交互式电子白板助力初中物理力学有效教学

畅 欢

(甘肃省庆阳市镇原县教育局 744500)

随着信息技术的飞速发展，教学手段的运用也越来越先进、丰富.近年来，交互式电子白板在初中物理教学中的运用越来越广泛，教师对该教学手段的运用的研究也越来越深入、精细.笔者在教学中基于人教版初中物理力学这一内容，对交互式电子白板助力教学策略进行了较为系统的研究，在研究中发现，交互式电子白板强大的功能如果能够与教学策略进行良好的融合，那就可以充分实现一加一大于二的作用.现将自己的研究所得总结出来，以与同行分享.

一、交互式电子白板助力力学教学策略的空间

众所周知，交互式电子白板是国际上新近研发的用于教学、会议、培训演示的高端数字化设备，是对沿袭已久的黑板+粉笔+板擦“三位一体”教学模式的改革.交互式电子白板把传统教学模式和现代化多媒体教学手段有机地结合起来，既有实时人机交互的过程，又有人人交互的优良的数字化、信息化教学环境.在这样的环境中，笔者发现电子白板作用的发挥，不仅在于直观的画面、声音的刺激，更在于其可以为教师的教学策略运用提供助力，而且在这一方面还是存在非常大的空间的.

大量的教学经验表明，初中学生在力学知识的学习中，遇到的主要困难在于已有经验与力学规律之间的“冲突”，而学生即使在学习了力学规律的知识之后，依然不能有效地运用于力学现象的分析或力学问题的解决；同时，由于“力”这一概念虽然在生活中非常常见，但真正从物理定义的角度去理解“力”及其与运动的关系，学生又会感觉非常抽象，而这会影响到后面整个力学知识的学习.而要突破学生的这些认知障碍，就必须采用有效的教学策略.

笔者采用的教学策略，就是通过丰富的物理图景，去帮助学生建立力学知识建立过程中的重要表象.而这个物理图景的提供，除了相应的实验之外，还需要多媒体的支撑，因此交互式电子白板就可以发挥重要的作用.

以“牛顿第一定律”的教学为例，尽管传统教学中重视伽利略斜面实验的演示，现在的教材设计也重视学生的生活经验，如用学生喜闻乐见的滑板车的例子，来引出力与运动的关系.但实际教学的效果总不如人意，具体表现在学生对物体不受力时的运动现象及原理总无法进行充分的构建与想象，在解决问题的时候总显得有些生硬.究其原因，就是因为学生的表象不够形象，而交互式电子白板则可以利用自身所带有的强大的图片、动画、声音尤其是交互操作功能，让学生在构建对牛顿第一定律的认识时，拥有一个充分的表象，从而有效地对所选择的教学策略提供助力.具体在操作的时候，可以设计一个互动的课件，让学生在操作的过程中，既可以通过鼠标拖的方式，去组装实验器材，同时又可以设置相关的参数，以让学生可以观察到不同高度(速度)向下运动的物体在进入水平面后，在水平面上运动的距离不同.这样就可以激起学生的联想，从而让学生在多媒体互动的过程中，建立起关于牛顿第一运动定律的科学表象，以为理解牛顿第一运动定律奠定基础.

二、基于教学策略需要的交互式电子白板运用

基于以上分析，实际上也就体现了将交互式电子白板与初中物理实验教学相整合，能够弥补传统教学方式的不足，有助于提高初中物理实验教学的直观性、趣味性和有效性的功能.具体到“牛顿第一定律”的教学中，笔者以为电子白板为教学策略助力可以体现在这样的几个环节：

一是在引入力与运动的关系的时候，可以拍摄一个动态的视频，重点表现三个现象：不用力蹬地时，滑板不动；用力蹬地时，滑板运动；停止用力后，滑板又停止.然后让学生去观察现象，思考结论.

在这个环节中，教师可以借助于白板的交互功能，预设“物体的运动需要力来维持”等选项，让学生去选择并统计学生的选择结果(这需要白板与平板互动，具备一定的硬件要求)，这个结果最后可以用柱形图呈现，以让学生知道其他同学的选择与自己是否相同，从而可以强化学生的经验认知.

