论智慧课堂环境如何优化物理实验课堂—以《电流和电路》一课为例

韩 珺

（广东省广州市第七中学，广东广州 510080）

引 言

一般我们认为的智慧课堂就是以建构主义学习理论为依据的，以“互联网+”的思维方式和大数据、云计算等新一代信息技术为载体而打造的智能、高效的课堂[1]。但物理实验课不能一味地依靠虚拟环境，动手做实验还是很重要的。智慧课堂的关键问题是如何利用高新的科技手段优化我们的物理实验教学，增强实验的可观性，从而更好地激发学生的学习兴趣，培养他们的科学素养。初中物理人教版九年级《电流和电路》一课就尝试从学生动手点亮一个裸灯泡开始，让科技与教学深度融合，从而展现出智慧课堂环境的魅力。

一、智慧课堂环境需要巧妙的教学设计

《电流和电路》这节课，传统的教学方法是按照课本的顺序，先让学生连接好各种用电器使其工作，从而得出用电器工作的条件是要有电源，且用电器和电源要构成一个闭合的回路；接着从微观角度分析电荷的定向移动形成电流，总结出电流的方向及规律，并从电流方向的规律和实验中得出发光二极管单向导电性的特点；再分析电路的基本构成，并学习画电路图；最后介绍通路、断路和短路三种情况。如此一来，不管教师用如何高新的科技手段也很难把零散的知识点整合到一起。所以，我们必须要对本课的教学设计进行合理的调整，从而使智慧课堂的环境发挥最大的功效。

调整后，这节课首先从动手点亮一个裸灯泡和发光二极管开始，在这个过程中，教师并不先说明连接的方法，而是让学生自己去动手摸索，经历过多次错误和互相交流后，学生会发现点亮的方法，同时教师可以借此说明用电器工作的条件、电路的基本结构和通路、断路的情况；接着对比点亮裸灯泡和发光二极管操作的区别，通过平台阅读资料使学生发现发光二极管的特点，从而得出电流方向的规定；再利用此规定分析刚刚点亮的裸灯泡电路中的电流方向，并使学生发现接错裸灯泡已经导致电路短路！

如此一来，这节课的流程一气呵成，顺当了不少，把各种琐碎的知识点通过一个动手操作的实验很好地融合在一起，并得到平台的辅助，明显提高了教学质量和效率，所以，智慧课堂不是简单地运用信息智能化技术就可以的，要想让智慧课堂环境发挥最大的功效，其必须构建在良好的教学设计的基础上。而这正好体现了以知识为基础，以教师的教学智慧为主导，以学生的学习智慧为主体的智慧课堂。

二、智慧课堂环境中设备的运用要恰到好处

众所周知，物理是一门实验性很强的学科，结果必须通过真实的实验来得出，离开了实验，所有的物理结论都没办法得到验证。但有个别教师会出现一些错误的做法，如过多地依赖智慧课堂平台中的虚拟实验，破坏了物理学中所强调的尊重客观事实的要求，因此计算机的模拟绝对不能替代实物的操作，这样才能更有效地培养学生严谨的科学态度和正确的实验技能。在《电流与电路》一课中，教师并没有用虚拟的实验，而是让学生亲自动手去连接灯泡，甚至尝试短路，设备运用得恰如其分。

首先，课堂上的最大亮点在于通过照片放大功能展示了学生连接裸灯泡的不同方案，并深入灯泡的内部结构图，非常清晰地展示了灯泡的微小结构和正确的连接方法；此外，对于电流的流向辅助以动画进行解释，让电荷的定向移动更直观化。可以说智慧课堂中微观展示这一功能赋予了物理实验教学新的生命，增强了物理实验的可视性与直观性。以往的物理教师苦于没有办法展示实验现象中的微小变化，通常都会不断地改进实验器材，但效果还是不太理想，现在借助于一部简单的手机进行高清投屏并同步到学生端就可以实现，实验的效果大大得到提升。

其次，这节智慧课堂平台给予的另一亮点，是在发光二极管的资料查阅方面。以往学生只能看书，现在学生可以利用平台去查找教师事先准备好的资源包里有关发光二极管的一些相关资料与视频，所以通过这节课，不少学生除了了解到发光二极管的特点之外，还搜索出关于发光二极管的发展历程等资料。世界成了教师的课本，令一节课的广度和容量都增加了不少。

最后，在画电流方向时，智慧课堂也展示出了人工智能给予教学的便利之处，以往画电流方向时，教师要不断地在黑板上涂涂改改，或者通过投影但也比较麻烦而且不清晰，而这节课用上智能白板后，学生可以在自己的设备上标出电流方向，而且进行推送后，教师可以看到所有写生的答案，实现了即时、动态的诊断分析。

三、物理实验教学中智慧课堂环境的延伸

首先，除了利用手机高清投屏把微观结构及变化进行展示外，在实验教学的过程中，还可以利用手机的慢动作拍摄功能把物体运动的速度放慢，如在曲线运动的分析中，演示音叉、琴弦或鼓面的振动过程，活塞飞出对外做功时等这些稍纵即逝的瞬间，利用手机进行慢动作的拍摄以及播放后，这些以往从来都是靠想象的现象都能非常清晰地得到展示。随着科技的进步，还不乏多样化的手机程序辅助我们的实验教学，如在八年级“声音”一章的教学中，教师不用再搬笨重的示波器，利用手机装个模拟示波器就可以把声音的波形投屏到屏幕上；温度的变化也无须依赖小小的温度计，教师可以直接使用红外测温的程序，让学生直观明了地观察到不同位置的温度的变化情况。

其次，本节课集中体现的是智慧课堂环境在物理实验课堂中的使用，但对没有用上的课前预习、课后复习和检测的两个环节的作用也是不容忽视的。学生在课前其实可以通过教师的推送先进行预习，教师通过反馈明确学生在哪一方面有疑惑，然后在课堂上进行特别讲解，这种“先学后教、以学定教”的模式大大提高了课堂效率，增加了学生在堂上动手实验的时间；课后，教师还可以通过无纸化的习题，收集所有学生的答案并总结本节课的效果以及学生的不足之处，为以后的教学提供依据。智慧课堂环境提供的大数据除了给予教师便利外，对学生也有很大的帮助，他们可以通过教师推送的视频或课件随时重温需要复习的实验和教学内容，也能通过自己的课后反馈直观地看到自己的不足。而且随着手机功能的发展和强大，现在智慧课堂环境已经可以脱离平台用手机实现，像雨课堂等程序应运而生，教师和学生操作起来更为方便快捷。所以，这节课只能算是初步意义上的智慧课堂，与使用云计算、大数据等高级技术手段的课堂还有一定差距。

四、智慧课堂环境有待改进之处

智慧课堂环境的确给予初中物理实验课堂很多优势，但是平台的使用也有不足的地方，一是备课量会更大，教师精力有限，在班数较多的情况下，要实现智慧课堂教学的常态化是需要一些解决方案的。二是部分课型或者章节不适合使用智慧课堂，如用到水或溶液实验的，或者是习题训练量比较大的课程。三是有部分学生在课堂及课余时间玩电子游戏，虽然已经屏蔽掉游戏功能，但是互联网、通信工具我们默认是开放给学生的，因此，难免有孩子借复习为由沉迷网络，浪费学习时间。

结 语

总之，通过《电流与电路》这节课，我们深切体会到，当今智慧课堂已经成为教师教育信息化的主战场和教师实现智慧教育愿望的主阵地。恰当地利用智慧课堂环境可以让物理实验教学更直观、更高效，期待科技手段能越来越合适我们的教学。