智慧课堂下初中生物理自主学习能力和创新思维的培养

王光辉 张卉卉

摘要： 智慧课堂环境下的初中物理课堂教学中，教师应根据初中生思维及年龄的特点，创设智慧课堂教学情境，为学生搭建自主创新的学习平台，将虚拟实验与实物操作相结合，构建学生自主创新探究平台，加强智慧学习实践活动对学生的引领，在智慧教学评价活动中充分挖掘学生自主创新的优秀品质，激发学生的自主创造力，促进学生的自主学习能力与创新思维能力的提升。

关键词： 智慧课堂  自主学习能力  物理创新

随着科学技术的不断更新，我国的教育手段也在不断更新。在此形势下，我国的中小学教育培养目标及教学模式也发生了相应的变化。智慧课堂下初中物理教学以信息技术为支撑，教师广泛整合网络中的优质资源，学校为物理教学配置最为先进的教学设备，广大物理教师积极探索智慧课堂教学模式，从而达到提升学生的物理学科素养的目的。

一、利用智慧课堂培养学生自主学习与创新思维的意义

传统的初中物理教学，广大物理教师都是采用一言堂、叙述式的教学方法。在这种单调的教学方式引导下，学生学习兴致不高，学习目标不明确，严重制约着初中物理教学模式的创新。因此，初中物理教师在教学中必须树立增强学生自主学习能力、提升学生创新思维的意识，积极尝试智慧课堂教学模式，探索初中物理教学新路子，为努力构建学生自主学习的平台而不断改革创新。

处在信息化时代背景下的初中生自主学习的现状不容乐观，学生缺乏主动性。同时，很多教师认为利用智慧课堂教学费时费力，教学效率不高，还有可能误导学生迷恋电子产品，破坏物理教学的严谨性。

教师有以上思想主要是受传统教学观念的束缚，不愿将学习的主动权交给学生。许多物理教师习惯将自己的教学经验直接传授给学生，教师费力的讲解弱化了学生自主参与的学习能力，导致学生的思维受到限制，学习积极性不高，参与度不强，课堂学习效果不明显。即便是自主探究式的课堂，教师也只是让学生自己读课文，按照教师规定的步骤做实验，完全将自主学习形式化。这种教学方式严重违背了当今智慧课堂学习的初衷，不利于学生的自主学习能力与创新思维的培养。

因此，教师需要利用智慧课堂模式，为学生搭建自主创新的学习平台，放手将课堂交给学生，从而使学生养成自主思考、自主探索、自主发现、自主创新的习惯。只有这样，才能形成以学生为主体的创生性课堂。

二、智慧课堂下初中学生物理自主学习与创新思维的培养

（一）创设智慧课堂教学情境，搭建自主创新学习平台

情境对知识的建构作用不容忽视。教师在智慧课堂中可以利用交互式的多媒体技术为学生创设多感官参与的教学情境，为学生搭建有利于自主学习能力与创新思维培养的学习平台。

初中物理教学是一个动态的过程。教师在课堂上利用智慧教学手段，结合教学内容创设符合教学情境的课堂环境，针对不同的环节制定多样化的智慧教学模式，为学生提供自主学习、创新发展的空间，适时创造学生自主实践的机会，激发学生的学习激情和创新精神。

1.教师教的方式

首先，根据教学目标，整合数字化教学资源，结合章节重难点，将整合后的教学资源制作成问卷、微课供学生自主学习，并制作评价量表，为学生的自主学习做指导。学生通过大数据形成的反馈信息，及时查缺补漏。

以《探究串并联电路中的电流》为例，我的课前翻转课堂教学设计如下。

（1）设计调查问卷，利用“问卷星”及微信将其推送到学生端

《探究串并联电路中的电流》课前调查问卷内容如下。

①姓名：

②电路的连接方式包括（  ）

A.串联  B.并联 C.既有串联也有并联

③电流表应该与待测电路元件（  ）

A.串联  B.并联

④闭合客厅灯开关后，会使（  ）

A.厨房灯亮 B.餐厅风扇转动 C.家里所有灯亮 D.客厅灯亮

⑤你认为图1中电流表测量的是（  ）

A.電流表A  1 测灯L  1 电流，电流表A  2 测灯L  2 电流

B.电流表A  1 测灯L  2 电流，电流表A  2 测灯L  1 电流

C.电流表A  2 测灯L  2 电流，电流表A  1 测干路总电流

D.不会判断

⑥你对串并联电路的连接和电流表的使用还有哪些困惑？

针对学生对知识的掌握情况进行调查形成问卷，待学生完成问卷后，利用智慧教学软件的大数据技术分析学情，对学生的知识储备、学习条件、学习经验及学习能力进行分析，针对学情改进并优化教学设计。

