活用智慧教室技术创设物理情景激发学生学习兴趣

方敏

摘   要：智慧教室是将先进科技与教学有机融合的智慧型教学环境，是互联网+时代发展的产物，是科技与教育共同进步的结果，是现代教育的前沿问题。智慧教室区别于传统教学环境，是一个活跃的课堂生态系统，其突出特点就是实现软件功能与教学目标的有机结合，让传统班级授课制的弊端有了解决办法，为解决推广素质教育的难题提供了新思路。目前以“智慧教室”为背景的教学理论研究正广泛开展。本文以“平抛运动”教学中探究平抛运动规律为例，探讨如何将智慧教室与课堂教学有效融合，创设物理情景，提升教学效果。

关键词：智慧教室;中学物理;互动教学;课例分析

引言

随着现代教育技术的高速发展，数据挖掘技术、情境感知技術日益完善，中小学教育信息化改革正在如火如荼地进行。探索基于信息技术环境的教学设计理论，将信息化技术与课堂教学有效融合，正在被整个教育界所关注。这其中“智慧教室”就是极具代表性的科技与教育共同进步的结果。它的涌现为教师的“教”与学生的“学”提供了无限可能。

1  智慧教室环境下的课堂生态系统

“智慧教室”是数字教室和未来教室的一种形式，是一种新型的教育形式和现代化教育手段[1]。它不是简单地利用多媒体技术包装传统教学内容，也不是机械地将教学内容优化组合，而是回归教学的本质，借助现代信息技术，建立一个教与学、学与学之间的互动环境。智慧教室具有记录学习过程、识别学习情景、联接学习社群和感知物理环境等四大特征[2]。在智慧教室中，挑人、抢答、录屏等丰富的应用工具为课堂教学活动的开展提供便利;IRS即时反馈系统充分体现人与人、人与技术等之间的良好互动;手机端与Hiteach系统的融合，提供多样化的教学媒体资源。

那么，与传统简易的多媒体教学相比，智慧教室中课堂教学互动是怎样进行的？信息技术如何支持教学互动？下面以“探究平抛运动规律”这一教学片段为例，谈谈智慧教室环境下探究式教学活动的开展。

2  课例分析——“平抛运动”

平抛运动是曲线运动的典型代表。通过对平抛运动的学习，使学生感悟曲线运动的分析方法。在此之前，学生学习了运动的合成与分解，但面对一个具体的曲线运动，如何剖析，学生无从下手。因此，在教学中必须让学生感受平抛运动的运动学本质，让运动的分解有迹可循。

2.1  传统课堂对“平抛运动”的处理弊端

传统课堂对于这个片段的处理一般有以下几种形式：

（1）采用多媒体课件或Flash动画“演示”平抛运动过程，但这些都是电脑模拟的结果，并不是真实的实验，强加给学生认识，不符合认知规律。

（2）通过对比实验得出结论：①平抛运动和自由落体运动的对比实验，②平抛运动和水平匀速直线运动的对比实验。这种方法现象明显，结论清晰，但实验过程太过短暂，不利于学生观察。所以，这种方法只适合定性分析。

（3）进行学生分组实验，取得数据，计算得出结论。这个方法让学生亲历实验探究过程，获取数据真实。但这种方法获得的实验数据误差大，不利于后续计算分析。

2.2  智慧教室技术对“平抛运动”的交互处理

要解决上述问题，就需要确保数据“伴随”过程而产生，形成的数据也就有了动态性、即时性，虚假数据无所遁形，数据的真实性也就因此得到保证。使用智慧教室，能很好实现这个功能。具体方案如下。

2.2.1  智慧教室手机端录频

首先，通过对平抛运动的物体进行初始状态分析和受力分析，发现平抛运动的物体具有水平初速度，运动全程只受重力。结合之前所学的运动合成和分解的知识，引导学生将平抛运动分解到水平和竖直两个方向分析，并猜想这两个方向上的运动特征，设计对比实验验证。在课堂上，现场用手机录下一段借助平抛竖落仪完成的小球做平抛运动和自由落体运动的对比视频，通过智慧教室手机端，将视频上传。学生很快发现正常拍摄的视频中，小球运动太快，不利于观察。引导学生回顾之前研究直线运动规律时，用到的频闪相机，每隔相同的时间拍照一次。通过分析相等时间间隔内的位移变化规律，来判断物体的运动性质。而智慧教室手机端自带的慢动作录制功能，正好能实现这个效果。通过手机端录制慢放状态下的小球运动过程，并上传至班级电脑。

2.2.2  智慧教室作图工具辅助

接着，使用智慧教室配套的作图工具，在视频截图上作辅助坐标线，选取圆点图案，描绘出每次截图时小球的位置，从而确定小球的运动轨迹（如图1）。最后通过对比坐标图中圆点的位置关系，判断平抛运动的物体竖直方向上的运动规律。

2.2.3  智慧教室平板移动终端收集反馈

平抛运动水平方向上运动规律的探究，可以让学生现场通过分组实验来完成。利用平抛运动实验仪，得到平抛运动轨迹图象，分析水平方向上每个相同时间内的运动信息。传统课堂，分组实验数据不易现场反馈收集汇总，但在智慧教室环境下，利用学生人手一台的平板移动终端，就可以极其方便的汇总学生数据图象。学生实验完成后，分屏显示学生画出的数据图象（一个页面最多可以显示九位学生做出的数据图象），引导学生寻找水平方向上运动信息的共性，就可以得到小球在水平方向上做匀速直线运动的规律。

2.2.4  智慧教室手机端实验操作录制对比强化

为强化教学效果，学生分组实验后，教师可以使用平抛运动双轨演示仪，同样通过手机端，录制慢放状态下的水平匀速直线运动和平抛运动对比视频。通过横纵两个坐标的同步记录，综合总结平抛运动的运动规律（如图2）。

2.3  智慧教室交互技术对“平抛运动”的处理优势

新课程理念强调：要让学生在充分感知的基础上，通过自主学习完成对新知识的认知。本节课在探究平抛运动规律时，通过智慧教室强大的软件功能，让学生清晰直观地感受小球平抛运动的全过程，克服了传统课堂实验过程快，数据不易获取的缺点，让学生借助信息化手段获取数据，亲历认知过程，通过自主实验、演算，理解掌握平抛运动规律，把握运动实质。

4  结语

现代教育观指出：学生是学习的主体，只有学生主动地参与教育活动，教育才有效。我们重视实践、探索、发现在教学活动中的地位，就必须置学生于自主、探究、发现的活动中。如今，智慧教室的出现为我们推进教育信息化、深化教学改革，创造了非常理想的学习环境。然而智慧教室的应用要与具体学科充分结合。针对学校的性质和学科，设计不同的智慧教室方案和教学应用模式，是我们急需解决的问题[ 3 ] 。如何用好信息技术辅助教学，我们还需不断探索、不断改进教与学方式，不断提升教学绩效，才能走向智慧课堂，实现智慧教育。

参考文献：

[1]程丽敏.智慧教室数字化教学建设解决方案[J].智能建筑与城市信息，2015（3）.

[2]黄荣怀，杨俊锋，胡永斌.智慧校园——数字校园发展的必然趋势[J].开放教育研究，2012（4）.

[3]何克抗.智慧教室+课堂教学结构变革——实现教育信息化宏伟目标的根本途径[J].教育研究，2015，36（11）：76-81.