教育信息化背景下初中物理智慧课堂教学模式探究

谢慧勤 赵娟 廖家亚

作者简介：谢慧勤，1970年生，广西宜州人，正高级教师，研究方向为基础教育教学；赵娟，1972年生，广西天等人，高级教师，主要研究方向为中学物理教学；廖家亚，1974年生，广西凤山人，高级教师，研究方向为基础教育教学。

摘 要：智慧课堂是将教育教学与信息技术进行深度融合，基于建构主义学习理论而创设的一种生态化课堂教学模式，可以帮助教师通过互联网、云计算与软硬件交互终端实现教学的信息化。针对当下初中物理智慧课堂教学中存在的诸多问题，教师可以利用智慧课堂组织预习，培养学生的自主学习能力；利用智慧课堂激发学生学习热情，促进学生深度参与课堂活动；利用智慧课堂延展课后练习，助力学生巩固和拓展所学知识。

关键词：教育信息化；初中物理；智慧课堂；教学模式

中图分类号：G62 文献标识码：A 文章编号：0450-9889（2024）10-0100-04

当今世界，以数字化、网络化、智能化为特征的信息化工具及其应用模式蓬勃兴起，深刻影响了各行各业的发展进程。没有信息化就没有现代化。教育信息化是教育现代化的基本内涵和显著特征，是我国实现“教育现代化2035”目标的重点内容和重要标志［1］。教育信息化正在推动着传统教学模式的深刻变革，为教师实现个性化教学、促进学生自主学习提供了新的机遇。在国家大力推进教育现代化的背景下，以信息化为支撑的智慧课堂建设在教育领域得到了前所未有的发展。而所谓智慧课堂，指的是一种建立在建构主义学习理论与“互联网+”思维模式以及大数据、云计算等新一代信息技术基础上的智能高效课堂，它以发展学生的学习智慧为目标，以信息技术无缝支持学生的深度学习为特征，其实质是基于“云、网、端”等新一代信息技术，营造一种促进沟通合作与意义建构的学习环境，借助动态学习数据分析技术，帮助教师实现教学决策的数据化、评价反馈的即时化、沟通互动的立体化、资源交付的智能化，进而推动学生的个性化成长和智慧发展［2］。

初中物理作为培养初中生科学素养的重要学科，急需与时俱进，探索一种与信息技术高效融合的课堂教学模式。本研究的重点是，通过构建一种以学生为中心、以问题解决为导向的初中物理智慧课堂教学模式，激发学生的学习兴趣，培养学生的自主学习能力，进而提升课堂教学质量。

一、智慧课堂的内涵演变及典型特征

（一）智慧课堂的内涵演变

智慧课堂的内涵随着教育信息化的发展而不断演变。最初，智慧课堂被界定为善于导入、注重体验的课堂，强调教师的教学设计智慧、教学实践智慧以及师生关系的智慧化处理。之后，随着信息技术的发展和人们教育理念的变化，智慧课堂的内涵逐渐扩展为利用先进的信息技术手段，实现教学资源的数字化、网络化、智能化，从而提升学生的学习兴趣和教学效果。在现代教育中，智慧课堂已经不再局限于传统的教室环境，而是可以凭借各种智能终端、传感器、云计算、大数据等技术，实现教学资源的共享、教学过程的优化以及对学生个性化学习的支持。智慧课堂教学模式更加注重学生的学习主体地位和教师的教学主导作用，提倡探究式、合作式、个性化的学习方式，以此培养学生的创新思维和解决问题的能力。智慧课堂的内涵已经从单纯的教学智慧逐渐演变为一种充分利用信息技术提升教学效果、培养学生综合素质的新型课堂教学模式。“智慧课堂”被界定为技术与教学深度融合背景下的教学流程再造与教学智慧生成。