（2）针对学情制作课前微课，并推送到学生端

设计制作串并联电路的连接与电流表的使用方法的综合微课，复习旧知的同时讲解Nobook物理实验软件的使用方法，为学生探究串并联电路中的电流打下坚实的基础。

（3）利用Nobook物理实验室模拟实验情境，连接串并联电路，并用电流表测不同元件的电流

虚拟仿真实验具有灵活、快捷、现象直观，降低危险系数且能避免因操作不当而带来的仪器损坏等特点，更能为学生提供多维度、多元化的技术感知。

（4）以实物器材练习串并联电路的连接、电流表正确接入电路

实物操作给学生以真实的触觉感受，虚实结合，加深了学生对电路连接的印象，为新课教学奠定良好的实验基础。

（5）推送进阶练习，大数据分析学生学习结果，并实时进行自评、小组成员互评、教师点评

2.学生学的方式

（1）学生完成调查问卷

学生根据问卷中反映的学习情况，针对性地查找自己的不足，自主选择适合自己的学习方式，查漏补缺，展开个性化的自主创新学习模式。

（2）按照学习任务单，进行微课学习

学生可以根据学习需要随时随地观看微课，反复学习，这为学生自主学习能力的提高和创新思维的形成提供条件。

（3）利用Nobook物理实验室练习电路连接

学生连接并联电路时方法多样。教师可引导学生之间互相评价，辨别组内其他成员的连接是否正确。学生兴致盎然，竟然比起谁的连接方法最为创新，以谁能难倒对方为乐，比起谁连接电路的本领大。学生可以任意选择实验元件和连接方式，自主改变研究对象，摆脱了传统实验的局限性。实验操作方便灵活，使学生自主学习的需求得到了满足，使学生的创新思维得到启迪。

（4）实践操作连接电路

有了在虚拟实验中串并联电路、电流表连接的情境体验，学生进入实验室进行实物操作，在虚拟感知中将学生的抽象思维具体化。

（5）完成进阶练习

教师将学习资源和师生双边活动搬上云端，依据学情设计并改进教学方案，更好地引导学生养成自主创新的学习习惯。

（二）问题驱动，构建学生自主创新探究平台

很多教师认为智慧课堂下的初中物理教学，就是用课件上课，用多媒体演示，教学方法依旧，其实这种思想观念是错误的，不利于课堂教学的改革。学生对复杂抽象的书本知识并不感兴趣，而是喜欢智慧环境下的全程参与。因此，只有转变这种思想观念，使用智慧教学手段辅助教学进行问题驱动，充分利用智慧的手段构建学生自主创新的探究平台，引导学生将信息技术与实践操作进行融合整理，才能引导学生更全面地了解物理知识，更主动地参与课堂，进一步培养学生的自主学习能力，提升学生创新思维。

以《探究串并联电路中的电流》为例，我的教学过程设计如下。

1.提出问题

（1）展示学习成果

提出问题：在模拟实验和实物操作过程中你遇到了什么问题？你是怎样解决的？你认为连接电路和电流表时应注意什么？……学生利用弹幕功能或问卷星中的云词库展示并分享翻转课堂及进阶练习中的学习成果，避免了传统课堂只有少数学生参与的情况。在此过程中每一位学生都能自主展现自我，智能提取关键词，将检索到的关键词凸显出来，让学习目标更为明确，学习方法更为创新。

