智慧教室环境下的个性化物理教学模式设计

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　　摘 要：个性化学习体现了以学生个体发展为目标的学习方式，具有自主性和灵活性的特点，智慧教室系统可以为教育教学和学习活动提供个性化、智慧化的辅助支持。基于智慧教室环境下构建个性化的教学模式，能发挥学习主体的能动性、增强学习过程的交互性、呈现课堂教学的多样性，从而培养学生自主学习的能力，推动个性化学习。
　　关键词：个性化学习;智慧教室;个性化物理教学模式
　　一、 个性化的教与学
　　个性化学习是按照学习者的个性、发展潜能，采用独特的、多元的方式，满足学习者个体需求的学习。学习主体可以脱离传统课堂的空间和时间的局限，实现学习目标、方法、内容、进度等方面的个性化学习。个性化学习不仅是学生的个性化的学，还应包含教师的个性化的教。个性化教学是尊重人和人的个性，强调良好个性潜能和优势的发掘与发展，主张培养个性素质全面和谐发展的人以学生为教学主体，构建个性化的教学模式。
　　二、 智慧教室介绍
　　智慧教室是一种典型的智慧学习环境的物化，是多媒体和网络教室的高端形态，它是借助物联网技术、云计算技术和智能技术等构建起来的新型教室，主要包含以下幾种软硬件配置：交互式电子白板实物投影系统、IRS应答器，移动终端，各类社交软件和学习App。
　　三、 智慧教室环境下个性化教学模式
　　根据个性化教与学的内涵和智慧教室系统的优势，笔者设计了一个基于智慧教室环境的个性化物理教学模式（如图）。文章以高中物理（鲁科版）选修3-1第五章第1节《探究磁场对电流的作用》为例，对该教学模式进行实践，展示智慧教室在教学各环节中的作用和特点，论述该教学模式对个性化学习有何促进作用。
　　（一）课前预习，自我生疑
　　课前教师布置预习作业并推送相关内容微课，让学生回顾历史上人们探索电与磁的联系的发展历程，微课视频后提出几个问题让学生思考回答：（1）安培提出“磁场对电流有力的作用”的观点的理论依据是什么？（2）关于磁场对电流的作用，你认为需要探究哪些内容？（3）你能举几个生活生产中应用磁场对电流作用的实例吗？学生通过预习作业，对新课内容进行自主思考、存疑、提问。
　　（二）自主探究，建构新知
　　1. 创设情境，提出问题
　　引出本节课研究的主题：探究磁场对电流的作用——安培力。联系生活实际，展示模拟扬声器基本结构和工作原理：在塑料瓶上绕圈，放在强磁铁上，将线圈的两端通过信号放大器和耳机线连接到手机上，用打开手机中的频率发生器，将手机屏幕同屏到电子白板上。调节频率发生器输出频率（如10Hz），观察到线圈带动瓶子振动起来，若将强磁铁移开或者不接入信号，则瓶子不再振动。学生可以同时观察到频率发生器显示的输出频率和实验仪器的现象。让学生解释瓶子振动的原因，并体会到磁场对电流有力的作用，这个力称为安培力。接着提出问题：安培力的方向和大小的主要决定因素有哪些？教师用控制变量法，分别改变频率大小、调节音量（电流大小）、改变磁场强弱（靠近或远离磁铁），让学生观察瓶子振动情况，听声音感受音调变化。学生通过观察演示实验感受到磁场对电流作用力与电流和磁场的强弱有关。在本环节中，教师应用了手机投屏技术，让学生能更清楚全面地观察演示实验。利用手机App创新实验，突破以往实验的难点，使学生知道利用手边的器材就能进行简单的探究活动，让其体会到学以致用，为学生个性化学习拓展了思路和途径。
　　2. 问题猜想，方案设计
　　在进行方案设计前，教师引导学生建立物理模型：强磁铁的非匀强磁场简化为匀强磁场，多匝线圈简化为一根直导线。学生初步探究安培力方向的影响因素：各小组利用实验室提供的器材，自行设计实验方案（器材：电池组、金属导轨、导体棒、导线若干、蹄型磁铁、锡箔纸等）。各小组根据设计方案进行初步实验并观察实验现象，其中一个学生用手机拍下实验过程的视频和照片，上传到班级QQ群内，教师同屏手机屏幕在希沃屏幕上，一边巡视一边收集学生问题。
　　3. 交流合作，验证猜想
　　教师选择两个小组的实验视频进行展示，让学生进行简单地描述实验过程和结果。学生通过初步实验探究发现以下几个问题：导体棒的运动方向（或者锡箔纸的弯曲方向）可以表示受到安培力的方向;改变磁场和电流方向，安培力的方向也改变，说明安培力的方向同时与磁场方向和电流流向有关;磁铁放在某些位置时，现象不太明显。教师引导学生思考三者方向是规律？学生进一步进行实验探究，把实验结果记录在学案后，拍下实验过程小视频和结论照片上传班级QQ群，选取四个小组的方案和结果进行展示，其他小组对比本小组实验和其他小组的实验结果，寻找共同规律。通过不同方案的补充、修正每个学生对问题的解决方案的理解，让每一个参与探究的学生都能及时准确地解决问题。