二是在设计牛顿第一定律的实验的时候，根据教材的设计，是以“阻力对物体运动的影响”为探究主题的.其中，斜面实验是牛顿第一定律建立的基础，而这个实验怎样让学生自主设计出来，关键在于学生大脑中关于“阻力”与“物体运动”的表象是否清晰.从上面一个环节中，学生已经认识到阻力与物体的运动有关，而且会阻碍物体的运动，因此要让物体持续地运动，必须对物体施加力.这个时候形成的“物体的运动需要力来维持”的认识，正与学生的经验吻合.因此，此处的实验，某种程度上讲作用之一，就是要让学生已有的认知平衡被打破.于是，电子白板可以发挥的作用就可以是：教师预设一个模拟实验，可以让学生选用不同的实验器材去组合实验，这样学生在真正做实验之前，有一个选择(鼠标拖动)器材，组装实验装置，猜想实验现象的过程.这样的一个模拟实验，与学生动手探究的区别在于，学生可以将注意力集中在“选择”本身，而这是一个十分重要的表象猜想过程，是“动脑”的过程，其比学生动手探究要好，因为学生不需要将注意力花在“动手”上，有利于学生形成较为清晰的斜面实验表象.

三是在学生动手完成实验的基础上，用电子白板呈现实验.第二个环节中形成的斜面实验表象，可以让学生在动手实验的过程中思路更加清晰，而由于实验器材的不稳定性，可能会出现实验现象不明显甚至是反常的情形，这对于强化学生的斜面实验表象有害无益.因此在学生完成实验之后，可以借助于电子白板，将三次实验过程重现，重现过程中学生的任务有二：一是观看实验动画；二是同步想象实验现象，并强化对实验结论的认知.

实践表明，通过上述三个环节，学生可以对斜面实验的由来、斜面实验的过程有清晰的认识.这个清晰认识对应着学生大脑中的清晰表象，从而也就使得牛顿第一定律有了坚实的支撑.在这个教学策略运用的过程中，交互式电子白板的作用是不可或缺的，其所起的作用就是让学生在“动手做”之前或之后，有一个“动脑想”的过程，这个过程对于学生建构物理知识而言其实非常重要，可以不夸张地讲，正是电子白板的运用，赋予了学生动脑想的有效空间.

三、电子白板助力力学教学策略的关键在“交互”

总结笔者在实践中的收获，思考交互式电子白板与力学知识教学策略运用的有效契合，笔者发现这其中有一个关键点，就是电子白板中的“交互”功能.一般认为，交互式电子白板作为一种新型的信息技术设备，正在教育领域得到越来越广泛的应用.因而基于交互式电子白板系统不同的功能和特点，教师可在物理实验教学中采取不同的教学策略，设计不同的教学模式进行教学.其实，在真正的实践过程中，如果能够将电子白板的交互功能发挥出来，那学生的力学知识建构过程将更加高效.

交互的本质，看起来是学生对白板技术的运用，但实际上是学生基于自己的想像而对学习内容的加工.这是一个非常重要的认识，对于学生来说，他们大脑中有什么样的表象，决定了他们在利用白板进行学习的时候的互动效果.上面的“牛顿第一运动定律”的学习中，其实学生无论是在认识力是维持物体的运动时，还是认为力是改变物体的运动状态时，大脑中都是有相应的表象的，生活经验所生成的表象，在学生的大脑中并没有明确的界限，只要进入了互动的情境，那白板所起的作用就不只是信息的简单呈现，而是学生思维驱动之下的学生对实验的设计以及现象的预期，其可以为真正的学生实验奠定坚实的基础.

由此可见，初中物理力学知识的教学中，用交互式电子白板确实可以为教师选择的教学策略提供助力，从而优化学生的力学知识建构过程，提高物理教学的质量.从核心素养培育的角度来看，通过白板的互动功能，让学生在物理学习的过程中，能够更好地生成物理观念，建立物理思维，从而让学生在类真实实验的探究过程中生成科学态度与责任，而这正是物理学科核心素养得以落地的关键.