数码点阵技术支持下的互动课堂系统在高中物理教学中的实践应用*

连 军 王晓鹏 郭丽丽

数码点阵技术支持下的互动课堂系统在高中物理教学中的实践应用*

连 军 王晓鹏 郭丽丽

结合数码点阵技术支持下的互动课堂系统的特点和作用，分别从虚实同步、同屏比较、即时统计等几方面介绍了点阵技术支持下的互动课堂系统在高中物理教学中的实践应用。

点阵数码笔；互动课堂；实时反馈；同屏比较

近年来，各种各样的现代化多媒体教学手段被应用到了教育教学中，并不断地进行着变革和创新。一线教师也在不断地进行着多种现代化教学手段的尝试，发现不同多媒体设备的优势、应用各有不同。近期，我们接触到了一种教育界比较高端的授课体系——数码点阵技术支持下的互动课堂系统。了解了其原理和特点后，发现了它在反馈时效上和师生间的有效互动上，有着其他多媒体手段无法具备的优势，因此我们在高中物理课堂教学中进行了一系列的探索和实践。

一、互动课堂系统的技术原理及作用

数码点阵技术支持下的互动课堂教学系统由点阵纸、数码笔、蓝牙AP、Symphony软件、计算机、投影机和白板组成。

“点阵”是由一些非常细小的点，按照特殊算法规则排列组成。点阵的作用是提供给数码笔一个坐标参数信息，保证数码笔在数码上书写时，能够准确地记录书写的笔迹。点阵纸是通过在普通的纸张上印刷(通过普通激光打印机、专业印刷)上一层点阵图案，使得纸张变得智能化。

数码点阵笔是依托于数字光学点阵技术的一种新型输入设备，书写者在印有点阵图案的普通纸上书写时，笔前端内置的高速摄像头以每秒100张的速度对笔尖经过的路径和坐标进行读取，简单处理之后传入计算机，计算机在接收了这些信息后实时在屏幕上描绘笔迹信息，这种虚实同步的反馈可以让师生间进行及时高效的互动。

互动课堂软件包含有备课、授课、测试功能，该软件支持所有用户同时书写，书写内容实时显示在对应用户的页码上，并提供多用户比较，局部内容比较功能，方便学生互相观摩学习；支持对整个页面或局部进行放大和缩小，或对所有页面的相同部分进行查看；同时也支持教师对多个不同用户的页面浏览及切换，满足教师实时查看每个人的书写情况，还可以满足教师用不同的笔迹对学生试卷进行批注、修改，使互动教学更加深入。软件还支持随堂测验，即写即保存，即时统计，落笔出成绩。即教师可以在课堂上发起随堂测验，学生在点阵答题卡上作答后提交，系统自动出成绩，并给出正确答案和成绩统计报告。

二、数码点阵技术支持下的互动课堂系统在高中物理教学中的实践应用

根据互动课堂系统的技术原理和作用，下面重点从虚实同步、同屏对比、即时统计等三方面介绍数码点阵技术支持下的互动课堂系统在高中物理教学中的实践应用。

1.虚实同步——打造高效互动课堂

(1)记录笔迹展现书写过程

以往教师要想了解学生的答题情况，要么让学生到黑板上板演，要么走到学生座位前观察。若学生到黑板前板演，会出现在“众目睽睽”之下，一紧张就会犯错的情况，不能真实地反映学生对知识的掌握情况。若教师走到学生座位前观察，往往是发现一个问题并纠正后，其他学生可能已经完成，无法了解大多数学生的解题过程，只能看到结果，更不知道学生错误产生的原因，所以就无法进行详细的指导。点阵数码笔的特点是使学生书写和屏幕呈现同步，即学生在纸上书写的内容，以虚拟笔迹的形式同步呈现在教师电脑和大屏幕上，达到了反馈的时效性。数码点阵笔的实时反馈，教师可以实时观察学生的答题情况，了解学生特点，让师生间进行了及时高效的对话，在以后的授课中更有针对性，从而可以打造高效课堂。

