智慧课堂环境下有效落实高中物理核心素养的探索

王雅丽

(合肥市第十一中学 安徽合肥 230000)

近年来，我国高度重视提升新时代高中教育教学质量，2017年12月，我国正式推出高中新课程改革方案和标准，向全国全面推行新课程和新教材，在新一轮课程改革中，明确提出高中教育要落实核心素养，完成立德树人的根本任务。

智慧课堂系统是一个比较常见的教学辅助系统，探索智慧课堂教学系统在高中物理课堂教学中的支撑方式，利用智慧课堂系统在高中物理教学中落实学科核心素养，最终完成立德树人的根本任务，是本文研究的主要内容。

一、核心素养对高中物理教学的导向作用

《普通高中物理课程标准(2017年版)》明确提出，物理学要通过观察与实验，辅助学生建构物理模型，通过科学推理和论证，形成物理研究方法。物理学科核心素养包括物理观念、科学思维、科学态度与责任和科学探究，明确了教师教学的内容和方向，对物理课堂教学有实际导向作用。

首先，要重视物理核心概念的教学，重视物理基本方法和科学思维的渗透和培养，重视物理规律的实验探究过程，提高学生灵活运用知识的能力。其次，教师应该以学生为主体，由传统的教学模式转变为“先学后教”或“边学边教”的互动式、启发式教学模式。最后，要根据教学内容和目标，选择灵活多样的教学方法、教学工具或教育技术辅助手段，提高课堂教学效率，引导学生总结归纳出物理观点和概念，经历高中物理科学探究过程，掌握基本的科学思维方法，从而有效发展学生的多元智能，落实物理学科核心素养。

二、智慧课堂系统创新课堂教学功能简介

智慧课堂教学系统，是一种基于建构主义教学观的交互式网络教学系统，包括数据存储、处理和服务的教学平台，教师智慧终端、学生智慧终端和教室配套的交互式白板一体机，以及连接平台和终端的网络。

智慧课堂的构建目标就是利用多种系统辅助功能帮助教师创新课堂、促进课堂教学模式的改革，从而促进学生学科核心素养的发展。

其一，交互式高效课堂：支持课堂内教师平板、学生平板和教室白板的三方互动，通过音视频交互、文字交互、白板交互等功能，形成一对多的教学模式，教师可以灵活控制课堂节奏，形成良好的师生互动，为学生主动积极参与课堂学习提供更多机会，形成以学生为主导的开放式、交互式动态课堂教学模式，更符合新课程改革理念。该系统还可以利用多种应用模式，实现课堂外学生作业或测试的随时分发和收集，进行远程实时互动教学，如远程家教辅导，在教师或同学远程指导下，辅助学生完成自主学习。

其二，大数据统计辅助教学：课堂教学过程中，可以随时面向全体同学使用“投票”功能，实时统计学生回答问题的情况，也可以通过系统专用软件，自动统计学生学习的各类数据，用直观精确的数据，实时了解学情，及时有效地评价和反馈。

其三，资源拓展和共享：拥有针对性强、覆盖面广的教学资源平台，实现资源的持续共建和充分共享。可以通过云资源直接获取各种辅导素材，也可以通过网络，搜索需要的资讯，还可以对已有课件、文档、图片等资源，通过平板软件进行编辑、加工，随时随地都可以共享给学生，让学生都能享受优质资源。

三、核心素养下智慧课堂对高中物理课堂教学的支撑方式

(一)展示工具 创设情境 形成物理观念

物理观念是物理核心素养四大要素之一，是关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识，包括物质观、能量观、运动观、相互作用观等。这些物理观念，是在观察大量实验、亲历物理知识形成过程中，学生自我感悟，逐步形成的。例如，物理概念是形成物理观念的基础，而物理概念必须是在学生经验事实的基础上，抓住事物的共同本质特征，形成定义，是物理事实本质的反映。教师应该根据学生的经验基础，创造实验事实，引导学生通过感知活动，明确概念的由来，理解物理观念的内涵和外延。

利用智慧课堂系统的多种展示功能，可以创设多样的情境辅助教学，如把下载的图片、音频、视频等资源，通过系统软件处理后，加工成与教学内容有关的情景片段。可以使静态图片动态化、抽象的物理概念形象化，也可以将物体的运动过程制作成静态图一幅幅展示，还可以制作微课，利用翻转课堂教学模式，培养学生的预习和自学能力。这样的情境教学能够充分调动学生的多种感官，更符合学生的生活习惯和认知规律，帮助学生观察生活中的物理现象，掌握物理概念和规律，形成物理观念。

(二)探究工具 优化实验 辅助实验探究

实验探究也是物理核心素养之一，是物理学科重要的教学活动，是研究物理规律的重要方法，包括实验设计、实验操作、数据处理、实验结论和误差分析。有效的物理实验探究课的特点有：完整性，让学生亲身经历实验探究的整个过程；精确性，物理实验过程和数据，要尽可能精确，减少误差；针对性，实验原理和结论能准确说明物理原理或规律。

目前，在高中物理实验课中普遍存在的一些困难和问题，都可以通过智慧课堂系统的有关功能或资源得到有效解决。

1.有些物理实验操作步骤复杂，误差较大，在课堂上操作容易出错，达不到预期效果。可以利用智慧课堂系统提前录制实验视频，经过软件编辑和整理后在课堂上播放。

2.实验教学过程中，实验的数据收集、提取和处理是实验教学的重要一环。有些学生分组实验需要多次重复实验提取数据，但课堂上反复做相同实验，收集多组实验数据以及处理数据需要耗费大量的时间。利用智慧课堂系统学生平板中的数据处理软件如Excel表格，就可以把实验所得数据输入平板，经过公式处理后直接获得最终数据，多组数据也可以同时批量处理，学生在课堂上不需要再用纸笔进行计算，节省了大量时间，提高了物理课堂效率。还可以利用软件把最终实验数据直接转换成图像，直观精确，学生通过观察电脑图像更容易得出准确的实验结论。

