为物理课堂插上信息化的翅膀——以“速度”教学为例

张 蓉

(1. 南京师范大学附属中学树人学校，江苏 南京 210011；2. 南京物理教师成长共同体，江苏 南京 210011)

对于信息技术手段在学科教学中的运用，笔者和很多老师一样存在着分寸拿捏上的困惑：一方面，总希望能够借助信息技术提高课堂效率；另一方面，又担心运用不当而产生分散学生注意力等负面作用。笔者参加了“南京市信息化教学能手比赛”，以“速度”一节的教学获得南京市一等奖，深切体会到：欲保证信息技术手段在辅助学科教学时取得事半功倍的成效，选择合适的技术手段和教学策略尤为重要。笔者以这节课的教学设计为例，谈谈借助于信息技术手段来优化课堂教学的体会。

1 教学分析

1.1 教材分析

“速度”是苏科版初中物理八年级上册第五章第二节的内容，通过探究性学习，以隐性渗透的方式，着力培养学生运用数学工具的能力，引导学生了解用比值定义物理量的方法，并通过例题展示物理计算与数学计算的不同。

1.2 学情分析

学生在生活中已经积累了与速度相关的生活经验，有关速度的计算已在数学课上接触过，但对速度概念的认识还存在误区，对于“能用速度来反映物体运动的快慢”“生活中比较物体运动快慢的方法与速度的联系”等问题的理解还十分模糊。

1.3 教学流程

教学设计应该以培养学生的核心素养为中心，根据课程标准要求，确定教学目标，以教学内容为线索，以信息技术为支撑，合理地设置问题和学生活动，引导学生在自主探究的过程中自主建构意义，学会运用物理观念解决实际问题，提升学生的核心素养，本节课的教学流程如图1所示。

图1

2 教学重难点

教学重点为：(1) 速度概念的建立；(2) 测量物体的速度。

教学难点为：用“比较物体运动快慢”的方法建构速度的概念。

3 教学过程

3.1 创设情境,引入课题

活动1：观看人和鸵鸟赛跑视频

师：人与鸵鸟赛跑，谁跑得快？

学生观看视频，感受物体运动的快慢。

活动2：“竞走”游戏

师：你能用哪些方法比较物体运动快慢?

学生参与游戏,讨论比较物体运动快慢的方法。

活动3：比较纸锥下落的快慢

师：你所用的比较纸锥运动快慢的方法是哪一种?

学生分组实验,掌握比较运动快慢的方法。

设计意图：速度与日常生活联系紧密，学生每天都能接触到运动快和运动慢的物体，对物体运动的快慢有丰富的感性认识，但这种认识还不够深刻。对于速度概念的理解，学生从小学、初中直到高中是逐步进阶的，学生对于知识的掌握是螺旋式上升的，那么学生在八年级需要掌握哪些内容？掌握到什么程度？需要教师根据课程标准进行选择，要引导学生归纳并灵活运用比较运动快慢的两种方法，教师在课堂上创设不同的物理情境，让学生实际操作、分析。在传统教学中，学生在比较纸锥快慢环节存在两个难点：(1) 学生不容易想到用“相同时间比路程”的方法来比较纸锥下落快慢；(2) 在具体操作过程中不易控制释放时两个纸锥齐平，来控制路程相同。所以，在此环节中笔者利用希沃软件展示学生的操作细节(图2)，让学生总结更方便释放纸锥、比较下落快慢的方法。如图3所示,笔者还利用手机慢动作功能，让学生在可视化效果明显的情况下，更好地用“相同时间比路程”的方法来比较纸锥下落快慢。

图2

图3

3.2 突破思维障碍，建构速度概念

师：当路程和时间都不相等时,怎样比较物体运动的快慢?

教师引导学生讨论问题：

学生自由发言，对于问题(3)进行小组讨论。然后得到速度的概念，再介绍比值法、速度的公式、单位及换算。

设计意图：运用比值法定义物理概念在初中物理中较为常见，不仅是针对速度概念，后面学到的密度、压强、功率等概念也都是用比值法定义的，用比值法定义速度概念的教学十分重要。教师要在课堂上结合纸锥下落的具体事例,合理设计问题串，引导学生讨论,培养学生的发散性思维能力。

3.3 速度的测量

活动4:测量纸锥下落的速度

师：要测量纸锥下落的速度,你需要测量哪些物理量?选用什么测量工具? 请设计实验表格,测量、记录并计算出纸锥下落的速度。

组织学生分组实验，实验后交流讨论：

(1) 对于长度和时间,哪个物理量测起来比较困难?