（二）智慧课堂的典型特征

在教育信息化背景下，教育教学与新时代信息技术的融合深刻改变了传统的课堂教学模式，使它具备了以下典型特征。

1.教学资源数字化。智慧课堂通过将教材、习题等教学资源数字化，实现了教学内容的多样化和个性化。针对学生的学习需求，智慧课堂系统可以采取单独或分组的形式为学生主动、实时地推送课程内容，实现分布式资源的重组、共享和多维延伸，能够把学生的思维聚焦在课堂探讨、知识点识记与理解等方面，从而增强学生的沉浸式学习体验。学生可以通过电子设备访问这些资源，提高学习效率。

2.教学网络化。利用网络技术，智慧课堂实现了教学过程的网络化。教师可以通过网络平台发布课程信息、布置作业、与学生互动。学生可以参与在线学习、在线讨论、在线完成作业和提交作业。

3.教学管理数据化。通过数据化教学管理，智慧课堂系统可以实时监控和分析学生的学习情况。教师可以根据学生的学习数据进行个性化教学，实时调整教学策略。智慧课堂系统可以记录教师和学生在课堂上的各种活动和学习反馈数据，并进行综合计算、比对、诊断，将其作为挖掘学生学习痛点、改进教师教学方案的辅助决策工具。

4.学习辅助智能化。智慧课堂利用人工智能和大数据技术提供智能化的学习辅助功能，例如通过学习平台的推荐系统为学生提供适合的学习资源，通过智能评估系统对学生的学习效果进行评估和反馈等。智慧课堂系统拥有相对灵活的动态伴随式学习评价功能，便于实现即时、高效的双向交流，使课堂反馈与学习诊断贯穿于课堂教学的各个环节，方便教师建立智慧课堂的形成性教学评价体系。

二、初中物理智慧课堂教学现状

（一）教师信息技术应用水平不高

部分初中物理教师信息技术应用能力有限，在面对新兴信息技术时往往力不从心，对智慧课堂所需的技术操作尤其不够熟练，包括制作和使用多媒体课件、整合网络教学资源、灵活运用在线教学平台等。由于信息技术日新月异，教师需要不断更新自己的知识储备。然而，一些教师缺乏终身学习意识，导致他们难以跟上信息技术发展的步伐。除了信息技术应用能力，部分教师对智慧课堂的教学理念和方法也缺乏足够的认知。他们可能仍然停留在信息技术应用的初级阶段，只会利用“PPT+视频”展开教学，而不能充分利用现代信息技术提升教学质量。

（二）学生学习主体地位未能彰显

在当前的初中物理教学中，部分学生仍然处于被动接受知识的学习状态，学习主体地位未能得到充分的体现。他们缺乏主动探究和实践的机会，导致学习兴趣不高，学习效果大打折扣；他们缺乏个性化学习路径，往往被要求按照统一的教学进度进行学习，个性化学习需求未能得到充分的满足。智慧课堂应是一种高效互动的学习环境，鼓励师生互动、生生合作，但现状是，部分学生仍然缺乏与他人有效互动和合作的机会，这在一定程度上限制了他们的个性化学习和发展。

三、初中物理智慧课堂教学模式的构建及实践

智慧课堂最为明显的优势是不受时间和空间的限制，学生可以在任何时间和地点完成学习，仅从这一点而言，智慧课堂便打破了传统课堂教学模式的束缚，为学生自主学习、自主寻找学习资料提供了便利。为了更好地发挥智慧课堂的优势，我们构建了如图1所示的智慧课堂教学模式，实现了教师对学生课前预习的精准支持、对课堂教学内容的精准分层、对课前预习和课堂教学效果的即时反馈与改进。这种教学模式能够更好地满足学生的个性化学习需求，有利于教师进一步优化教学过程，从而实现教与学的高效互动。