3.教师在课堂上做演示实验时，受教室环境的影响，有些演示实验过程很快，实验现象并不明显，学生观察困难，或者是受器材局限，演示实验只能在教室讲台上完成，距离较远的学生根本无法看清楚，演示实验效果并不理想。利用智慧课堂教学系统的同屏互动功能，可以把演示实验直接转播在白板一体机上，通过大屏幕播放，或者同屏到学生平板上，所有学生都能看得很清楚。另外还可以用教师平板直接在课堂上摄录实验过程，并通过软件慢动作重放，随时暂停进行讲解分析，这样的课堂演示实验效果更好。

4.对有些实验条件一般的教室环境，以计算机技术为核心，创造出一个理想的虚拟实验环境，通过制造虚拟实物、虚拟过程、虚拟缩放等虚拟实验过程，为学生带来等同于真实环境的感受和体验。对现实条件下无法完成的实验，可以借助电脑动画或其他工具软件制作一个虚拟探究实验系统，学生在平板上自己控制动画按钮进行模拟实验，更清楚地了解各种实验器材和实验过程，理解实验原理，有助于学生对知识规律的探究。

教师合理地运用智慧课堂的辅助功能，可以有效提高实验课教学的效果，有效培养学生的实验探究能力。

(三)统计工具 科学评价 精准教学

物理观念的深入理解、科学思维的培养、实验探究的数据分析，都需要学生进行巩固练习。教师对学生练习结果的评价，讲评课的内容和方式，都对学生深化物理概念和规律、提高分析解决问题的能力影响很大。根据活动形式，讲评一般分为三种，一是阶段性测试的讲评，二是每日课后作业的点评，三是新课教学中课堂例题、习题的讲评。无论哪种讲评，如果教师事无巨细，都会花费大量的课堂教学时间，影响教学计划。因此，有效地进行习题讲评，是因材施教、分层教学、科学评价的重要方式，也是培养学生核心素养的重要环节。

提高讲评有效性的关键是真正把握住学生的薄弱点，有针对性地突出重点知识。利用智慧课堂大数据统计功能，可以有效地提高习题讲评的课堂效率。一般流程为：教师根据课标要求精选习题，通过教师平板布置课后作业，学生独立完成后用学生平板提交答案。教师批改后，系统会自动分析每个学生答题的详细情况，精确统计全班学生答题情况的各项数据，使学生的作业信息有了各项数据参数。比如可以显示全班同学整体平均分、及格率，也可以显示成绩大幅下降的学生名单以及每一题详细得分的具体名单。教师通过这些数据可以全面掌握班级全体学生的答题情况和个体的掌握情况，确定哪些题正确率高，让个别学生自查自纠，同学互帮互助解决问题；确定哪些题虽然错误率较高，但不是重点或难点，就以小组讨论方式解决，再统一简单点评；确定哪些题是典型错误题型，是知识的薄弱点，需要教师在课堂上重点分析讲解。最后，利用系统的作业辅助功能，把每一次学生的错题汇编成适合学生个体的错题集，形成个性化资料，帮助学生反思和巩固。

因此，利用智慧课堂系统精准的大数据统计，可以帮助教师更科学地了解学生，关注到学生学习过程中的真正错误，更科学地评价学生。在学生自主学习的基础上因材施教，提高习题讲评的效率，提高全体学生的学习水平，针对不同班级不同学生精准教学，才能更有效地落实学科核心素养。

四、智慧课堂落实高中物理核心素养教学四环节：

(一)创设情境，展示物理现象，提出物理命题

根据课标内容，把下载的素材或者录制的实验视频，利用软件进行处理，制作成微课或者短视频等多种资源，在课堂上为学生创设与物理有关的真实生活情境，学生从生活现象或实验现象中提炼出物理命题，或从已有原理中推演出新的物理命题。

(二)师生互动，实验探究，验证物理规律

智慧课堂环境下的高中物理课堂教学具有互动性、开放性，以学生为主体，借助智慧课堂优化实验，辅助学生以小组合作形式完成实验探究过程，在教师的引导下，验证物理命题或总结规律，从而获取新知识。

(三)理解物理规律并应用规律，解决实际问题

通过实验探究获得新知识后，利用新掌握的规律或方法，解决生活中的相关实际问题，利用智慧课堂对学生做题情况进行大数据统计，科学评价和反馈，及时了解学生的实际问题，精确找出学生的薄弱环节，从而进一步帮助学生加深对物理观念的理解及科学思维的应用。

(四)利用网络资源，课外自主学习，拓展知识

课下学生可根据自己的需求，选择性地学习平板上教师分享的资源，解决学习中的问题，或利用智慧课堂网络系统中的云资源，自主查找需要的资料，提高学习能力，拓宽知识面。

结语

新课改下的高中物理教学要着重培养学生的核心素养，通过课堂实践可以发现，智慧课堂系统在高中物理教学中，作为展示工具、探究工具、统计工具，确实能辅助教师创设适合的教学情境，促进学生逐步形成物理观念，培养科学的思维方法，能提供给学生多样便捷的实验方式和工具，让学生经历更完整流畅的实验探究过程，从而更直观深刻地发现和理解物理规律，提高实验探究能力。智慧课堂系统还具有更科学的大数据统计功能，辅助教师准确了解学情，因材施教，使核心素养的培养更精确有效。

在实行新课程新教材新高考的背景下，教师一定要转变教学观念，用智慧的课堂教学手段，改变自己的教学方式，创新课堂，真正在教学中落实学生核心素养的培养，完成立德树人的根本任务。