原本有限的教學(xué)時(shí)間并沒有得到充分的利用.這樣的教學(xué)中并未實(shí)現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的提升，而是簡單的知識灌輸，教學(xué)模式單一，缺少真正有意義的設(shè)計(jì).面對這樣的教學(xué)困境，智慧課堂提供了有效的解決方案，突破了傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的局限性.

2 提高課堂效率，提升學(xué)生核心素養(yǎng)

物理學(xué)科核心素養(yǎng)中對學(xué)生的科學(xué)思維和實(shí)驗(yàn)探究提出了較高的要求.如何能夠在有限的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間中提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力成為一個(gè)重要的課題.在“實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”這一節(jié)課中，要求學(xué)生在前面知識的基礎(chǔ)上得到加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，并且為后面“牛頓第二定律”的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ).本案例借助智慧課堂設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，高效地完成了學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論的全過程，提升課堂效率的同時(shí)在學(xué)生的科學(xué)思維和實(shí)驗(yàn)探究方面有所突破.

3 設(shè)計(jì)智慧課堂環(huán)境

在我們之前的課程中，我們已經(jīng)多次探討了DISLab數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用.學(xué)生們已經(jīng)熟悉并掌握了如何使用DISLab軟件，以及如何操作各種常見的物理實(shí)驗(yàn)儀器，例如位移傳感器、光電門以及數(shù)據(jù)傳輸與采集器等.通過這些學(xué)習(xí)，學(xué)生們已經(jīng)了解到位移傳感器在測量物體加速度方面的重要作用.此外，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)軟件上的圖表功能非常強(qiáng)大，它能夠有效地幫助學(xué)生們得到精確的函數(shù)圖象，并且分析物理量之間的關(guān)系.這一功能在教學(xué)過程中起到了關(guān)鍵作用，它幫助學(xué)生們突出了本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)，即如何從物理量的關(guān)系中推導(dǎo)出加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系式.這樣一來，學(xué)生們就可以節(jié)省大量的繪圖時(shí)間，更加專注于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和理解.

此外，我們還引入了鴻合多屏互動(dòng)軟件，這使得我們能夠輕松地進(jìn)行投屏操作.通過該軟件，我們可以實(shí)時(shí)記錄下學(xué)生們的實(shí)驗(yàn)情況，并且在大屏幕上迅速展示每組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).這種實(shí)時(shí)的互動(dòng)和展示方式，不僅有利于小組之間的相互學(xué)習(xí)和交流，還能夠讓學(xué)生們比較各自的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而更快地得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論.通過這種方式，學(xué)生們不僅能夠更直觀地理解實(shí)驗(yàn)結(jié)果，還能夠培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)合作能力和數(shù)據(jù)分析能力.

4 應(yīng)用智慧課堂的主要目標(biāo)

通過引入視頻素材，我們能夠?yàn)閷W(xué)生們帶來強(qiáng)烈的視覺沖擊，迅速吸引他們的注意力，從而帶著問題進(jìn)入新課程的學(xué)習(xí).利用精心制作的PPT進(jìn)行演示，配合數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室軟件的無縫切換，我們能夠在有限的課堂時(shí)間內(nèi)確保課堂設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)得以順利進(jìn)行.通過信息技術(shù)的應(yīng)用，我們能夠高效地完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，并且迅速處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而達(dá)到高效完成實(shí)驗(yàn)的目的.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室不僅能夠?qū)崿F(xiàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模夷軌蛟谳^短的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)并得出結(jié)論.其精確度高，測量結(jié)果較為準(zhǔn)確，極大地提高了測量的精度，確保了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性.通過抓住課程的主要矛盾，我們利用信息化技術(shù)來凸顯課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，使得學(xué)生能夠更加清晰地理解這些關(guān)鍵點(diǎn).智慧課堂的運(yùn)用極大地提高了課堂的效率，促進(jìn)了學(xué)生能力素養(yǎng)的提升，使他們在學(xué)習(xí)過程中更加主動(dòng)和高效.

5 智慧課堂引領(lǐng)高效課堂

環(huán)節(jié)1 多媒體情境導(dǎo)入新課.

教師 播放視頻：短跑運(yùn)動(dòng)員張培萌與殲-10戰(zhàn)斗機(jī)百米賽.提出問題，引發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生興趣.

學(xué)生 觀看視頻，思考問題答案，帶著興趣開啟新課學(xué)習(xí)，帶著好奇開始探索.