（一）利用智慧课堂组织预习，培养学生自主学习能力

苏霍姆林斯基认为，学生与教师开诚布公相见是有效教学实施的基础。“以学定教”的教学理念重新定义了教与学的关系，它以学生为中心，将学生的自主学习作为教学设计的出发点，通过下达预习任务培养学生的自主学习能力。在智慧课堂环境下，教师通过审核学生的预习任务完成情况，深入把握学生的学习状况，从而更加精准地设计和实施课堂教学。

例如，执教人教版物理八年级上册“光的折射”一课，教师在课前利用智慧课堂平台发布了预习任务单（如图2）。

[预习任务单

任务一：阅读课本，了解光的折射现象。你能列举出生活中光的折射的实例吗？什么是折射角？它与入射角有什么关系？

任务二：利用光学实验盒完成实验。当光从空气射入水或玻璃时，折射光线是偏向法线还是偏离法线？反之又如何？

任务三：一束光从空气斜射入水中，请画出光路图，并标出入射角、折射角。

任务四：尝试解释为什么把筷子插入水中，我们会看到筷子“折断”的现象。

任务五：你在预习过程中遇到了哪些问题或困惑？你希望老师在课堂上重点讲解哪些内容？ ]

图2 “光的折射”一课课前预习任务

学生完成预习任务和预习检测后，可以在课前将任务完成情况传送给教师，教师通过统一接收，了解全体学生的预习情况［3］。智慧课堂的数据分析工具可以帮助教师实时收集和分析学生的预习数据，通过平台查看学生的预习进度、答题正确率、学习时长等，从而全面把握学生的预习情况。这些数据反馈有助于教师发现学生在预习过程中遇到的问题和困惑。教师将所发现的学生问题进行归类总结，作为备课的学情依据。智慧课堂还可以提供互动式的预习材料，如设置嵌入式问题和讨论区等，鼓励学生在预习时积极思考、即时提问或展开讨论。这种智慧化的预习模式使教师对学生的预习情况了解得更加清楚，便于教师精准把握学情、以学定教，使课堂教学更有针对性。

（二）利用智慧课堂激发学习热情，促进学生深度参与课堂活动

1.利用多媒体创设情境，激发学生学习兴趣。教师利用丰富的多媒体资源如视频、动画、模拟实验等创设情境，将抽象的物理概念和原理以更加直观、生动的方式呈现出来，激发学生的学习兴趣。当学生对学习内容产生浓厚兴趣时，他们才有可能积极、主动地参与课堂活动。

2.设计闯关活动，促进学生积极互动。智慧课堂系统支持实时的师生互动和生生互动。教师设计富有教育意义的故事情境，如中华优秀传统文化、物理学史、科技创新等主题，同时巧妙融入物理知识，设计“阶梯式”“拓展性”游戏闯关任务，通过智慧课堂系统发布闯关任务，吸引学生在线答题，引导学生逐层深入地展开学习过程。这种实时互动的学习方式可以让学生更加专注于课堂学习，从而提高课堂参与度。学生在挑战任务的过程中实现对物理知识的深度理解和应用，提升思维的缜密性，从而为其未来发展奠定坚实的基础。此外，教师还可以利用智慧课堂系统的讨论功能，鼓励学生就某个物理话题展开讨论，促进学生的深度思考与交流讨论。智能化的教学系统结合数据分析，可以为学生提供个性化的自主学习路径。

3.融合现代信息技术，给学生提供实践性学习机会。融合了虚拟物理实验、数字化信息实验传感器、交互式教学白板、微课平台等的现代教育技术，不仅注重知识的传授，更加致力于引导学生深入实践探索物理知识。而这样的探索性学习活动能够让学生更加深入地理解课程内容。例如，执教人教版物理八年级下册“机械能及其转化”一课，教师利用DIS数字实验分析机械能守恒的条件，为学生设计了如下页图3所示的实践性学习机会，激活学生的思维，提高学生参与实践学习的积极性和有效性。如其中的任务二将单摆演示实验改为学生实验，引导学生利用光电门传感器测量单摆在摆到最低处的瞬时速度，分析机械能的变化，可以有效培养学生的高阶思维，促进学生的深度学习，帮助学生适应信息时代的要求，提高信息技术应用能力，培养信息素养。

