电子白板辅助物理学科教学的应用策略

2020-09-14 12:23:19 中学理科园地 2020年4期

周为煌

摘   要:电子白板系统是近年来大部分中小学装备的信息技术设备,具备多项技术优势;本文阐述利用电子白板技术有效进行单元教学、形象突破难点、综合技术应用、辅助直播教学等策略。

关键词:电子白板;应用;策略

利用交互式电子白板、一体机、大数据分析等新信息技术手段与课堂教学融合,已经推广多年,新时代的中学生们,也早适应了利用信息技术进行自主学习和交流,在经历“停课不停学”特殊阶段的学校教育,如何利用契机,更好地利用现有学校信息技术资源,提高教学效率,帮助学生更好地理解掌握学科知识和技能,提高学科核心素养,是我们应该持续讨论的问题。

1  电子白板功能及应用优势

“电子白板系统”是由计算机、投影仪、电子白板组成的一个交互式教学系统,是信息技术与教学融合的平台技术。通过电子白板实现多种软件与资源的整合,并能无限拓展书写页面,对选中对象实施拖动、缩放、翻转、克隆等操作,实现教学资源的灵活调取、动态展示和教学过程实时存储,能对教学时间与空间进行有效拓展,利于提高师生互动便利性,便于教师提高备课、授课效率,也利于学生进行课堂探究和课后巩固提升。

2  利用电子白板提高教学有效性的策略

2.1  辅助单元教学,强化整体概念

《普通高中物理课程标准(2017年版)》提出中学物理教学,应重视学生物理核心素养的培养,物理核心素养是一个相互联系、相互渗透的整体课程目标,依据教材所编制的单元教学内容和目标,进行单元教学,是物理核心素养培养的有效途径[ 1 ]。利用电子白板的资源保存、灵活调用或配套的知识概念图设计功能,能够帮助师生在单元教学推进中,进行概念的练习、比较、整合与大概念的整体建构,从而深化对单元内容体系的理解,单元目标的提炼、单元学习内容、活动的设计。

例如,在新鲁科版必修二教材中第一章“功和机械能”教学中,建立功——功率(做功快慢)——-功与能(做功的影响)——机械能与机械能守恒的知识联系和实验探究过程,可以在教学中建立白板页面,将各概念之间的联系建立成知识概念图,逐渐拓展、联系、比较等。这一页白板页面可以每节课保存、提取、修改,在单元教学过程中,学生看到知识概念图如何一步一步建立联系,逐渐完善丰满。更加印象深刻。

再如,在进行电子感应定律教学时,引导建立感应电流产生条件——感应电流大小——感应电流方向的学习架构,利用白板灵活调取实验探究的模拟动画资源,在白板上直接操作软件,使导体棒切割磁感线、条形磁铁插入螺线管与拔出、闭合线路开关、滑动滑动变阻器划片等动作,模拟学生实验课上探究过的实验过程,在形象体验的基础上,用多次灵活调用实验动画来讲解感应电流的产生条件、大小、方向的影响因素,帮助学生在探究中发现规律,建立电磁感应定律的整体认知,将自己所经历的实验研究过程作为物理概念、规律的有效载体,有效培养学生科学思维和科学探究的核心素养。

教师每节课的板书,不用擦除,可以用“漫游”功能不断书写,下课前可以通过“鸟瞰页”进行教学内容小结,上课过程可以用“录制”保存,供学生课后拷贝或网络学习。以上,都能提高学生对单元学习的整体把握,帮助师生提高单元教学的有效性。

2.2  演示动态过程,形象突破难点

高中物理诸多动态变化过程和临界问题的研究,具有情境复杂性高、知识综合性强、思维逻辑链长等特点,解决相关问题,需要有较强的空间想象能力、逻辑推导能力、数学计算能力等,是物理学科培养学生核心素养的重要方式。而在學习初期,为了让学生能更好地理解和讨论对应解题过程,需要师生较为形象地描绘出动态过程图景。一般在教学中,教师可以示范利用尺规做图展示动态过程,或找到题目所需临界点,也可以制作flash动画或利用几何画板制作课件来演示,但一则需要更长时间的操作,也对教师的编程、制作提出较高要求,不好普及。

利用电子白板对选中的图形、字体等“对象”可进行拖放、复制(克隆)等功能,可模拟题目所述物体运动过程,将学生较难想象理解的过程形象表现,并可灵活操作。利用此功能,还便于教师针对课堂生成,对所涉题目进行变式拓展,以深化学生对相关问题的理解。比如研究物体的追及问题、物体的翻转过程重心的变化、磁场中某一线框翻转过程的磁通量变化、杆的旋转切割磁感线、线框进出有边界磁场的过程等问题。

另,利用电子白板对几何图形所代表的“对象”或“范围”的“拖动”“旋转”等控制,可形象展现临界点的研究过程。例如,高中物理常见的经典问题之一,某一带电粒子源,在匀强磁场中某点,以同样的速度大小,向各向射出带点粒子,要研究某一光屏上有粒子射到的范围。此问题在学生高二学习、高三复习中会多次遇见。