（2）激发认知冲突，引发学生自主探究的意愿

提出问题：在实验过程中你有什么新的发现？

培养学生发现问题的能力，激发学生深入学习的意识。

2.猜想与假设

提出问题：根据实验现象，你能猜想一下串并联电路的特点吗？

学生小组讨论后提出猜想与假设。

3.设计实验

教师引导学生以课前实验为基础设计实验。

提出问题：实验需要哪些器材？怎样设计实验步骤？实验记录表格如何设计？

学生通过交流讨论，自主设计实验方案及实验记录表格，通过学生端平板拍照上传，方便各小组间互动交流，并在借鉴其他小组经验的基础上完善优化实验方案。

4.进行实验与收集证据

（1）在虚拟实验练习的基础上进行实物操作

带着问题在电子设备上初步体验，再进行实物操作，学生就能轻而易举地自主完成实验。

对学生的实验器材操作过程进行记录，方便实验资源的共享。通过观看云平台的共享视频，学生之间相互学习、交流、评价。学生在相互评价中学习相关知识，形成相关创新思维。

（2）利用在线文档，收集实验证据

学生将收集到的数据上传至腾讯文档，全班同学能同时编辑，实时同步共享实验数据，搭建了资源共享的自主探究平台。

5.分析与论证

通过视频与数据资源的共享，学生交流讨论得出串并联电路的电流特点。智慧教学环境下的问题引领，使全班学生高效互动，充分合作，自主完成实验的探究。

6.评估

提出问题：实验方案中有需要改进的地方吗？数据的测量是否准确？在实验过程中你有什么新的发现？根据自己的发现，你能否提出新的问题？新的问题如何探究？

学生交流讨论后通过问卷星发布结果弹幕。

评估环节培养了学生发现问题的能力。学生敢于发现，敢于打破常规思维，敢于发表自己的观点和见解，其创新思维能力得到了提升。

（三）基于智慧课堂作业评价充分挖掘学生自主创新的优秀品质

智慧环境下的初中物理教学，教师的教学评价手段丰富了。通过智慧教学软件、微信、QQ等多种信息技术平台对学生已有的知识背景、生活经验、学习能力、学习品格进行分析，利用智慧教学手段突破时间与空间的限制，整合网络资源创设多样的学习条件及真实的物理情境，拓展学生解决问题的思考维度和视野，有利于充分挖掘学生的自主创新的优秀品质。

在实际的教学中，学生之间在各个方面都存在着很大的差异，这些差异从不同程度上增加了教学的难度。根据学情，教师可以在课堂教学中通过智慧平台内题库的智能筛选功能，结合学生所处的层次布置对应难度的练习、作业，然后利用智慧课堂的大数据分析功能，快速准确地完成批改及总结，对学生知识的掌握、能力的形成及时反馈，既方便学生制订符合自身情况的个性化学习方案，又提升了学生自主学习和创新发展的热情，促进了学生核心素养的形成。

以《探究串并联电路中的电流》為例，我的作业设计与评价方式如下。

1.布置云平台分层作业

利用智慧教学软件推送分层作业，尊重学生的个体差异，做到因材施教。学生自主设定学习目标，逐步达成个性化定制作业。推送作业的同时输入正确答案，学生完成作业，后台即刻反馈，提供正确答案及解析。针对学生错题进行相关习题的推送，同时形成错题库，为学生的深入学习和复习提供依据。

2.布置拓展性实践作业

针对课堂实验探 究中出现的问题，使用 Nobook 物理实验室软件进一步探究，利用实物器材操作验证。学生的体验感和成就感大大增强后，实行学生自评，生生互评，教师点评，学生从评价中自主升华物理学科素养，提升自主学习和创新能力。

本节课的拓展性作业培养了学生创造力。创造力和自主学习能力是初中学生必备的能力之一。学生在自主学习和创造力的驱使下，对所学进行反复思考，活学活用。因此，培养学生的自主学习能力和激发学生的创造力，对于学生今后深入学习物理知识，以及其他学科具有促进作用。

在智慧课堂模式下，初中物理教师利用信息技术创设物理情境，以情境为载体，引导学生以问题为导向，以任务为驱动，充分发挥想象，自主思考，激发学生的潜能，使学生不断突破自我，积极创新。

总之，在智慧课堂环境下培养学生的自主学习能力与创新精神的过程，是一个多元化、动态化的过程，不是一朝一夕能够达成的。物理教师应充分利用智慧教学手段，结合本校学生实际及物理学科特点，搭建自主创新的智慧学习平台。同时，在初中物理教学中不断增强自身的创新能力，加强信息技术手段的学习，用智慧的思想，指导学生开展自主学习，促进学生自主学习能力与创新思维的全面发展。

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责任编辑：赵潇晗