依托之江汇平台 构建物理智慧课堂

张 燕

(长兴县太湖高级中学 浙江 湖州 313100)

随着物理新课程改革的不断深入与落实，在教学过程中应更加注重体现物理学科本质，从物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等方面培养学生的物理核心素养.同时,《普通高中物理课程标准(2017年版)》也明确提出：提高物理教学水平，发展学生物理学科核心素养，离不开信息技术与物理学习的融合.因此，合理有效地将现代化信息技术应用到物理教学活动中，实现教育信息化，提升师生的信息素养，是全面推进物理课程改革的必然趋势.

21世纪是信息技术高度发达的时代，先进的信息技术，不仅影响着日常生活、经济、军事和政务，而且也推动着教育的改革.近几年，希沃授课助手[1]、印天授课助手、智学网[2]、课堂派和乐课堂等各种信息技术的软件和硬件设备融入到教学中，为高中课堂提供了一个多媒体化和更加智能化的教学环境，大大改善了教师的教法和学生的学法.相比各类信息技术，之江汇平台推出的智慧互动课堂软件操作更灵活、更方便、更实用.本文以“导体的电阻”这节课为例，以培养学生物理核心素养为导向，介绍如何依托之江汇平台(教师电脑端“互动课堂”+学生平板端“互动课堂”+教师手机移动端“之江汇教育广场”)，构建新型的物理智慧课堂，最终完成科学育人的根本任务.

1 之江汇平台与物理课堂的整合——“导体的电阻”教学过程设计

以往本节课的教学过程是由“情境导入→实验探究→理论探究→应用拓展”这几个环节构成，这样的教学过程无法真正体现学生的主体地位，更谈不上物理学科核心素养的落实.以之江汇平台为依托的物理智慧课堂，能在一定程度上节省时间，加快教学进度，将更多的知识传授给学生，从而大大增加了课堂的教学容量，提高教学效率，如图1所示.在多媒体化和智能化的教学环境下，以学生为主体，可以开展更加丰富有趣的学生活动，促进生生互动和师生互动，将核心素养渗透到物理课堂的每个环节中.

图1 依托之江汇平台的教学过程

1.1 课前导学 明确目标

在之江汇平台的教学助手中，给学生发布课前导学任务，不仅能帮助学生养成良好的学习习惯，而且可以提高课堂效率.在进行新课教学之前，首先给学生布置了如下两个任务.

任务一：什么是欧姆定律？

任务二：影响电阻大小的因素有哪些？根据生活经验举例说明并设计实验验证.

这两个任务设置的目的是为本节课的课堂学习做好铺垫，缩短新旧知识的距离，培养学生主动自觉的学习能力.然而，这样的任务设置并没有达到预期效果，有些学生应付了事，有些学生对于任务二难以入手，最终使得课前导学形同虚设.课前导学布置的学习任务还是应体现以“学生为中心”的理念，内容上应遵循“少而精”的原则，任务一知识点过于死板单调，不利于学生集中注意力，任务二是需要学生课前设计实验方案，进行实验探究，这对学生的要求过高.孔子说：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者.”为了激发学生的学习兴趣和对科学的探索欲望，课前导学的设计应将知识性与趣味性相结合，关注学生的全面发展，所以将课前导学做如下修改，如图2所示.修改后的任务一采用疑问句，从而激发学生的好胜心，题目的设计形式是给学生设置陷阱，让学生能对自己的错误有更深刻的认识.任务二是观看视频，引发学生思考：为什么火苗从最细处开始燃烧？以学生已有的知识经验和认知规律为出发点，通过课前导学，将学生导向本节课的学习，突出重点，明确目标.

图2 之江汇平台“教学助手”中布置课前导学任务

1.2 情境导入 提出问题

在课前导学任务二环节中，通过观看视频已经知道“干电池”+“口香糖锡纸”=“取火工具”，学生对此产生了强烈的好奇心，所以在课堂上以4人为一组，给每组一节干电池和锡纸[如图3(a)]，让学生亲身体验实验过程.

学生活动：将锡纸的两端与电源正负极相连，观察锡纸的变化.

实验现象：锡纸没有燃烧起来.

学生活动：发现锡纸的形状与视频中的不一样，于是用剪刀将锡纸剪成如图3(b)所示.

实验现象：锡纸燃烧起来.

学生进一步观察发现，所有小组的锡纸都是从中间最细处开始燃烧[如图3(c)和(d)].

图3 演示实验

提出问题：为什么火苗从锡纸的最细处开始燃烧？

1.3 小组讨论 自主探究

如图2中的任务一是一道陷阱题，很多学生知识掌握不够扎实，会有“电阻与电压成正比，与电流成反比”这样错误的前概念.通过简单的实验探究，学生就能对自己的错误前概念有深刻的认识，有助于新知识新概念的形成.当实验结果与学生的前概念相冲突时，学生就会思考“导体的电阻大小与哪些因素有关”，此时鼓励学生提出问题，激发学习兴趣，从而将学生引导到本节课要学习掌握的重点知识.

提出问题：影响电阻大小的因素有哪些？

学生猜想：导体长度、横截面积、材料、温度……

打开之江汇平台互动课堂中的“弹幕”功能(如图4)，鼓励学生大胆猜想，积极参与课堂互动.

