构建智慧课堂 创新物理实验教学

殷晓丽

【摘 要】智慧课堂是传统课堂在新时代下与科技信息、互联网融合的产物。它云集了大数据、云空间、互联网等为一体，打造具有交互性、共享性、反馈性、多场景模拟的教学氛围，为物理实验教学带来更广的空间。基于此，本文围绕智慧课堂、物理实验教学展开探究。通过分析智慧课堂的意义和在物理实验教学中的应用对策，以提高物理实验效果，提高学生的物理学习兴趣。

【关键词】智慧课堂;物理;实验;教学

物理是一门严谨科学，实验是物理知识论证的主要手段，也是物理教学中的重要内容模块。但同时物理实验的教学难度相对大，一方面受制于操作环境的影响，不少物理实验的要求苛刻、无法生动的呈现在学生面前。另一方面部分物理实验效果呈现很难做到生动、明显或者无法在常态化的环境中操作，学生从中无法感知相应的物理知识或原理。在这一困境中，智慧课堂的出现为其提供了有效实现路径。

一、智慧课堂对物理实验教学开展的意义

首先，智慧课堂能够提高物理实验教学效果。智慧课堂能够将互联网、多媒体、模拟实验平台等有机融合起来，改变传统的实验演示方式和演示效果，以有效增强物理实验的生动性、可视性，对增强物理实验效果有重要的促进意义。其次，智慧课堂可以拓宽物理实验范围。借助于智慧技术，原本无法在常规条件下呈现的实验、效果不明显的实验、存在一定危险性的实验等都可以展示给学生，以增强学生对物理实验的感知。最后借助于智慧课堂中的大数据技术，教师可以进一步把握学生的需求和学习效果，以此来反馈实验教学，提高实验教学效果。

二、智慧课堂在物理实验教学中的应用对策

（一）巧借大数据，探知学生实验学情

大数据是智慧课堂中的重要组成部分，也是其基础性应用。借助于大数据，学生可以将自己对物理实验的需求、喜好、认知、疑问等一系列问题反馈给教师。教师对学生的反馈进行综合整理，来探知他们的实验学情，以此来优化教学设计。具体来看，教师借助于智慧课堂APP，发布实验意向测评问卷，其中包含学生对主题物理实验的态度、疑问、实验目标、期待等。学生填写完毕之后，APP可以对学生的答案进行智能化综合分析，并将其反馈给教师，教师在此基础上设计物理实验。

例如在人教版高中物理必修3《练习使用多用电表》中，教师就可以引入智能APP对学生的需求进行调研和搜集。调研的信息内容主要包括：您对多用电表的具体操作是否了解，您希望通过多用电表探索哪些物理原理或问题，您希望老师重点在哪个多用电表使用环节给予指导等。学生填写完毕之后教师可以从中了解学生的意向。其中有80%的学生认为多用电表的操作比较复杂，期望老师重点讲解和引领电表的操作步骤，有90%的学生希望可以熟练操作使用多用电表测电阻。由此教师就可以评判出学生对多用电表的基础操作比较感兴趣，教师在具体设计的时候，将这些需求作为设计的重点，来满足学生的需求。学生通过电表操作的练习，对电阻、电表的相关知识理解进一步深化。

（二）融合多媒体，促进实验多元化展示

借助于智慧课堂中的多媒体技术和设备，物理实验能够更生动的展示在学生面前，以深化学生对实验的感知与体验能力。首先，多媒体并非每一个物理实验都会用到，教师可以结合具体的物理实验来确定多媒体，如需要借助于多媒体来展示实验的哪个环节或部分，是以视频的形式呈现还是以图片的形式呈现等，都需要教师具体明确。其次，教师要做好流程的把握，选择在最合适的时机去进行实验的多媒体展示。让实验和多媒体无缝切换和对接，为学生打造完美的物理实验体验。

