利用录像分析法分析交互式电子白板在初中物理中的应用

☆ 邬小梅

（西北师范大学教育技术学院，甘肃兰州 730070）

一、引言

初中物理新课程标准明确指出，在“义务教育阶段，物理课程不仅应该注重科学知识的传授和技能的训练，注重将物理科学的新成就及其对人类文明的影响等纳入课程，而且还应重视对学生终身学习愿望、科学探究能力、创新意识以及科学精神的培养”。由此可以清楚地看出，新课程标准强调知识传授与知识探究并重，强调学生的主体地位。随着物理新课程标准的实施，初中物理教学中学生的主体地位逐渐显现，倡导感知、实践、体验、参与、合作与交流等学习方式，发展学生的综合运用能力，实现教学目标；将一个能够融合计算机技术、微电子技术与通信技术，能够实现丰富多样的资源的灵活整合，能够进行人机、人际间的多重交互的智能平台－交互式电子白板（Interactive Electronic Whiteboard）应用于教学中，拓展学习空间，为师生提供一个交互式的教学平台，显著增加学生与教师的交流互动机会。

有学者结合物理学科的特点和交互式电子白板在课堂教学中的优点，总结了交互式电子白板在物理课堂教学中的优势主要有：（1）充分发挥学生的主体作用，激发学生学习物理的兴趣；（2） 增加多元互动，促进合作学习、探究学习；（3）创设多元学习情景，有效突破教学中的重难点；（4）帮助架设信息桥梁，发展抽象思维能力；（5）模拟物理实验，帮助学生完成知识建构。

本研究采用课堂录像分析方法，从基本功能、内容呈现方式、交互方式、资源应用四方面建立针对交互式电子白板支持下的初中物理课堂教学活动的编码表，并利用该编码表借助视频分析工具观察利用交互式电子白板进行授课的初中物理课堂教学录像，进而统计编码数据。最后结合统计数据进行深入分析，根据分析结果总结交互式电子白板在初中物理课堂教学中的使用时机、使用方式以及提高教学效率的策略。

二、建立交互式电子白板支持下的初中物理课堂教学活动编码表

1．选择研究对象

我们选取甘肃省中小学交互式电子白板大奖赛课例中的八年级（上学期）物理课和九年级（下学期）物理课各一节，授课内容分别为第二章《光现象》中的第四节《 光的折射》 和第十五章 《功和机械能》 中的第一节《功》，授课教材均为人民教育出版社出版的义务教育课程标准实验教科书，所选八年级物理课例的授课教师为秦安县莲花中学高勇，九年级物理课例的授课教师为定西市安定区柏林学校牛明。之所以选择这两堂课，主要是考虑到它们将交互式电子白板的基本功能、内容呈现方式、交互方式和资源应用基本贯穿于整个课堂，可以全面地归纳和总结交互式电子白板在初中物理教学中的应用情况与利用交互式电子白板提高初中物理课堂教学效率的策略和方法。

2．设计编码类别

出于研究的需要，先观看所选择的物理课例。在观看课堂教学录像的过程中发现，在初中物理课堂教学中教师利用交互式电子白板进行授课主要用到了交互式电子白板的基本功能、内容呈现方式、交互方式和资源应用实施课堂教学活动。因此，将这四部分设计为编码类目，同时将各部分内容进一步细化，再进行编码。

3．建立编码表

为了提高编码的准确率，在建立编码表之前，我们分组对照编码类目再次观看课堂教学录像，对存在异议之处进行讨论、修改。最后得到如表1所示的交互式电子白板支持下的物理课堂教学活动编码表。

表1 交互式电子白板支持下的物理课堂教学活动编码表

三、交互式电子白板支持下的初中物理课堂教学录像分析

笔者利用交互式电子白板支持下的初中物理课堂教学活动编码表，借助视频分析软件，对已选取的两节交互式电子白板初中物理课例进行编码分析，以期提升交互式电子白板在初中物理课堂教学中的教学效果和作用。

本研究中的课堂教学录像分析主要从四个方面进行分析，分别是基本功能、内容呈现方式、交互方式和资源应用。两节所选交互式电子白板课例整体分析结果如图1所示。

图1 所选课例交互式电子白板使用情况

在初中物理《光的折射》和《功》的课堂教学过程中，交互式电子白板支持的课堂交互类型（交互方式）占61．56%，说明交互式电子白板为物理课堂教学的师生互动、生生互动、人－机互动提供了支持。利用交互式电子白板呈现物理教学内容的类型所占比例为17．96%，该数据为证明交互式电子白板终将代替传统使用“粉笔＋黑板”呈现教学内容的方式提供依据。应用于物理课堂教学中的交互式电子白板的基本功能占16．31%。从物理资源的应用情况来看，其比例为4．17%，为教师开展物理教学提供丰富的资源支撑。对这四方面又进一步细化研究，具体结果分析如下：