4.及时反馈教学效果。智慧课堂系统具有评测功能，这也是教师及时了解学生学习情况的重要途径之一。课堂上，教师针对教学中的问题设置抢答、提问环节，可即时得到学生的学习反馈。例如，人教版物理八年级上册“特殊方法测密度”一课是初中物理的学习难点。为促进学生对该知识点的理解和应用，我们设计了针对该章节的习题课，让学生在课前用平板电脑做题，教师再系统讲解各类题型。教师每讲一种题型，学生便做一定数量的相应练习，并通过答题正确率即时反馈学习效果，学生的答题正确率从最初的不足50%提升至近90%［4］，教学效果显著。智慧课堂的课堂容量增大，每一个学生的学习内容都可以实现定制化。学生可以围绕错题查看问题解析，在理解错题后，针对本题进行举一反三的练习，在加深理解的同时巩固相关知识点。需要说明的是，每一个学生都可以根据学习情况自主决定学习内容和进度，同时还可以利用平板电脑建立自己的错题库，方便以后展开针对性的复习［5］。智慧课堂打破了传统课堂中反馈不及时、评价跟不上的弊端，让学生的学习困惑第一时间得以呈现并引起教师的关注。

（三）利用智慧课堂延展课后练习，助力学生巩固和拓展所学知识

智慧课堂平台的微课视频和教学资源，支持学生在课后随时查看、复习，使学生可以借此加深对知识点的理解。微课视频往往针对某一具体知识点进行深入讲解，有助于学生自主复习，攻克学习中的难点。教师可以通过智慧课堂系统为学生发布个性化的课后作业和练习。这些作业和练习根据学生的学习情况和能力水平进行定制，旨在帮助他们巩固课堂所学知识，进行更高层次的思维训练。

智慧课堂提供在线答疑和辅导功能，学生可以在课后向教师提问，获得教师及时的解答或指导，从而提升学习效果。智慧课堂收集和分析学生的学习数据，为教师提供精准的教学反馈。教师可以根据这些数据调整教学策略，为学生提供更有针对性的辅导和更适合学生的学习资源。

为了拓宽学生的知识视野，智慧课堂会提供相关领域的拓展资源和链接，如科普文章、研究资料、在线讲座等。学生可以通过这些资源深入了解与课堂内容相关的知识，丰富学习体验。智慧课堂在课后延展方面提供了全方位的数字化教学资源，旨在帮助学生巩固课堂所学知识，拓展学习视野，提升学习效果。

综上所述，在教育信息化背景下，初中物理教师通过构建智慧课堂教学模式，可以凸显信息技术对初中物理教学的智慧支持，强化智慧课堂在课前、课中、课后三阶段的师生互动，有效培养学生的自主学习能力以及课堂参与的积极性和主动性，从而显著提升学生的知识获取能力、问题解决能力及科学探究能力。与此同时，该教学模式还促使教师发生了明显的角色转变，使他们从传统的知识传授者转变为学生学习活动的引导者和促进者。

参考文献

［1］董俊.让智慧课堂在高中信息技术学科教学中落地生根［J］.中国现代教育装备，2020（8）：28-29.

［2］程翔.信息化环境下初中物理智慧课堂教学模式的分析［J］.教育信息化论坛，2019，3（9）：288.

［3］赵永清.信息化环境下中学物理智慧课堂教学模式探究［J］.高考，2019（26）：19.

［4］吴慧琪.智慧课堂下初中物理教学的实践与思考［J］.广西教育，2017（25）：28-29.

［5］梁茂清.智慧课堂在初中物理复习教学中的实践与思考：以复习“声现象”为例［J］.物理通报，2022（10）：47-50.

（责编 白聪敏）