图4 在之江汇平台互动课堂“弹幕”功能中猜想影响电阻的因素

学生探究实验一：定性探究导体电阻R与长度L的关系

通过之江汇平台“作品”功能展示学生的实验方案[如图5(a)]，请作品2的学生代表讲解实验方案，并设计实验进行探究.用“拍摄视频”功能将学生的实验探究过程拍摄下来，将实验现象清晰地展示给全班学生，形成生动活泼的学习氛围.从视频中可看出当滑动变阻器接入电路中的电阻长度改变时，小灯泡的亮度发生明显变化，如图5(b)和5(c)所示.

图5 实验探究导体电阻R与长度L的关系

师生总结：当导体的材料和横截面积S不变时，导体的电阻R随长度L的增大而增大.

学生探究实验二：定性探究导体电阻R与横截面积S的关系

方案1(学生代表发言)：保持材料和长度不变，将横截面积不同的两个导体串联，用两个电压表分别测出两个导体的电压进行比较.

方案2(学生代表发言)：保持材料和长度不变，将横截面积不同的两个导体并联，用两个电流表分别测出通过两个导体的电流进行比较.

方案3(学生代表发言)：伏安法测电阻.

通过“随堂拍照”功能展示用伏安法测电阻小组的实验现象，如图6所示.

图6 伏安法探究导体电阻R与横截面积S的关系

师生总结：当导体的材料和长度L不变时，导体的电阻R随横截面积S的增大而减小.

学生探究实验三：探究导体电阻R与材料的关系

学生通过“作品”功能上传自己的实验现象，并推送到每一位学生的平板电脑上，有助于学生形成自我对比，及时发现问题，如图7所示.

图7 实验探究导体电阻R与材料的关系

师生总结：当导体的长度L和横截面积S不变时，导体的电阻R大小与材料有关.

学生探究实验四：探究导体电阻R与温度的关系

将导体与小灯泡串联接入电路，用酒精灯加热导体，观察小灯泡的亮暗变化，如图8所示.

师生总结：在其他因素保持不变的情况下，导体的电阻R大小与温度有关.

图8 探究导体电阻R与温度的关系

1.4 实验演示 科学探究(伏安法测电阻)

图9 定量探究导体电阻R与长度L和横截面积S的关系

图10 R-L图像和图像

师生总结：同种材料的导体，电阻R与长度L成正比，与横截面积S成反比.

1.5 建立模型 理论探究

理论探究一：电阻与长度的关系

(a)串联电路模型 (b)并联电路模型

理论探究二：电阻与横截面积的关系

培养学生建立串并联电路模型的思维和能力，将复杂抽象的问题简单清晰化，激发学生思维，应用所学物理规律分析解决问题，形成结论，锻炼学生知识迁移的能力，实现培养学生物理核心素养的目的.

1.6 应用拓展 攻克重点

应用拓展一：为什么火苗从锡纸的最细处开始燃烧？

应用之江汇互动课堂开启“抢答”功能(如图12)，给学生创造主动参与课堂和表现自我的机会，树立自信心，体会获得成功的乐趣.

图12 之江汇互动课堂“抢答”功能

学生活动：锡纸最细处横截面积小，电阻大，产生的热量最多，所以最容易燃烧.

应用拓展二：如图13所示，接入相同电压220 V，A和B两个灯泡哪个更亮？

开启“答题”功能[如图13(a)]，给出“A”“B”两个选项进行答题，建立生动有趣充满活力的智慧课堂，体现师生互动.

针对学生的答题情况，分别让选项A和选项B的学生发表观点，培养学生主动思考的能力.设计实验演示，从图13(b)中可以看到，同样是220 V，灯丝越粗的灯泡用起来越亮.

(a)之江汇互动课堂“答题”功能

(b)实验演示

通过应用拓展，攻克重点，有助于学生认识物理问题的本质和规律，培养学生知识迁移和应用能力，尽快将所学物理知识转化为学生的素养.

1.7 随堂检测 强化认知

开启“检测”功能，将课堂作业推送给学生，巩固本节课所学知识.学生在平板上答完题并提交上传，系统会自动根据学生提交的答案进行统计分析，教师可根据学生的答题情况查看“习题分析”和“学生分析”，如图14所示.随堂检测作业的设计突出学生的主体地位，有助于培养学生独立思考的习惯，强化本节课所学内容的认知.根据“习题分析”和“学生分析”，教师可以实时掌握学生的学习情况，进而提高课堂教学质量，完成教学目标.

图14 之江汇互动课堂“随堂检测”功能

2 结束语

借助之江汇平台，如“作品展示”“抢答”“弹幕”等功能，激发学习兴趣，给学生提供更多展示自己的机会，树立自信心，真正做到参与课堂活动，体现学生为主体.结合“随堂拍照”“拍摄视频”“手机同频”等功能，使得平时难以演示的实验过程和现象清晰地展示给学生，开发学生的想象力，让物理课堂教学变得更“智慧”.充分运用之江汇平台的各种信息资源，改变传统教学模式，构建新型的物理智慧课堂，不仅注重教师的教，还应该强调学生的学，在传授课本知识的同时，加强培养学生的创新能力，最终达到教学目标要求，完成培养创新人才的根本任务.