1．用于物理课堂教学的交互式电子白板的基本功能分析

图2反映了在用于物理课堂教学的交互式电子白板的基本功能研究中，交互式电子白板与办公软件结合，书写、拖曳、绘图、批注、回放、重点突显、存储等功能均作用于物理课堂教学。在这些研究中，各功能均对物理课堂教学产生正向作用。由此显示，在物理课堂教学中，交互式电子白板是一个有效的教学工具。

图2 交互式电子白板基本功能使用情况

在《光的折射》课中，交互式电子白板的重点突显功能表现得尤为明显，占42．86%，主要通过白板的幕布、探照灯和放大镜工具表现。比如，教师在讲解光学图时利用白板的幕布功能将一部分图遮盖住，教师用电子笔从上下左右四个方向拖曳幕布产生拉幕效果，让学生专注未遮盖部分；在讲解光的折射规律中折射角大于（小于）入射角的条件时教师利用白板的探照灯功能使学生的视线聚集于决定折射角与入射角大小关系的条件上，因此，探照灯的使用将学生的注意力吸引到探照灯照耀的教学内容上；在展示绘制光的折射图环节学生反映看不清，此时，教师调用白板的放大镜工具，根据需要放大图片，同时放大学生绘图的错误之处，以示强调，由此可以解决课件制作、作品制作时字体或图片过小而导致学生看不清的问题。同时，教师还利用电子白板直线与几何图形绘图工具绘制出完美规范的光的折射图，提高绘图质量。

《功》课中，当讲功的概念时，教师利用交互式电子白板的批注功能将关键词圈出来，引起学生的注意，强化记忆；当模拟“人推车前进”时，教师为了显性化做功需移动一段距离，使用白板的拖曳功能将其移至另一端；当讲解有关功的计算时，教师利用白板的书写功能书写计算过程，利用回放功能回放解题过程，同时告诉学生电子白板的存储功能和回放功能都支持课后再学习的需求，以满足不同层次学生的需要，达到分层教学的目的。

2．交互式电子白板物理教学内容呈现方式分析

图3分析了交互式电子白板物理教学内容的呈现方式，纳入分析的有九类，分别是文本、图片、音频、视频、动画、实物、文本＋图片、文本＋音频和图片＋音频。从图中可见，《光的折射》课中主要是以文本和图片的形式呈现相关内容，分别占 29．03%和 41．94%；《 功》 课中的内容呈现形式以文本、文本和图片相结合的形式为主，分别占30．77%和 23．08%。 而其他的音频、视频、动画、实物、文本＋音频、图片＋音频内容呈现方式所占比例较小，其中文本与音频结合呈现教学内容的方式两节课均为零。

图3 内容呈现方式

对于物理学科现象、概念、规律等的讲授，借助文本呈现，但图片、动画、实物、文本与图片相结合的呈现方式更能促进学生对知识的理解，虽然从分析结果图3来看，动画、实物类内容少于图片和文本＋图片类内容，但从课堂效果来看，就物理中现象、概念、规律的教学，以动画、实物形式呈现的教学效果并不比以图片和文本＋图片形式呈现的教学效果差。在课例《功》中教师利用交互式电子白板播放马拉车前进的动画、两人协作推车的图片、提水壶、推桌子等让学生直观感受物体在力的作用下移动一段距离，从而引出功的概念，激发学生的兴趣，提高了学生的参与性。而《光的折射》课中也采用了图片、动画、文本＋图片的形式呈现教学内容。

《光的折射》课的开始，教师播放两张图片和“小熊的困惑”视频为学生创设问题情境，提高教学实效性。而在《功》课中并未体现这一优势。

3．互式电子白板物理课堂交互方式分析

许多研究表明，课堂教学中的师生互动，能更好地引领学生对新知识的理解、对原有知识的梳理，搭建更为合理有效的认知结构。因此，笔者在分析课例时，从人人交互（师生交互、生生交互）和人－机交互两方面对交互式电子白板支持课堂中的交互方式进行分析。

图4 师生交互情况

交互式电子白板课堂中的师生交互情况从师问生答、生问师答以及教师指导三个维度进行分析。《光的折射》和《功》课例中的师生交互方式在师问生答和教师指导方面均有表现， 分别占 82．25%，14．75%和 79．00%，13．68%。《功》课中教师更多地采用直接向学生提问引导学生回答的方式，从而造成生问师答类师生交互方式所占比例为0，而在《光的折射》课中教师专门设计了学生提问环节，此环节有2名学生主动向教师提出问题，还有1名学生在小组间交流讨论时向教师提出问题，占本节课师生交互方式总数的3．16%（见图4），师生言语互动活跃。这说明，交互式电子白板的使用，增进了师生间的双向交流，使得师生关系更加和谐。

