胡皓云

摘 ? 要：致力于深度學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)越來越注重課堂教學(xué)的交互性，而交互性的實(shí)現(xiàn)很大程度依托信息技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，傳統(tǒng)課堂對(duì)信息技術(shù)局限于簡單應(yīng)用或低技術(shù)循環(huán)，本文以單擺教學(xué)為例，創(chuàng)建基于多種信息資源有機(jī)融合的學(xué)習(xí)環(huán)境，設(shè)計(jì)分析單擺周期測量的四種方案，著力于將信息技術(shù)與高中物理課堂教學(xué)深度融合，真正促進(jìn)學(xué)生高階思維的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);高中物理;單擺;核心素養(yǎng);深度融合

引言

信息技術(shù)的快速發(fā)展，極大程度上改變了人們的教育觀念，深遠(yuǎn)地影響了教師的教和學(xué)生的學(xué)。高考從社會(huì)發(fā)展變化對(duì)人才的新要求出發(fā)，加大了對(duì)學(xué)生在信息時(shí)代應(yīng)具有的閱讀能力、獲取信息能力和思辨能力的考查[ 1 ]。現(xiàn)今課堂對(duì)信息技術(shù)大多局限于簡單應(yīng)用或低技術(shù)循環(huán)，注重的往往還是信息技術(shù)在教師教學(xué)活動(dòng)中使用的經(jīng)常性、普遍性，基本仍處于教育信息化1.0階段[ 2 ]。而邁入2.0階段， 加強(qiáng)信息技術(shù)與教育深度融合的同時(shí)， 信息化開始注重教育教學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展， 因此“創(chuàng)新”成為這一階段的關(guān)鍵詞[ 2 ]?；趧?chuàng)新的信息技術(shù)與教學(xué)的深度融合可以幫助老師突破固有的教學(xué)方式。

1 ?教學(xué)中常態(tài)化應(yīng)用組件和工具介紹

“工欲善其事，必先利其器”。與信息技術(shù)深度融合的課堂要依托智能設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)。教師的智慧在于運(yùn)用相應(yīng)的技術(shù)把各種媒體和技術(shù)進(jìn)行有效組合，本課要用到如下信息技術(shù)資源：交互式一體機(jī)、EN5（中文名：希沃白板5）（希沃開發(fā)的互動(dòng)教學(xué)平臺(tái)）、班級(jí)優(yōu)化大師（教師導(dǎo)入班級(jí)成員后，可對(duì)其進(jìn)行分組，課堂中可隨機(jī)抽選同學(xué)完成相應(yīng)任務(wù)，設(shè)制加減分，教師可自定義評(píng)價(jià)方式，便于最終自動(dòng)生成學(xué)生成長手冊）、希沃知識(shí)膠囊（白板5中能提供微課的快速錄制、編輯、生成、分享的應(yīng)用軟件）、SeewoLink（中文名：希沃授課助手）（基于無線Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端與PC之間互聯(lián)互動(dòng)的應(yīng)用軟件）、希沃剪輯師（專為老師制作微課而設(shè)計(jì)，支持快捷錄屏、剪輯、一鍵轉(zhuǎn)場等簡單的微課制作功能的應(yīng)用軟件）、excel辦公軟件（用于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和分析處理）、手機(jī)（利用其自帶傳感器采集相關(guān)物理數(shù)據(jù)），希沃云課堂（學(xué)生預(yù)先報(bào)名，進(jìn)行遠(yuǎn)程在線學(xué)習(xí)的平臺(tái)）、phyphox（提取手機(jī)傳感器中的測量數(shù)據(jù)）、Tracker（追蹤軌跡，并擬合研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)方程的應(yīng)用軟件）等。

2 ?例析各教學(xué)環(huán)節(jié)的媒體技術(shù)選擇

從信息技術(shù)應(yīng)用于課堂教學(xué)的發(fā)展過程來看，人與設(shè)備協(xié)作的理念正在深入人心，人與設(shè)備的協(xié)作就是要讓信息技術(shù)發(fā)揮其效力，替代教師完成重復(fù)而煩瑣的任務(wù)，教師嘗試在常規(guī)教學(xué)活動(dòng)的基礎(chǔ)上加入一些應(yīng)用軟件或在線工具，從而延伸課堂、改善課堂[ 3 ]。結(jié)合希沃“授課助手”，智能手機(jī)則可以作為實(shí)物展示臺(tái)的攝像工具，實(shí)時(shí)把同學(xué)們操作過程傳屏到一體機(jī)，可以拍攝優(yōu)秀作業(yè)進(jìn)行示范，可抓拍典型錯(cuò)誤讓同學(xué)們相互診斷。課后開啟希沃“知識(shí)膠囊”推送一些拓展性素材，通過“云課堂”對(duì)有需要的同學(xué)在線答疑，充分利用網(wǎng)絡(luò)和課后練習(xí)延伸深化課堂知識(shí)，進(jìn)行創(chuàng)新性應(yīng)用。引導(dǎo)同學(xué)們完成自我診斷，完成知識(shí)遷移，可以保證學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中更具有自主性。以魯科版教材高中《物理·選修3-4》中單擺為例，談?wù)劰P者在信息技術(shù)與高中物理課堂教學(xué)深度融合的實(shí)踐研究（如表1）。