　　4. 成果交流，反馈评价
　　学生通过交流讨论各组的实验结果，发现安培力方向、磁场方向和电流流向总是不在同一个平面内，是一个三维空间上的关系。学生通过对比发现安培力、电流和磁场方向关系具有一定规律。教师引导学生总结出左手定则，学会判定安培力的方向。探究安培力大小影响因素：考虑到学生的个体差异发展和能力水平，课后给出不同实验方案，让学生自主选择，利用校本课或者课余时间进行拓展实验探究。在实验探究环节中，教师运用移动终端和希沃电子白板相结合的方式，利用社交软件辅助小组交流，形成高效良好的师生互动和评价。
　　（三）巩固新知，及时反馈
　　教师布置两题难度不同的课堂练习，学生使用IRS即时反馈器答题，系统立刻显示选项分布图，从学生答题情况分析学生的掌握程度，教师及时点拨纠正，或者让小组成员相互讲解，尽可能让所有层次学生掌握基础题，让更多的学生有动力掌握提高题。
　　（四）推送任务，自我补救
　　课后，教师根据不同班级不同层次的学生分组别布置作业任务，同时通过智学网平台向学生推送本节课相关资源、学习资料和微课等。各小组对本节课中还未解决的问题进行再次探究和讨论。教师可利用网络平台或社交软件可实现与学生一对一云端辅导交流，提高时效性和针对性;教师亦可提供更多的资料，让学生根据自己的兴趣和发展方向自主选择相关课题，继续深入探究。 　　四、 智慧教室环境下个性化学习特点
　　（一）发挥学习主体的能动性
　　在智慧教室环境下，教师可利用电子白板、移动终端等多种软硬件，把多种媒体信息进行结合，通过呈现各种情境，激发学生的学习兴趣，让课堂内容更加贴近实际问题，利用信息技术将实际问题进行建模，培养学生的建模能力、探究能力、科学思维、综合分析能力。借助智慧教室中的各种终端的交互、实时数据反馈等，学生可以自主决定用哪种方法解决问题，在这过程中学生学习如何获取信息和资源，如何收集数据和探究成果，讓学生掌握学习的主动权，充分调动学生的主观能动性，使其不断进行思考、讨论和交流，学会自主学习的习惯和方法，使学生体会到学习带来的成就感，从而更有信心接受更多的挑战。
　　（二）增强学习过程的交互性
　　基于智慧教室的个性化学习有很强的交互性，可以辅助教师进行个性化教学、学生个性化学习。首先，在课前预习中，教师利用网络学习平台向学生推送预习材料和学习资源，通过智能数据统计，教师能及时并且全面了解每个学生的性情，以便调整教学计划，让课堂教学更有针对性。其次，在课堂中，教师能及时和反馈获取学生数据信息，利用移动终端进行成果的分享与交流，师生实现多方位全面交互，让课堂互动更加多元化。最后，课后的作业和学习是课堂的延伸，教师通过网络在线上进行个别辅导交流和个性化推送，使不同层次的学生都有进行自我修正和补救平台和途径，实现个性化的教与学，促进教学相长。
　　（三）呈现课堂教学的多样性
　　在智慧教室环境下，教师可以在充分挖掘教材资源的基础上，尝试对学生的学习资源进行整合，即在尊重教材的基本结构下，同时将传统的纸质教材和新的教材、网络资源进行融合，使得学习内容更加丰富多样、更加与时俱进;个性化教学要求教师摒弃传统单一的讲授式教学，进行多样性的教学方法，积极引导学生学会利用信息技术和智慧教室平台进行多样化、个性化学习的方法，让学生体会到学习不再是单调乏味，而是充满多样性、趣味性。
　　五、 关于个性化教学模式实践中的思考
　　对于不同课程、不同内容、不同学科、不同学生的教学，教师不能一味地生搬硬套教学模式，应根据自身的特点，对教材的理解和对学生的了解，选择适合本学科的个性化教学模式，形成具有自身特色的个性化教学模式。“智慧教室”的使用也得“个性化”，即根据教学目标、教学内容、课程种类等进行适当选择和取舍，做到精准、高效。
　　参考文献：
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　　[2]郭秋萍，陈建辉，徐凌雁.个性化教育与模式化教育一体化发展研究[J].教育与现代化，2010（3）.
　　[3]杨红云.雷体南编著.智慧教育物联网之教育应用[M].北京：华文出版社，2016（8）.
　　作者简介：黄劲松，福建省福州市，福州格致中学鼓山校区。
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