基于“FEG未来教室”的高中物理教学探究

梁倩妮

摘要：以多媒体、数字化、网络化为主要特征的现代信息技术正有效地走进高中物理教学，并对高中物理教学产生深刻的影响。作者通过对高中物理教学中两个课例的实践，逐步优化了现代信息技术在教学中的整合，总结出了相关的教学策略，以期能够为一线教师提供有效参考。

关键词：信息技术;高中物理实验探究课;整合;策略

物理实验探究课的现代信息技术整合策略实践

近年来科技的迅猛发展和教育信息化2.0的到来，使得校园里的信息化整合日新月异。自2017年底推进FEG未来教室软件应用于教育教学以来，笔者所在的学校教育信息化迅猛发展。笔者在以建构主义和生本教育为主的教学理论指导下，基于“FEG未来教室”，结合高中生学习特点和心理特点设计了两个信息技术和实验探究课整合课例——《单摆》和《实验探究牛顿第二定律》，并进行了多次实践。

1.作为演示工具

将信息技术作为演示工具，虽然是低层次的应用，但也是常用的方式，在必要环节运用得当，可以帮助学生理解所学知识。例如，笔者在两个课例中都利用FEG未来教室打开摄像头，将正在演示的“实验定性探究单摆的周期影响因素”和“利用滑板游戏定性探究力、质量、加速度之间的关系”过程进行播放，便于全班学生观察，清晰且高效，形成师生的有效合作。

2.作为信息加工工具

笔者利用FEG未来教室实现了对教学材料的进一步加工。例如，在两个课例的分析实验结果阶段，学生在教师的指导下也都可以利用Excel软件对实验测量的数据进行统计、计算、分析、形成图像，并利用FEG未来教室将Excel表格形成的图像剪取直接调入课件，方便快捷，同时在FEG未来教室环境中还能对图片进行勾画批注等编辑（如图1）。

3.作为知识表达工具

FEG未来教室的录屏功能能够实现微课制作的即时化。例如，学生利用FEG未来教室完成“回复力证明单摆运动为简谐运动”分享时，能够即时生成微课，并目可以直接推送给其他同学，还没有掌握的学生可以在课余观看学习。

4.作为情境创设（辅助）工具

在《单摆》课例中，单摆是一种理想化模型，利用信息技术模拟其运动状态能够帮助学生理解。在《实验探究牛顿第二定律》课例的实验探究环节，学生可分两个组类进行实验：其一是使用数字化实验，配套的传感器和软件能对实验数据自动采集;其二是模拟实验，在数据处理环节利用Excel等软件统计和计算实验数据，生成图像（如图2）。

5.作为师生交互工具

在课堂中，将手机与FEG未来教室软件相连，能够实现师生的实时性交互活动，且生成的微课等资源可以存入网络资源库并推送给学生，学生也可以将学习反馈推送给教师。例如，在《实验探究牛顿第二定律》课例中，教师可以利用课件将物理小游戏中的视频画面定格便于启发学生思考，利用手机和网络将学生设计的实验方案推送到软件，以便分享交流和讨论。

课例教学过程

教师设置前置学习任务：学生课前阅读课本完成单摆的结构及装置能被看作单摆的条件两个问题。

1.课堂引入

教师首先引导学生回忆：“在前面学习了弹簧振子的简谐运动，那么物体做简谐运动的条件是什么？”接着，抽选学生回答生活事例抽象物理模型，提问：“生活中有哪些物体会进行来回的摆动？请大家举例。”

媒体作用：图片形象化。

2.提炼本节课研究的模型——单摆

学生展示反馈前置学习结果，教师引导学生提炼本节课研究的模型，并设置练习检验学习成效。

媒体作用：呈现知识要点，用Flash动画辅助抽象模型。

3.探究单摆的运动

（1）单摆的运动图像

教师设疑：单摆在竖直平面内的摆动是什么运动？

教师追问：能否证明是简谐运动？

学生用旧知识寻找解决新问题的思维方法，了解图像证明法。

媒体作用：教师利用FEG未来教室软件播放沙摆实验视频，并在适当的时间使用软件的“魔术剪刀”剪选视频的某个画面，同时生成的资源存入资源库，以备下节课使用。

（2）单摆的回复力

教师引导学生分组讨论“回复力”，并对摆球进行受力分析，然后找到回复力与位移的关系式。

学生学习课本解析，小组讨论，完成证明;学生代表到黑板给全体学生讲演证明过程。

媒体作用：教师利用FEG未来教室软件的手机助手功能，即时拍照上传学生作品至软件中。学生在讲演过程中利用软件即时录屏，把本环节制作成微课，存入微课清单，其他学生在课后可以打开进行学习。

4.合作探究单摆的周期

（1）探究影响单摆周期的因素

教师首先设疑：“周期是描述简谐运动非常重要的物理量，那么单摆的周期与哪些因素有关呢？”接着追问：“我們应该用什么方法来探究某一个因素的影响？”

学生猜测影响周期的因素，明白探究方法“控制变量法”。

师生合作演示“质量、振幅、摆长”对单摆周期的影响。

媒体作用：利用FEG未来教室软件“调用摄像头”功能把演示实验的过程播放给学生，便于全班学生观察。

（2）实验探究单摆的周期与摆长的关系

①实验准备：教师设置实验微课作为前置学习。学生在课前利用媒体生成和提交微课学习反馈。教师在课堂从FEG未来教室软件资源库调出学生的微课学习反馈，并进行讲解，主要是如何数周期和利用停表测时间。

②展开实验：教师提供统计数据的Excel（预设好计算公式）。学生分为8个实验小组，对应8组不同的摆长，协作完成测量固定摆长的单摆摆动30次的时间;测量后把数据汇总到教师提供的Excel中。学生借助信息工具对数据进行处理，利用图像对数据进行分析。

根据8个小组的数据，师生共同分析、寻找周期与摆长的关系。有个别组学生测量数据可能会出现问题，教师要做好预设方案：其一引导学生分析测量错误原因;其二准备好测量没问题的数据，以便能够找到周期与摆长的关系。

③讨论实验结论：学习惠更斯的研究结果。

媒体作用：教师利用FEG未来教室制作实验微课和从资源库调用资源，利用网络推送给学生，学生利用媒体生成和提交微课学习反馈。实验过程中利用Excel汇总和计算实验数据，即时生成图表，并利用FEG未来教室软件跨平台在屏幕上利用触笔展示和分析图表。

5.巩固练习（略）

6.课堂总结，课堂延伸

播放天宫课堂的单摆部分视频，提问：“在天宫一号上单摆实验不成功的原因？”

实践反思

教师要准确理解学科课程和信息技术的关系。学科课程是核心，有效的教学设计和教学策略是根本，信息技术与教学要素的恰当有机融合，才能在教学中产生聚焦效应。面对不同的课型、不同的教学内容、不同层次的信息素养基础，教师的选择应结合二者所长，而不是信息技术的堆砌。另外，物理是一门实验型学科，要处理好实际实验操作和计算机模拟实验的关系，将两者优势结合。

本次实践主要基于“FEG未来教室”进行的信息技术与学科教学整合，FEG未来教室软件应用环境要求不算高，有利于软硬件资源不是特别好的学校初步有效地开展教育信息化实践。目前，笔者在教学模式、教学评价以及与其他课型整合等方面的探索仍不足，需要后期加强研究和实践，以期在信息技术与高中物理课程的整合应用上为一线教师提供一些经验和依据。