智慧课堂下高中物理实验教学的应用

智慧课堂下高中物理实验教学的应用

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引言：物理作为专业性较强的自然学科，教学过程就应该营造一个充满智慧的课堂，而实验教学是最具物理特色和魅力的。物理实验是一个展现物理现象，模拟物理过程，得出物理规律的过程，同时提升学生观察能力和动手能力，因此实验教学是物理教学的核心内容。学习不是封闭的完全独立的，而是一个相互交流，相互探讨，相互研究的过程，为此，2019 年中国全面推广智慧校园、智慧课堂。智慧课堂教学模式的引入，让学生思维都活起来，动起来，跳起来，为物理实验教学注入更多可能。虽说智慧课堂在某些做法上与翻转课堂相似，

但智慧课堂不是翻转课堂，它是由智慧教育延伸而来，用智慧教育理念重塑翻转课堂，在信息技术的支持下，通过变革教学方式方法，将技术融入课堂教学中，构建个性化，智能化，数字化的课堂教学环境[1]，培养新型课堂，从而有效促进智慧能力，形成智慧学习空间。

一、实验目的之智慧

物理的很多概念和规律比较抽象，致使学生看实验目的时就一脸茫然，没有一点思路，无法设计实验。这时我们可以通过微课向学生解释相关知识，并用一些课本外的实验方法验证实验目的，以帮助他们理解实验究竟是要探究什么，同时引导他们另想他法进行设计实验，

以此强调目的，突出重点。

例如，在讲解《实验:探究功与速度变化的关系》实验中，学生第一反应是功怎么测？有测功的仪器吗？速度和功怎么能在一个实验中出现？如果既有初速度又有末速度，那多难算！得算多长时间？如果

初速度、末速度有一个为 0，规律还普遍适用吗？那么多疑问存在，学生感觉自己肯定不会，所以连设计下试试都不试了。课前笔者给学生两个材料，一是用微课解释《实验:探究功与速度变化的关系》的实验目的其实就是验证动能定理，二是做了一个重物通过绳拉倾斜木板上的滑块（有力传感器）的实验来验证动能定理，并且使初速度一次为

0，一次不为 0，使学生消除初速度是否必须为 0 的担忧。最后要求他们相互讨论并设计出别的实验方案，使学生真正理解其内涵。

二、实验原理之智慧

人教版物理课本的天体运动一章中提到“科学真是迷人”。的确，

物理现象在大自然中通常表现得非常“神秘”、美轮美奂，因此物理课堂就需要教师把这种神秘化的现象变得“具体、直观”。物理教师可以从

“语言+智慧”上下手讲解实验原理，从语言的角度出发，将枯燥乏味

的内容变得生动形象，正如相声、小品、情景短剧等艺术都是在语言

上取胜。如果说嘴就是笨，没有把死人说活的本领，我们可以借助平板，在单调的理论课堂中加入相关插曲，如播放科学故事、视频、动

画等等，防止学生走神，吸引学生注意力提高课堂效率。

物理实验通常会受到器材、软件与环境等因素的影响，有时又因

为实验现象不好观察，不好控制，或者上课时间有限，使得课堂中

的实验教学从数量和质量上都差强人意，现在可以通过开发智慧课堂

中平板的一些功能——虚拟仿真物理实验室解决问题。虚拟仿真物理

实验室，是一个提供完备的实验器具的综合性实验室，不但可以演示

逼真的实验动画，还可提供实时的实验数据。学生在进入实验室之前，通过仿真物理实验室设计实验，不断发现实验过程中的问题并及时调整，真正理解实验原理，也学生在这个过程中能体会创新的乐趣，突

出了学生的主体地位。然后再让学生进入实验室动手实验，那么难点

就很容易突破了[2]。

三、实验步骤之智慧

教师在做模拟实验或实验展示的时候，因课堂时间原因总是一遍过，但每一步都很重要，都涉及实验的成败。有时在讲台上演示，后面的

同学看不清或被前面个高的同学挡住视线，若将物理实验步骤录制成

视频，学生可随时通过平板电脑观看，有效避免学生看不清的问题，将

课堂由课内延伸到课外，由学校延伸到时家里，由物理环境延伸到网络

虚拟环境[3]。随后在理解的基础上使用虚拟仿真物理实验室，熟悉实验过程，掌握物理规律。学生通过反复看一个实验视频，可以更好的观察、关注细节，掌握关键点。同时智慧课堂的引入，使学生可以在课下与不

同的老师、同学进行交流与观摩，突破了时间与空间的限制，课上与教

师交流不畅的内容，课下可以换个老师换种方式交流，总有一个老师的

表达方式方法能让你懂，有效解决问题。

四、实验注意事项之智慧

高中物理有 12 个必考实验，而每个实验都涉及实验目的、实验原理、实验步骤、实验数

据处理、注意事项、误差分析 6 个方面，其中注意事项是高频考点。传统教学中我们讲了一次又一次，强调一遍又一遍，有些学生左耳朵

进右耳朵出。正所谓记忆效果有好坏，视觉听觉同时（如视频等）记

忆效果比视觉（如图片等）记忆效果好，视觉比听觉（如教师语言描

述等）记忆效果好，为此我们可以制作动画，在整个实验过程中需要

注意的内容都缓速、强调、放大，加强他们的记忆，再通过智慧平台

发布作业巩固练习。智慧教学平台有统计功能，每个学生的做题时间、完成率、正确率都可以及时反馈，教师选择错误率高的题目或选项进

行讲评，然后利用提分计划功能针对各个学生不同情况，系统自动安

排练习进行训练，真正做到因材施教，智慧性的满足学生需求。

五、数据处理之智慧

在智慧课堂教育模式下，每个老师每位学生都有一个平板——内

置资源丰富的智能学习终端，并绑定云平台。实验数据处理中使用频

率最高的方法是描点、连线、找规律。让学生尝试使用 Excel 软件

处理，然后对比传统的处理方式方法，感受智慧课堂带来的优势。

例如，在教授《描绘小灯泡的伏安特性曲线》时，笔者首先让学

生按照传统的方式处理数据，然后让他们把实验数据输入到 Excel 表

格中，使用 Excel 插入曲线功能会自动生成图像

（如图 1），随后去掉错误数据，并使用设置数据系列格式中的平滑线

选项得平滑曲线（如图

2），学生对比自己描点连线的图像与 Excel 中生成的标准图像的异同。

1.找出差别的原因，是

电流表的分压作用，造成小灯泡的电压测量值大于实际值，使得被测

电阻偏大，从而图象斜率变大。2.使他们知道平滑曲线的画法，很多

同学的画法是这样的（图 3）这样的（图 4）等等,其实应该是这样的（图 5）。3.理解小灯泡电阻随温度变化的规律，斜率代表内阻，找

斜率变化特点——随电流的增大电阻增大。以此培养学生处理数据的

能力，分析问题解决问题的能力，培养学生严谨的科学态度。