例如在人教版高中物理必修2的《验证机械能守恒定律》，该实验对精准度的把控比较严格。而且整个实验过程的演示比较迅速，稍不留意，学生就很难观察到重锤自由下落、纸带上打点的过程。对机械能守恒定律缺乏生动的感知。针对这一情况，教师就可以引入多媒体，将提前录制好的该实验过程的动态进行慢动作播放，尤其是对于其中关键的环节，如重锤自由下落、纸带上打点等关键部分的实验中，教师就可以借助于多媒体，对该环节的细节进行放大。同时辅以静态图片进行说明。基于这些操作，学生可以对该实验的重点环节进行深入细致的观察，从而对机械能的守恒定律有一个正确的认知和验证。

（三）生成实验微课，促进学生自主探究

微课对学生的自主探究能力提升有促进作用。在实验教学中，教师为学生提前录制有关实验主题的微课并设计相配套的任务单，让学生在课外时间先做具体的自主探究式学习。微课中教师可以运用智慧信息化技术添加在线沟通和互动功能，这样学生在自主探究过程中遇到难以解决困难时就可以及时和教师进行沟通。在制作微课的配套任务单时，教师可以结合不同物理学习水平的学生，设计具有难度等级的任务内容。如对于低水平学生，设计基础性的任务，如一些基本的物理实验现象的理解和描述解释，对于高水平的学生，可以做一些实验延展和探究任务。

例如在人教版高中物理必修1《探究加速度与力和质量的关系》中，教师就可以引入实验微课，引导学生提前对该实验做预习，并结合教材中有关加速度、力和质量的相关知识原理尝试自主探究。首先教师将该实验过程制作成视频课件，提前发布给学生，并列出任务单，如加速度的大小和什么因素存在关联，加速度、力和质量之间的关系是什么等，类似任务的设计可以引导学生对该实验做更深入有效的观察和探究。其中这些问题教师可以具体细分为不同的难度层次，如基础问题类：了解探究加速度与力和质量的关系实验;难度层次高一些的问题如如果质量一定，那么加速度与力的关系。而在这一过程中教师可以通过线上平台与学生保持沟通和联系，以便随时解答学生问题，跟踪学生进度。

（四）導入模拟平台，打破物理实验限制

模拟平台是智慧课堂的主要体现。模拟平台可以将原本无法呈现或者常规实验中效果实现不佳的物理实验展示出来，让学生从实验中得到更多的体验。首先，教师需要明确哪些实验可以借助于模拟平台来进行展示和呈现。其次，通过智慧课堂进行模拟实验的设计，确保该实验能够在模拟平台中得到生动的呈现。最后，将其呈现给学生，让学生尝试借助于模拟平台来观摩或者操作整个物理实验，从物理实验中获得对物理知识原理认知的升华。

例如在人教版高中物理必修2的《探究平抛运动的特点》实验，在实际的操作中（如下图1），使小锤击打弹性金属片之后，A小球向水平方向被抛出，A小球活动的轨迹由于试验台的高度问题，幅度并不明显，很多学生无法感受到明显的实验效果。针对此，教师就可以导入模拟平台。通过模拟平台，教师将《探究平抛运动的特点》实验呈现出来整个实验场景被放大放慢，而且A小球的幅度轨迹被重点加强，学生可以十分明显的看到A小球在下抛时的方向和轨迹。而且模拟平台的实验中，教师还可以加上声音、色彩，这样对学生的身心震撼力更强。通过这样一个过程，学生对实验的认知进一步深刻，同时在认知实验的基础上去探究平抛运动和初速度。

三、结束语

总之，智慧课堂的搭建拓展和提升了物理实验的效果和空间，对呈现最佳的实验效果有促进作用。因此在物理实验教学中，教师可以巧借大数据以探知学生实验学情，融合多媒体以促进实验多元展示，生成实验微课以促进学生自主探究，导入模拟平台以打破物理实验限制，最终借助于多元化的应用对策来构建智慧课堂，提升物理实验教学水平。

【参考文献】

[1]陈凯泉，刘宏，闫云龙.智慧教学影响学习效果实证研究的共同效应解析——基于37项实验和准实验的元分析[J].数字教育，2020，6（04）：73-77.

[2]张毅.信息科学视角下智慧实验室的信息化平台应用发展趋势研究[J].齐齐哈尔大学学报（自然科学版），2020，36（04）：21-24.