設(shè)計(jì)意圖 在這一教學(xué)環(huán)節(jié)中，充分利用了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中的多媒體教學(xué)資源，精心構(gòu)建了一個(gè)真實(shí)而生動(dòng)的學(xué)習(xí)情境.通過精心剪輯的視頻素材，我們巧妙地將情境引入新課的學(xué)習(xí)中，這種視覺和聽覺的雙重沖擊，能夠有效地吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)他們的好奇心和求知欲.學(xué)生們在帶著問題和疑惑的狀態(tài)下，開始探索新課程的內(nèi)容，這種主動(dòng)探索的學(xué)習(xí)方式，不僅能夠提高他們的學(xué)習(xí)興趣，還能幫助他們更好地理解和掌握知識.通過這種方式，我們希望讓學(xué)生深刻體會(huì)到物理學(xué)不僅僅是一門抽象的學(xué)科，它其實(shí)源于我們的日常生活，并且能夠反過來服務(wù)于我們的生活，從而培養(yǎng)學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實(shí)際生活的能力和意識.

環(huán)節(jié)2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)高效展示.

教師 每個(gè)小組根據(jù)所學(xué)知識設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).

學(xué)生 發(fā)散思維，設(shè)計(jì)測量加速度與力、質(zhì)量之間的定量關(guān)系實(shí)驗(yàn).小組展示實(shí)驗(yàn)裝置圖.

設(shè)計(jì)意圖 在這一教學(xué)環(huán)節(jié)中，充分利用了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境所提供的豐富數(shù)字教育資源.具體來說，涉及了數(shù)字教育資源的獲取與評價(jià)，數(shù)字教育資源的管理，探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)，以及學(xué)習(xí)小組的組織與管理等多個(gè)方面.通過使用智能手機(jī)，我們能夠方便地收集每個(gè)小組在活動(dòng)過程中拍攝的照片.隨后，將這些照片在大屏幕上進(jìn)行播放，展示每個(gè)小組的設(shè)計(jì)成果.這種方法不僅能夠顯著提高課堂的教學(xué)效率，還能夠清晰地呈現(xiàn)每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)裝置圖.通過這種方式，學(xué)生們可以直觀地看到其他小組的設(shè)計(jì)思路和成果，從而實(shí)現(xiàn)小組之間的相互學(xué)習(xí)和借鑒，進(jìn)一步促進(jìn)知識的共享和創(chuàng)新思維的培養(yǎng).

環(huán)節(jié)3 實(shí)驗(yàn)探究一般步驟集中探索.

教師 教師設(shè)計(jì)問題鏈，通過PPT呈現(xiàn)，展示關(guān)鍵詞語和重點(diǎn)內(nèi)容.

學(xué)生 觀看屏幕思考問題并作答.

設(shè)計(jì)意圖 該環(huán)節(jié)中用到了智慧課堂中的微課程設(shè)計(jì)與制作，在進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)與制作過程中，我們需要深入研究和理解學(xué)習(xí)目標(biāo)，然后根據(jù)這些目標(biāo)來設(shè)計(jì)相應(yīng)的活動(dòng).這些活動(dòng)應(yīng)當(dāng)能夠激發(fā)學(xué)生的興趣，引導(dǎo)他們主動(dòng)探索和發(fā)現(xiàn)知識，從而達(dá)到深入理解和掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容的目的.同時(shí)，演示文稿的設(shè)計(jì)與制作也是至關(guān)重要的環(huán)節(jié).一個(gè)精心設(shè)計(jì)的演示文稿不僅能夠清晰地展示學(xué)習(xí)內(nèi)容，還能夠吸引學(xué)生的注意力，提高他們的學(xué)習(xí)興趣和效率.

為了創(chuàng)造一個(gè)真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境，需要在設(shè)計(jì)過程中充分考慮實(shí)際應(yīng)用場景，盡可能地模擬真實(shí)世界的情境.這樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中就能夠更好地將所學(xué)知識與實(shí)際問題相結(jié)合，提高他們的實(shí)際應(yīng)用能力.此外，這部分內(nèi)容完全可以作為微課內(nèi)容單獨(dú)展示，以便于學(xué)生在課后進(jìn)行復(fù)習(xí)和鞏固.

使用PPT展示圖片可以使得教學(xué)內(nèi)容更加形象、生動(dòng)，同時(shí)也能提高信息的準(zhǔn)確性.通過精心設(shè)計(jì)的圖片和圖表，抽象的問題可以變得更加具體化和圖形化，從而幫助學(xué)生更好地理解和記憶.此外，使用PPT還可以節(jié)約課堂上繪制圖像的時(shí)間，使得教師能夠更加專注于教學(xué)內(nèi)容的講解和學(xué)生的互動(dòng)，提高課堂效率.

環(huán)節(jié)4 高效操作得到實(shí)驗(yàn)圖像.

教師 要點(diǎn)展示，幫助學(xué)生展示最終結(jié)果.

學(xué)生 利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)手段快速完成實(shí)驗(yàn)，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出實(shí)驗(yàn)圖像，得出結(jié)論.