教师可在备课时,用“智能笔”或数学学科资源库中的“平面图形”做出一个圆,代表某一带电粒子在磁场中运动的轨迹圆。“选中” 该圆, 拖动,使带电粒子的射出点在其圆周上;设置“显示旋转中心”,将旋转中心拖至带电粒子射出点(如图3所示),选中圆形进行旋转,则为在磁场中粒子会出现的范围。如图1、图2所示,展示研究从某点射出粒子沿顺时针转动,在图1位置找到圆与屏的切点,为刚好打到屏上位置,随着旋转圆周,圆与屏交点向右外延,直到图2过出射点的直径与屏相交,此为右侧边界点;继续旋转,交点左移,至图3所示,圆周与屏再次相切,此为能射到屏上的左侧边界点。在左右两边界点之间的范围为发光区域(如图4所示)。在课前设计好后,将此文件保存,课堂上调用,可以多次旋转展示,可以在关键点停留讲解,既节约课堂板书时间、又方便操作。另,保存后,供后续类似的多个题型研究,也可以留给学生课下利用教室里的电子白板软件继续讨论学习。

类似的应用,还有在讲解以下问题中体现:如(1)一束平行射入圆形磁场的带电粒子,若满足相关条件,使得粒子圆周运动的半径R(轨迹圆半径)与圆形磁场的半径r(磁场圆半径)相等,则会发生“磁汇聚”现象;若是从磁场圆圆周上各向射出带电粒子,则发生“磁扩散”;利用两等圆的旋转,也可将此现象形象展现出来。(2)研究从某一圆形磁场圆周上某点各向射出带电粒子的“最远出射点”和“最长运动时间”的问题,则可以利用两半径不相等的圆进行旋转,均能形象地展现思维的过程,找到当小圆的直径为公共弦时,即为临界点。

2.3  综合技术应用,有效辅助教学

中学物理课堂教学,依据不同的教学过程的特点,教师会选用不同的信息技术辅助教学,如利用几何画板展现合力与分力的关系,用flash演示多种问题情境,用Powerpoint展示教学内容、链接动画、网页等,还可以用DISLab传感器系统实验室进行数字实验研究,提高实验效率,如牛顿第三定律实验、电容充放电过程等,或者呈现实验题中相关数据采集、拟合图线等。

电子白板软件作为一个基础平台,可以在课堂上综合使用多个软件系统,教师利用电子白板在讲台直接操作呈现,并利用录像、截屏、聚焦、标注等功能进行分析讲解,提升使用信息技术辅助教学时的师生互动性,提高软件的操作便利性、可视性。

例如,在“电磁感应定律”课堂教学中,教师利用DISLab实验设备演示导线圈切割地磁场产生感应电动势,使用微电流传感器测量感应电流;或者在“自感”教学过程中,研究通电自感、断电自感的电流变化规律时,教师利用电子白板直接操作软件,进行记录、分析,并可利用电子白板的“聚光灯”“显微镜”等,对局部数据进行标记、说明等。

再如,教师利用已有的Powerpoint课件进行授课,也可以用电子白板进行标注,辅助讲解等。如,进行题目展示时,可以用“幕布”功能先遮住答案,待学生课堂练习后进行公布,或者,利用“硬笔”功能,对课件中展示的题目文字进行标注,指导学生发现隐含条件,进行审题方法指导等。

2.4  辅助直播教学,提高授课效率

中国网络信息技术的巨大进步,使教师结合QQ群、微信群、腾讯课堂等平台进行新课教学、答疑解惑等变得便利。物理学作为实验为基础的自然科学,其教学过程需要相对多的互动,在讲解过程中,需要教师示范、演示、规范作图等,单靠语音直播、PPT课件演示等,不足以满足物理学科教学要求。利用电脑上安装的电子白板软件,教师们通过直播平台的屏幕分享,看到电子白板上整合的动画演示、微课视频,在问题讲解时,可以用复制、粘贴,将word文件中的图片拷贝到电子白板中,或者用“区域截图”将题目截图到电子白板中,再通过在电子白板上使用“智能笔”或图形资源进行规范做图,演示物理情境,示范推导过程,示范作受力分析图(如图5,在直播过程利用电子白板做习题讲解)、运动过程图,描绘和分析函数图象,进行习题讲解等,在语音直播的同时,让学生更直观理解教师解题的思维过程和书写规范。用“智能笔”做出的斜面体、研究对象物体、力的示意图很美观,对应的“橡皮擦”功能,具有局部消除笔迹和全屏清除的功能,教师可以灵活应用,对比直播软件自带的笔迹回撤功能,便利不少。

以上策略,是笔者依据自身经验总结分享,希望同行予以指导。据有关研究表明,教师对电子白板相关研究成果中,介绍利用电子白板开发教育教学资源的研究在同时期成果中占比极小[ 2 ]。期待老师们多应用电子白板辅助教学,充分挖掘电子白板的应用功能,并积极研究、合作,开发适合实际应用的教育教学资源,共同促进教学进一步发展。

参考文献:

[1]周栋梁.基于物理觀念形成和发展的高中物理单元教学设计[J].中学物理教学参考,2019(7):18-23.

[2]李颖.交互式电子白板研究综述[J]. 信息记录材料,2019(1):12-13.