电子书包在中学物理探究实验教学中的应用研究

2013-08-15翁宗琮

中国教育技术装备 2013年17期

■翁宗琮

1 问题的提出

随着社会的发展与科技的进步，物理教学与传统信息技术进行学科整合已经不是什么新鲜事物，随着宽带无线接入技术和移动终端技术的飞速发展，移动互联网的出现正在改变人们在信息时代的生活，持有移动终端设备的人越来越多。移动互联网研究联盟（AMIR）2012年在北京发布首份年度研究报告显示，人口的高流动性造就中国移动互联网的高速增长。报告数据显示，截至2012第三季度，中国智能移动设备保有量超过2亿部，其中，iOS终端6000万部，Android终端1.4亿部。另一方面，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》指出：“要加快教育信息基础设施建设，加快终端设施普及”，“鼓励学生利用信息手段主动学习、自主学习，增强运用信息技术分析解决问题能力。加快全民信息技术普及和应用。”基于这种现状，笔者一直在思考如何将中学物理教学中的实验探究与移动终端设备进行有效整合。

2 电子书包的概述

电子书包是一种可以随身携带，承载着丰富的数字化教育资源，具有网络支持与服务功能，支持学校、家庭、社会教育系统中各要素之间的协同互动，并满足学习者个性化学习的移动学习媒体[1]。以广东省佛山市启动的电子书包“智慧校园”项目为例，电子书包替代传统课本应用于教学的主要优势是改变传统教学中较为呆板的教学和学习方式，让课堂变得生动；提供丰富的学习资源，开阔学生的思维和视野；及时在线答疑，加强教师学生之间的沟通。

据《市场报》报道，在2005年的时候，比尔·盖茨就说出了对未来电子书包的设想，盖茨说：“在今后4到5年内，学生不用花钱购买书本，他们每人只需用400美元左右购买一个书写设备和相关材料，他们通过这个设备可以与互联网连接，并利用无线网络获取及时有效和最新的信息，学生们在学习上的投资将比现在少得多。”

3 电子书包在中学物理探究实验教学中的应用

物理新课程改革的主要内容就是要求实施以探究为核心的教学模式，其目的在于将科学家的探究引入课堂，让学生以类似科学家探究的方式学习科学，使他们不仅获得科学知识，同时还掌握科学方法，培养科学态度。本文拟以2012人教版八年级物理新教材第八章“运动和力”当中的第三节“摩擦力”的探究实验“探究影响滑动摩擦力的因素”为例，谈电子书包在传统中学物理探究实验课中的应用。

3.1 体验

1）提出问题。学生可以借助电子书包丰富的数字化学习资源提出需要探究的问题，同时联系生活实际组建协作小组，制订相关计划，明确各自的分工。例如，有的同学负责带毛巾、棉布和砂纸等材料，有的同学负责带上自己的玩具小车或玻璃球。

2）提出假设。很多学生在接触滑动摩擦力这一概念的时候都认为滑动摩擦力的大小与接触面积有关系，这个时候学生就可以借助电子书包的网络互动功能，互相之间进行讨论，提出影响滑动摩擦力的各种假设。

3）设计实验。学生可以借助电子书包丰富的数字化学习资源制定计划与设计实验，知道怎样分析处理得出探究结论,以及如何对探究过程和结论进行反思、评估，解决探究实验最根本的问题。只有了解整个实验的框架，才能避免少走弯路、提高效率。

4）进行实验。学生在分组实验的过程中，由其中一名同学利用电子书包的视频拍摄功能，将学生自己做的探究实验过程拍摄下来，一方面可以分析在实验过程存在哪些不足，造成误差的人为因素是哪些；另一方面可以通过拍摄的视频重新温习一遍实验过程，重新理解探究实验的要点与目的。

5）分析论证。在探究实验过程中，学生借助电子书包采集实验过程的相关数据，并进行记录。通过分析和归纳相关实验数据，找出其中隐含和潜在的有用信息，得出规律性结论。论证是用理论知识对实验证据、现象和结论进行解释，对其产生现象的原因作出说明，得出最终结果。

6）分享交流。学生借助电子书包登录网络平台与教师和同学之间交流，分享探究实验体会以及分享实验视频和实验数据。在交流过程中，学生讨论的焦点基本集中在滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关，有部分学生通过电子书包的数字化资源展示了滑动摩擦力的公式“F=μN”，这个公式在初中阶段并没有提及，但是对于学生理解滑动摩擦力却非常有帮助。

3.2 反思

物理新课程改革当中的探究实验教学让教师产生过一些疑问，认为探究式实验不仅浪费时间，而且学生对概念的掌握和理解不透彻，远不如用直接做题的方式对分数提升更有帮助。这其实是对探究式教学模式的认识不够全面，如果采用直接将探究内容全部丢给学生自己来做的方式，看似节省时间，实际上是剥夺了学生思考的过程。电子书包的意义在于，学生可以借助电子书包弄清楚所要探究实验内容的来龙去脉和物理意义，强调让学生经历和体验科学探究的过程。

在探究实验后，笔者引导学生对实验过程和结果进行反思，借助电子书包的网络资源向学生进一步解释，“两个物体接触时，两个物体之间只有个别突出部分支撑，绝大部分是不接触的，接触的这部分面积（称为真实接触面积）是异常小的。通过实验研究发现，这部分面积几乎跟外观看起来的接触面积无关，而与相互之间的正压力成正比，所以对于同一个木块，改用不同侧面放置时，由于正压力不变，真是接触面积不变，因此滑动摩擦力的大小也就保持不变[2]”。

3.3 归纳

物理并不是一门孤立的学科，相反，在学习物理的过程中需要与其他各门科学学科都发生联系，在中学物理探究实验中应用电子书包的目的也是借助电子书包庞大的数字化资源引导学生关注其他科学学科的发展，注意学科之间的联系，在学习物理的同时，尽可能把其他学科知识作为认知基础和应用工具，同时也因其知识的运用而深化对其他学科知识的认知，通过相互了解与渗透的过程开拓学生创新思考、综合分析的视角。

3.4 应用

探究实验教学模式能激发学生的学习兴趣，让学生在提出问题中得到探究，在自主学习中得到探究，从而解决物理实验中遇到的各种难题。此外，学生通过探究实验得到的结论要会应用于生活中，这样不仅可以拉近物理学与生活的距离，让学生真实地感受到科学的真实性，感受到科学与日常生活的联系，体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的课标理念。在进行了滑动摩擦力相关的探究实验后，同学纷纷通过电子书包的网络平台分享经验，交流体会。