(2) 对下落高度有什么要求?为什么?

(3) 选择哪一个纸锥进行实验更便于测量时间?为什么?

根据学生的建议,老师演示一次纸锥下落,请所有同学计时。

师：对比各人的计时结果,你有什么发现?产生差异的可能原因有哪些?你有什么办法可以减小误差?

教师联系物理与体育,参考国际田径比赛中的计时方法,向学生介绍频闪照片和逐帧截图技术,可以进一步减小时间测量的误差。

图4

设计意图：在学生学习完速度知识后，再次测量纸锥下落的速度，既是对学生课堂学习的评价与总结，也让学生学以致用。实验后，鼓励学生对实验进行改进，培养学生的创新精神。利用希沃软件，同时分屏展示学生的表格设计，让学生评价，在充分暴露学生问题的过程中深化表格设计的技巧。改进实验过程，利用potplayer软件进行逐帧截图，利用Photoshop软件对图片合成，可制成如图4所示的频闪照片，图片上相邻两个纸锥图像的时间间隔取为0.083秒，可以通过计算每两个纸锥的间隔数与时间间隔(0.083秒)的乘积得到纸锥下落的时长。相比学生分组实验中用分度值为0.2 s的机械秒表计时，利用该技术手段提高了测量的精确度，而且还可以进一步减小每两个纸锥的时间间隔，再优化实验。该方法现在经常用在国际田径比赛中,可以让学生感受到物理和体育的融合以及物理学习的时代性。

3.4 从生活走向物理，从物理走向社会

联系物理与生活,从限速牌入手,向学生介绍区间测速和雷达测速两种常见的测车速方法。先观看教师制作的介绍雷达测速仪的微课(图5),再由教师利用DIS的光电门传感器模拟展现区间测速原理(图6)。

图5

图6

设计意图：利用有趣的微课作为资源载体，可以突破课堂时空的限制，让学生“来到马路旁”了解雷达测速，也为他们以后学习多普勒效应埋下伏笔。同时，在该环节笔者还借助DIS的光电门传感器模拟区间测速，借助DIS的自动采集数据的功能显示出小车在两个光电门之间运动的时间和路程，从而算出平均速度，再次应用了本节课所学的知识,让学生 “从生活走向物理，从物理走向社会”。

3.5 课堂反馈

利用Hiteach交互学习系统，让学生进行差异化反馈练习。

设计意图：通过4道习题，考查学生对所学知识的应用能力。利用Hiteach交互学习系统的抢答功能，可以调动学生积极性，使其主动参与课堂问答,借助系统对学生答题情况进行数据采集，教师可以查看选择题的每个选项的选择人数、人员名单以及每组答题情况，教师可以有效地进行差异化教学，对于全员正确的小组可以直接推送更有挑战性的问题，部分成员错误的小组可以进行小组讨论，全员错误的小组需要教师进行引导学习，使课堂效率大大提高。

刚开始笔者和很多老师一样，内心较为排斥利用软件来反馈学情，认为有经验的老师应该充分了解课堂学情。但是在实际使用过程中笔者发现：同样的习题在不同的班级学生的错误率相差较大，我们需要根据实际反馈来调整教学策略，包括借助习题的推送功能实现差异化教学，这也是老师仅凭一人之力很难达到的。

4 结语

信息化教学手段有其独特的优势，但同时也是一把双刃剑。如果教师一味地追求信息化手段的应用，脱离信息化手段服务于教学的本质，则会得不偿失。信息化手段一定是为了更好的教学提供技术支撑，对于信息化教学手段的选择必须符合学生群体的特点，要考虑教学内容的特点和教学目标的要求。总之，信息技术在课堂的运用必然会带来教育的变革，对教师来说，是机遇也是挑战。教师要在实践中总结经验，不断探索和创新，做好初中物理的信息化教学。