3 ?信息技術(shù)在物理量數(shù)據(jù)測量和數(shù)據(jù)處理方面應(yīng)用舉例

信息技術(shù)是實(shí)現(xiàn)教育多樣性、個(gè)性化最重要、最有效的手段， 對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才具有不可替代的關(guān)鍵作用[ 4 ]。單擺周期是本課重要的測量量，有下列方案可供選擇。（見表1）

方案一 ?分組自行設(shè)定擺長，用秒表測量擺球完成多個(gè)完整周期所需時(shí)間，通過求平均值求出各擺長對(duì)應(yīng)的周期。教師匯集各組數(shù)據(jù)。

優(yōu)勢：原理易于被學(xué)生理解，體驗(yàn)多次平均減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法，有利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的培養(yǎng)。

不足：新課教學(xué)中比較費(fèi)時(shí)，造成課堂目標(biāo)難以達(dá)成，課堂低效化。

方案二 ?應(yīng)用DIS軟件，在菜單中選擇“光電門設(shè)置”，將擋光類型設(shè)為單擺，就可直接測單擺周期（如圖1）。此方案要求配備DIS軟件和相關(guān)傳感器。

優(yōu)勢：簡便、快捷、測量結(jié)果準(zhǔn)確。適合配備DIS數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)學(xué)校。

不足：對(duì)硬件軟件要求較高。

方案三 ?用手機(jī)錄制擺球的運(yùn)動(dòng)過程。用Tracker應(yīng)用軟件追蹤擺球的運(yùn)動(dòng)（如圖2），進(jìn)行軌跡分析，通過運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行周期分析。

優(yōu)勢：能展示單擺運(yùn)動(dòng)周期性特點(diǎn)，并表現(xiàn)實(shí)際運(yùn)動(dòng)的振幅變化。

不足：手機(jī)拍攝的視頻需要轉(zhuǎn)碼，操作略煩瑣，考驗(yàn)老師和同學(xué)的信息素養(yǎng)。對(duì)簡諧運(yùn)動(dòng)方程理解要求較高。

方案四 ?利用智能手機(jī)直接作為研究對(duì)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，利用其自帶的傳感器采集周期數(shù)據(jù)，方便導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。將細(xì)繩一端固定在鐵架臺(tái)上，另一端固定在手機(jī)上，做成一個(gè)擺。打開phyphox軟件，下拉菜單找到Mechanics下的Pendulum（如圖3）讓手機(jī)偏離平衡位置一個(gè)較小角度，點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕，放手后，phyphox應(yīng)用軟自動(dòng)記錄單擺的周期。

優(yōu)勢：對(duì)硬件要求不高，數(shù)據(jù)直接讀取。能快捷獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

不足：學(xué)生對(duì)手機(jī)直接測周期的技術(shù)原理不了解。

綜合各方案的優(yōu)勢和不足，筆者選擇在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí)用方案一;方案二和三在課后的云課堂進(jìn)行演示和介紹，給學(xué)有余力的同學(xué)更大空間;新課教學(xué)時(shí)，選擇方案四。

物理是一門以實(shí)驗(yàn)探究自然規(guī)律的學(xué)科，如果通過信息技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)等加快對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與數(shù)據(jù)的分析，才能讓物理教學(xué)如虎添翼[ 5 ]。目前excel辦公軟件高頻用于實(shí)物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄和處理。通過猜想周期與擺長的各種可能數(shù)量關(guān)系，通過擬合T-L、T-L2、T-圖線，最后建立T與的正比關(guān)系。在理解數(shù)據(jù)處理方法的前提下，excel辦公軟件處理物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也應(yīng)作為師生的一個(gè)基本信息素養(yǎng)加以普及和提高。

4 ?結(jié)語

多媒體技術(shù)與教學(xué)在創(chuàng)新中的深度融合，從深層次上改變教育生態(tài)，推動(dòng)教學(xué)模式的變革。教師們在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，著力于合理選擇并優(yōu)化融合媒體和技術(shù)資源，讓信息技術(shù)服務(wù)教學(xué)目標(biāo)時(shí)更具有直觀性、啟發(fā)性、可操作性;致力于在信息技術(shù)與物理課堂教學(xué)深度高階融合，提升同學(xué)們的學(xué)科核心素養(yǎng)這一目標(biāo)的達(dá)成則將如虎天翼。

參考文獻(xiàn)：

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