(2)标注圈示 强调重点内容

数码点阵笔与计算机、大屏幕相结合，可以进行标注圈示，强调重点内容。如在学生练习过程中，当教师发现学生的闪光点、错误点或易混点等内容时，可以及时利用数码点阵笔对学生试卷进行圈、点、画、写等方式进行批改，这种批改方式解决了其他多媒体手段只能展示结果而无法关注过程的弊端，也解决了传统作业批改的结果只能个别学生看到的弊端，大大提高了反馈的效果。如果觉得有必要，还可以更改学生和教师的笔迹颜色，呈现出不同笔迹醒目的批注，突出授课的重难点，也可以把每个学生所对应的已经批注的电子试卷整理保存，把试卷或课堂重难点转化成图片，发送到家长群进行共享，或者讲评试卷时可以方便调取，选取需要的典型错误。这要比利用投影机一张张的展示方便得多。

以下选取高中教材中典型的物理实验课为例进行具体说明。

学生：通过学习电表的改装等知识，完成知识点的拓展练习，分析电路图，连接仪器。学生的书写过程被实时地传送到了教师计算机和大屏幕上。

教师：教师实时监控学生的书写过程，发现问题及时进行批注修改和提醒，标注重难点。在讲评试卷时，选取典型错误、共性错误或优秀试卷等进行展示，可以由教师讲解诠释，也可以由学生自己点评或他评，实现了师生、生生间的互动教学。下课学生带走的是纸质的学案，但电子版的学习、讲解过程已经被记录和保存，为以后的教学提供数据支持和学情分析。如图1所示，学生的书写笔迹记录和教师的批注。

图1 教师批注后的学生练习

这种虚实结合的技术，实时记录和反馈了学生的学习进度，通过教师的批改和传播，“穿越”了原有的课堂时空，使得传统的一师多生课堂实现了一师一生的互动交流，提升了教学的有效性，打造高效的互动课堂。教师也可通过课后查看记录的学习痕迹进行教学反思，优化教学设计，达到教学相长。

2.同屏比较——突破课堂重难点

同屏技术，即实现多个终端屏幕的即时互动，在互动课堂系统的授课环节中，利用该环节的对比功能，能够实现多位学生课堂练习的同屏幕呈现，这一技术适用于突破课堂教学的重难点环节，如：例题精讲、习作点评、难点精析等。教师根据不同的教学目的和课堂情况进行选择，在挑选学生课堂练习时，要选具有代表性的作业，比较的同时，教师在电子白板上进行即时的批改，直观而又自然。限于屏幕的大小，建议一次呈现两位学生的作业，能够保证坐在教室后面的学生也能看清楚。

(1)优弱对比 突出薄弱环节

对学习习惯较差的学生进行养成教育，仅仅凭借口头教育往往达不到预期的效果，而利用互动课堂系统的对比功能，将一份优秀试卷和卷面较差、书写不规范的试卷进行对比，通过标注点评，找出薄弱环节，引起学生的视觉冲突，达到心灵共鸣，从而逐渐养成良好的学习习惯和书写习惯。

以下以高中物理复习课的试卷点评与分析为例进行具体说明。

学生：完成《运动学》的单元练习，巩固所学知识。

教师：将现场面批的试卷呈现在屏幕上，一份为卷面书写漂亮，做题规范的试卷；另一份为卷面脏乱差，书写不规范的试卷。让学生通过对比可以及时发现自己的不足，找到自己与其他学生的差距。教师当场给学生打分，并说明得分点和扣分点在哪里，让学生彻底了解阅卷教师为什么喜欢工整漂亮的书写，及做题规范的重要性。实现了试卷的点评和面批，还可以通过对多个学生试卷的对比，激发学生的动力，有针对性地进行本学科学习能力的提高。现将对比效果图展示如图2所示。

图2 两个学生的试卷对比图

(2)优优对比 突破重难点环节

高中物理知识是灵活多变的，同一题目会有多种不同的解题思维。为了多角度、全方位地帮助学生掌握某知识，拓展解题思路，突破对重难点知识的理解。讲解时同屏展示多个学生的解题过程，利用数码点阵笔对重点过程进行标注，通过讲解、对比，从而达到突破重难点，拓展学生思维的效果。

