互联网+背景下物理习题教学设想与构建

郑行军

摘要：信息通信技术的高速发展，使得学生获得知识的途径呈现多样化，教师的教学模式和教学方法也发生了很大的变化。在物理习题教学过程中，以“互联网+”资源网站为平台，通过课前教学准备、学生在线预习、课堂互动探究、课后在线交流提升、在线检测评价等实施环节，为学生提供更多自主学习的环境，让学习变得更加丰富多彩，让教学效果更加切实高效。

关键词：互联网+；物理习题；教学模式；实时反馈

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1009-010X（2017）20/23-0033-04

“互联网+物理习题”可定义为：在大数据、云计算、移动互联等技术优势的基础上，对现有的物理习题教学模式进行创新与改革，使得“互联网+”模式下的人机交互、人工智能等教育形式在物理习题教学中成为可能，努力提升学生自主学习物理的主动性，使得学习效率、学习有效性得到极大提高。网络环境下，课前预习、设问答疑、互动探究、课后测试、自动阅卷、数据分析、提问互动等这一切都可以在线上进行，实现线上学习和线下课堂教学的有效融合，互为补充。因此学生学习行为和学习效果的统计信息，要即时录入互联网资源平台，并反馈给教师和学生。这一教学模式把学生自主式学习、教师引导式教学及后续学习评价很好地统一在一起，让学生学习的过程性评价得以落实。下面以中学物理《电磁感应图象问题》为例，简要分享互联网+物理习题教学模式的构建及教学评价过程。

一、电磁感应图象问题的知识解读与教学策略

电磁感应中常涉及电磁感应物理量随位移x或时间t变化的图象分析，这类题目统称为电磁感应的图象问题。本节课作为电磁感应的拓展应用而编排。通过本节课的教学实施，主要完成以下教学目标：①了解电磁感应中常见的图象类型；②掌握从电磁感应现象中得出图象的方法；③通过对模型的归纳与分析，掌握图象问题的命题方向及解题策略。由于其中涉及磁感应强度、磁通量、感应电动势和感应电流等物理量随时间或位移变化的图象，对于这类问题学生往往感觉非常棘手。因此本节课的教学尝试以互联网平台为依托，线上、线下逐次引导学生构建电磁感应图象问题中常见的物理模型，帮助学生比较全面地掌握此类问题可能的命题方向和解题策略，促进学生在“电磁感应图象问题”这节课学习上的进阶发展。

二、基于互联网资源平台的“电磁感应图象问题”的教学实践

（一）课前教学准备

教师根据教学目标提出在线学习任務并创建辅助资源库，包括学习内容、预习目标、问题集锦和预习测试等，方便学生自主学习；资源库以微课视频为中心，辅助以课件、教案、课程相关素材、优质教学网站等。微视频的制作根据电磁感应图象问题的知识特点和技能要求可分为3个单元模块：电磁感应图象问题的要点诠释；动生类问题的图象构建与解题策略；感生类问题的图象构建与解题策略。每个视频录制的时间大致控制在10分钟左右。预习测试则是以考查学生对于图象的认识、动生类问题及感生类问题的构建及解题策略实施为主要目标。此外教师还应创建课程专用聊天室和留言板供学生在线学习时留言提问、交流反馈、主题研讨等。

（二）学生在线预习

学生按照教师布置的课程学习要求登陆互联网资源平台进行自主学习，浏览本节课的学习内容和学习目标，观看3个微课视频及资源库中的课件、教案、相关素材等，形成本节课程的初始元认知，并构建如下知识体系：

1.电磁感应常见图象：B-t、Φ-t、E-t、I-t、F-t、E-x、I-x、P-x、F-x图等。

2.图象模型的构建及解题策略

（1）动生类问题：主要研究单杆、双杆或导体框等切割磁感线产生的图象问题。

学生结束自主学习课程后，登陆资源平台完成教师布置的预习作业和自主检测卷反馈学习效果。然后进入聊天室与教师、同学进行互动，交流观看微课视频的心得、分享完成作业、检测卷过程中遇到的问题，从而解决疑惑，提高学习效率。同时资源平台的后台管理评测系统对学生在交流互动中提出的问题进行采集、整理并反馈给任课教师，并对学生提交的作业和检测试题答案进行批改并对结果进行分析统计，然后将数据信息反馈给教师和学生。学生可以通过系统的数据和评测结果了解自己对于课程掌握的程度，同时教师也可以实时了解学生对于该知识点掌握的所有信息，从而为课堂教学的展开打好基础。

（三）课堂互动探究

在课堂教学过程中，教师可利用知识整理拓展、题型典例应用探究、课堂互动交流等教学实施策略引导学生对电磁感应图象问题认识的整体提升。

1.知识拓展分析

教师在此教学环节可根据学生自主预习过程反馈的情况进行细化整理，对图象模型进行拓展归纳分类，提升学生对图象模型的认识程度。

（1）图象问题一般的处理思路

首先要认清是什么图象，弄清图象的物理意义，其次要分清阶段，然后对每个阶段的导体切割磁感线情况或回路磁通量变化情况进行详细分析，并进一步确定感应电动势、感应电流等的大小和方向的变化特点，从而分析其它物理量随位移x或时间t的变化规律。