由图5可知，小组就一个问题内部展开讨论、交流在生生交互方式中的比例最大，《光的折射》课中组内互动占 80．00%，《 功》 课中组内互动占 66．67%，说明交互式电子白板的使用促进了学生之间的交流。相应地，组间互动所占比例较小，且组间互动形式单一，均以补充汇报小组意见为主。具体如图5所示。

图5 生生交互情况

人－机交互主要分析了教师与白板的交互和学生与白板的交互情况，由于教师利用交互式电子白板的书写、拖曳、绘图、批注、回放、重点突显等功能结合教学内容进行授课，因此，两节课例的人——机交互主要是以教师与白板的交互为主（见图6）。当然，教师也为学生提供了操作白板的机会，比如，在《光的折射》课的光学做图练习环节，教师让学生上台绘制光的折射图，未上台绘图的学生则将自己做好的光的折射图通过实物投影仪投影到电子白板屏幕上展示自己的作品，使得教学效果更加完美。而在《功》课中的巩固练习环节，教师让学生利用电子笔在白板屏幕上书写答题步骤。通过观察课堂实录发现，学生在操作白板间，学习兴趣提高了，参与度也提高了。因此，在以后的教学中，应更加注重学生操作白板机会的提高。

图6 人－机交互情况

4．交互式电子白板物理教学资源应用情况分析

资源应用是使信息技术融入教学的重要环节。教师是否能够灵活、恰当地使用资源在很大程度上决定了课堂教学的成败。交互式电子白板为物理学科提供了内容丰富、形式多样的资源，如：图片、视频、音频、动画等，还内置了力学、光学、电学、电磁学、电学图例图库，能够绘制出更逼真的力学、光学、电学图，满足物理教学的需要；教师讲课的课件或讲稿带有超链接文件或在讲课时通过交互式电子白板的外部资源面板调用图片、多媒体文件、PPT等资源丰富课堂教学；在整个教学过程中，教师可以将在课堂上进行批注、重新组合、书写、绘图等操作的资源作为再生资源进行保存，以便师生以后的应用和再次呈现给其他班级的学生，实现资源重用，提高资源利用率。因此，交互式电子白板的资源应用情况分析从内部资源的调用、外部资源的应用和再生资源的应用三方面进行。

图7 资源应用情况分析

从图7中可以看出，课堂教学中教师更倾向于调用交互式电子白板内置资源库中的资源，分别占61．54%和83．33%。外部资源的利用率为0，出现这种现象的原因在很大程度上与教师不熟悉交互式电子白板的超链接功能和授课教室未联网有关。对于再生资源应用较少的情况，在课堂观察时发现，《光的折射》和《功》课中的教师在讲课时均有进行批注、绘图、书写等操作，但两位教师均没有保存的习惯，有时甚至还进行删除批注操作，因此，再生资源的应用比例较小。

四、研究结论

从整体上看，进行分析的两节初中物理交互式电子白板课例中交互式电子白板的应用对初中物理课堂的教学促进效果明显。但是从细节上看，又暴露诸多问题，这说明有必要根据交互式电子白板的功能总结初中物理课堂教学的应用经验。通过分析，得到以下结果：

（1）从内容呈现方式来说，教师应根据教学环节和所讲知识类型选择学生易于接受的呈现方式，而不是仅局限于文本、图片、文本和图片相结合的方式。对于初中物理学科教学，在讲授物理中的陈述性知识时，尽量采用简单明了的可视化方式呈现，如图片、文本＋图片、动画等；在讲授物理中的程序性知识时，建议采用立体化的方式呈现，如动画、实物、音／视频或两两相结合。

（2）从交互方式来说，当前课堂还是以师生交互为主，缺乏学生之间的交互和学生与白板的交互。教师设计教学方案时，应依据学生的年龄特征结合物理学科特点和授课内容，多设计些讨论、伙伴、合作、竞争等形式的生生交互活动，比如：在讲物理学科中电路图的连接时，除了以合作的形式开展互动，还可以以竞争的形式开展，调动学生的积极性。而在学生与白板的交互方面，则应尽量多地给学生提供操作白板的机会，使其真正参与到课堂中，必要时可以借助无线手写板工具（与计算机相连，通过投影仪投射到白板上，与电子白板软件配套使用，构成完整的交互演示系统），提高其参与度。

（3）从资源应用来说，当前教师更多地倾向于交互式电子白板内部资源的调用，而忽视了物理学科教学中利用外部资源的重要性。对此，教师应挖掘辅助物理学科教学的软件，结合交互式电子白板进行教学。比如：物理画板工具：帮助教师快速作图；仿真物理实验室：分运动及动力学模块和电学模块，具有完备的实验器具，可以实现现实生活中无法完成的实验，提高学生学习物理的兴趣；中学电路虚拟实验室：模拟常用电路图，用导线连接电路元件，并检验电路图的连接情况。

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