以下以匀变速直线运动的规律应用为例进行具体说明。

学生：通过对本节课的学习，突破重难点，拓展解题思路。

教师：教师进行批改标注后，在讲解环节，同屏展示多个学生的作业。由学生自己讲述思路或由其他学生点评，并利用数码点阵笔对重点过程进行标注，引导学生抓住关键信息，进行对比。从而全方位，多角度了解自由落体运动的规律及其运用方法、特点。拓展解题思路，突破对重难点知识的理解。不同的解题思路，实现生生之间及时互动，提高互动效率和教学效率，从而达到拓展学生思路、开阔学生思维的效果，还可以利用放大功能展示解题思维好的过程。教师和学生共同总结出解题的关键点，进一步巩固和拓展了本节课的重点，突破了本节课的难点。

3.即时统计——提高教学的针对性

数码点阵技术支持下的互动课堂系统还有随堂测验功能，即写即保存，落笔出成绩，并同时统计得分明细，形成一份详尽的试题分析报告，即便于教师在课堂上监控每一位学生的答题过程，又能够在课后对学生知识点掌握情况进行详细的分析。

以下以《摩擦力》一课的课堂训练环节为例进行具体说明。

学生：限时进行《摩擦力》选择题课堂练习，学生用点阵数码笔把答案做在印有A，B，C，D选项的答题卡上，屏幕上可以实时显示学生答题情况，同时计算机开始进行数据分析。

教师：在学生答题时，点开“学生答题详细情况”，监控学生答题过程。例如，学生甲在答第五、第八题时用时较长，或有其他题目是答完后进行的补答，而答题情况又显示这2道题的全班正确率较高，教师就可以课后有针对性地为学生甲进行该题的知识分析。又如学生乙答题时间短，但每道题的正确率较低，教师可以课后对学生乙进行全面的耐心指导。这样既完成了对试卷的有效批改，又关注了学生的答题过程，提高了教学的针对性。课堂讲解时，点开“答错情况详细分析”，即可看到每一题哪几个人做错了，教师在讲解时可以有针对性地点答错的学生进行回答，更多地关注了这部分学生，做到有的放矢。课后，教师可以对课堂答题情况进行详细的分析，根据所设置的知识点分布，列出每一位学生的知识点薄弱处，在布置作业时可进行有效的作业分层。学生试卷统计结果如图3所示。

图3 学生试卷统计结果

数码点阵技术支持下的即时统计功能，可以高效、准确地了解学生的学习情况，了解每一位学生知识点的薄弱处，进而可以及时对知识点进行巩固和加强。即时统计功能大大提高了课堂教学的针对性，使课堂容量增大，教学更加有的放矢，实现了教师的讲、学生的学、学生的练、教师的评等多个角度的融合，真正实现了高效互动课堂。

三、结语

数码点阵技术支持下的互动课堂系统，在没有改变学生和教师纸笔书写的习惯同时，又能让原笔迹书写结果同时同步到计算机、智能手机、电子白板等设备上，实现了纸面书写信息化和多人数字化同步采集的目标，达到了大家一起随时关注和分享整个学习过程的目的。并且做题过程多人同屏对比，使得许多课堂生成性的问题由此引发，教师借助纸笔互动技术，可以随时关注那些动态生成性的资源，及时调整教学行为，启发学生思维，引导学生深入学习。这样的互动课堂，不仅可以实现师生之间的高效互动，又可以让教师更好地监控和组织学习过程，及时发现问题，给学生提供了更多适合他的个性化的指导，实现师生之间的高效互动，达到了更好地为课堂教学服务的目的，提高了学习的自主性和课堂成效性。

[1]陆春菊.数码笔在高中生命科学教学中的应用[J].生物学教学,2014,39(12):39-40.

[2]韩亚君.交互式电子白板在高中物理教学中的应用研究[D].呼和浩特:内蒙古师范大学,2012.

[3]杨静.基于交互白板的《电磁感应》探究式教学[J].中国电化教育,2005(3):62-64.

[4]压文方.提高物理课堂教学中师生互动的策略[J].成功教育,2011(7):159.

[5]王洪涛.新技术下的高中数学习题教学:以大数据系统和点阵数码笔的运用为例[J].教育研究与评论:中学教育教学,2015(4):5-10.

[6]李嘉.点阵数码笔在化学教学中应用的实践研究[J].化学教与学,2016(2):39-40.

连军，本科，中教高级，副馆长。河南省漯河市电教仪器馆，462000

王晓鹏，本科，中教一级。郭丽丽，本科，中教一级。河南省漯河市第四高级中学，462000

2015年河南省教育技术装备和实践教育研究立项课题(编号：PZS038)。