設(shè)計(jì)意圖 該環(huán)節(jié)中用到了智慧課堂的數(shù)字資源獲取與評價(jià)，數(shù)字教育資源的管理是現(xiàn)代教育技術(shù)中不可或缺的一部分，它通過創(chuàng)造真實(shí)的學(xué)習(xí)情境，使學(xué)生能夠更好地理解和掌握知識.同時(shí)，學(xué)習(xí)小組的組織與管理也是教育過程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，它能夠有效地促進(jìn)學(xué)生之間的交流與合作，提高學(xué)習(xí)效率.

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室的引入，極大地提高了學(xué)生的課堂效率.通過數(shù)字化設(shè)備，學(xué)生可以以簡潔明了的方式，迅速抓住問題的主要矛盾，從而更準(zhǔn)確地對研究中的物理量進(jìn)行測量.這種精確的測量不僅提高了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，還使學(xué)生能夠更深入地理解實(shí)驗(yàn)原理和過程.

此外，通過使用鴻合多屏互動(dòng)投屏技術(shù)，可以讓實(shí)驗(yàn)結(jié)果一目了然地呈現(xiàn)在大屏幕上.這不僅方便了教師的講解和指導(dǎo)，也使學(xué)生能夠更直觀地觀察和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).通過這種方式，學(xué)生可以更好地理解實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，從而達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果.

環(huán)節(jié)5 總結(jié)課堂，提升拓展.

教師 總結(jié)科學(xué)探索的艱辛曲折，而作為科學(xué)家的牛頓是非常偉大的，加以文字、圖片和音頻的渲染，讓學(xué)生在真實(shí)體會(huì)的基礎(chǔ)上更加印象深刻.

學(xué)生 聽覺和視覺并用，最終身心得到啟迪.

設(shè)計(jì)意圖 該環(huán)節(jié)中用到了智慧課堂的數(shù)字教育資源管理，為了創(chuàng)造一個(gè)真實(shí)且富有成效的學(xué)習(xí)情境，演示文稿的設(shè)計(jì)與制作顯得尤為重要.通過精心挑選和編排音頻、文字和圖片素材，演示文稿能夠以一種生動(dòng)而直觀的方式呈現(xiàn)信息，從而激發(fā)觀眾的興趣和參與感.音頻的加入可以增強(qiáng)情感的傳遞，使聽眾更容易理解和記憶內(nèi)容；文字的準(zhǔn)確表述則確保了信息的清晰和精確；而圖片的直觀展示則有助于學(xué)生更好地理解和吸收復(fù)雜概念.這種多媒體的呈現(xiàn)方式，通過視覺、聽覺等多種感官的融合，極大地豐富了教學(xué)手段，使得課堂教育變得更加生動(dòng)和有效.通過這樣的方式，教師能夠更好地實(shí)現(xiàn)教育目的，幫助學(xué)生在輕松愉快的氛圍中掌握知識，培養(yǎng)他們的綜合能力.

6 智慧課堂應(yīng)用后的效果及反思

本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究、小組合作、數(shù)據(jù)分析和信息綜合的能力.在45分鐘的時(shí)間內(nèi)，學(xué)生上述能力均得到了有效的鍛煉和提升.學(xué)生在小組合作中不僅體驗(yàn)了真實(shí)的探究過程，也展示了集體的智慧和力量.

智慧課堂的應(yīng)用極大地提升了學(xué)習(xí)和探究效率.通過位移傳感器可以快速地測量出小車的加速度，并且利用軟件直接進(jìn)行畫圖得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論.最后，通過手機(jī)電腦同屏軟件可以將每組的實(shí)驗(yàn)結(jié)論直接快速地呈現(xiàn)在大屏幕上.

通過實(shí)驗(yàn)猜想，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)分析，得出結(jié)論五個(gè)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生獲得了真實(shí)的情感體驗(yàn)，在過程中養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣，體會(huì)科學(xué)探索的艱辛與曲折，感受到科學(xué)家的偉大.

本節(jié)課學(xué)生的收獲非常大.學(xué)生在分享環(huán)節(jié)中，分享了自己組做實(shí)驗(yàn)的失敗之處，分享了小組合理分工的必要性，分享了他們通過自己動(dòng)腦動(dòng)手得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的喜悅心情，也分享了實(shí)驗(yàn)看似簡單，但其中有好多的細(xì)節(jié)需要注意，能夠成功地做出實(shí)驗(yàn)得到結(jié)論是一件很難的事情.學(xué)生的分享沒有停留在知識的表面而是超越了知識本身，說明課堂真正激發(fā)了學(xué)生的情感體驗(yàn).

7 結(jié)語

以上為本案例的收獲.但值得思考的是，智慧課堂的應(yīng)用不可或缺，但學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)也不能缺乏，因而在平時(shí)的授課過程中如何平衡傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的比例，發(fā)揮好智慧課堂的輔助作用，在訓(xùn)練學(xué)生動(dòng)手能力、數(shù)據(jù)處理能力和繪圖能力的同時(shí)，提高課堂效率，提升實(shí)驗(yàn)的精度是物理教學(xué)中需要不斷探索和深入挖掘的內(nèi)容.

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