（2）图象的拓展分析

①在图象中E、I、F等物理量的方向是通过正负值来反映的，因此画图象时要注意横、纵坐标的单位长度定义或表达。

②分析杆类模型切割磁感线产生的感应电流方向时，可利用右手定则进行处理；分析导体框切割磁感线产生的感应电流方向时，可利用右手定则也可利用楞次定律进行处理；分析磁场变化产生的感应电流方向时，可利用楞次定律进行判断分析。

③在动生类问题中若图象横坐标为时间t，则可在原解题思路的基础上，利用运动学公式找出位移x、速度v和时间t的函数关系，将物理量与位移x、速度v的关系转化成物理量与时间t的关系，进而表示出相应的图象。

2.题型典例应用探究endprint

教师通过几个典型例题的分析，引导学生探究电磁感应图象问题的命题方向和解题策略，加深对图象模型的理解。

例1：如图甲所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。两质量、长度均相同的导体棒ab、cd，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处。磁场高度为2h，磁场方向与导轨平面垂直。先由静止释放ab并开始计时，在t0时刻ab进入磁场并刚好做匀速直线运动，此时再静止释放cd，两导体棒与导轨始终垂直并保持良好接触，用v表示ab的速度，Ek表示cd的动能，x表示cd相对释放点的位移。图乙中正确的是（ ）

题源分析：本题由题设条件可知为动生切割类问题，根据解题策略先判断导体棒下落过程感应电动势的变化，然后由闭合电路欧姆定律判断感应电流的变化，进而判断安培力的变化，最后由牛顿第二定律判断加速度、速度和动能的变化。

例2：如图a所示，在水平面上固定有平行直金属导轨ab、cd，bd端接有电阻R。导体棒ef垂直放置在光滑导轨上，导轨电阻不计。导轨右端区域存在垂直导轨面的匀强磁场，且磁感应强度B随时间t的变化规律如图b所示。在t=0时刻，导体棒以速度vn从导轨的左端开始向右运动，经过时间2t₀开始进入磁场区域，取磁场方向竖直向下为磁感应强度的正方向，导体回路顺时针方向为电流正方向，则导体回路中的电流随时间t的变化规律图像可能是（ ）

题源分析：由本题由题设条件可知在0-2t₀阶段为感生类问题，可按感生类模型的解题策略判断感应电动势的变化，再由闭合电路的欧姆定律判断感应电流随时间的变化；在2t₀之后导体棒进入磁场切割磁感线，为动生类问题，可按动生类模型的解题策略进行分析求解。

3.课堂互动交流

教师将学生在聊天室或留言板中所涉及的问题进行归纳分类汇总，整理出几个典型主题，以问题为中心组织课堂讨论，可根据设置问题的难易程度组织开展自主探究或小组协作学习，由此促进学生对知识的深层次理解。在这个过程中教师可进行个性化的指导或集体讲解，聆听并记录学生学习中可能出现的问题，观察学生的总体表现，从而判断教学目标是否实现，最后再总结陈述，从而实现学生知能体系的自主建构和学科素养的自能提升。

（四）课后在线交流提升

学生在规定时间内登陆互联网平台的互动交流板块，对课堂学习的内容进行进一步交流讨论，发表对图象问题的个人看法及疑问，上传自己收集到的认为较好的资源至平台与同学们分享，进而对本节课进行反思和总结，通过师生、生生间的在线交流，从而获得多元化的信息反馈。最后教师提出本节课后期学习建议或拓展任务，并要求学生定期开展深入探究以实现电磁感应图象问题知识与技能的巩固和拓展。

（五）在线检测评价

学生登陆资源平台完成教师布置的习题作业或检测试卷，以检验自己对课堂知识和物理思维方法的掌握的程度。通过在线测试平台教师也可以实时了解学生在解题时的思维变化及对知识点的掌握程度，而不是簡单的习题和检测试卷的结果。学生完成习题后，计算机后台评测系统会对学生提交的作业和检测卷答案进行在线批改，后对测试结果进行综合分析，最终将数据信息反馈给教师和学生，并提供智能化建议。教师根据数据反馈的结果，在后继的课堂教学中就可以有针对性地帮助学生解决问题，从而搭建切实有效的师生互动、生生互动平台。

基于互联网平台的习题教学模式创造了一种全新的习题教学环境，使学生的自主学习能力和创新思维能力得以充分的培养。教师和学生以互联网为平台进行教与学，知识在互联网上成型，同时线下活动和线上活动互相补充与拓展，从而提高了教学质量。善于运用互联网技术并使之与教学过程有效融合是每个现代教育者都必须具备的能力，这是教育信息化发展研究带来的机遇和挑战，也是顺应时代发展的要求。

【责任编辑 韩梁彦】endprint