基于电子白板的高中物理图表教学初探

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　　摘要:本文从电子白板支持下利用物理图片创设情境、物理图表分析物理过程、在物理数据表中发现规律,提高学生读表、制表能力等方面论述了高中物理混合式学习活动中的图表教学。
　　关键词:电子白板 图表 混合式学习
　　
　　交互式电子白板在普通白板的基础上结合先进技术发展而来。有电子感应白板和感应笔(硬件)与白板操作系统(软件)的集成,是计算机的一种输入和输出设备,作为人与计算机进行交互的智能平台。作为新兴的媒体,相对于传统的粉笔加黑板、水笔加白板,现在常见的计算机加投影仪的技术手段,有着不可比拟的优势。可以直接在电子白板上板书、备注、随时调用资源、进行历史回顾、具有强大的可视性和交互性。这种交互性尤其适合课堂教学的半开放结构和多种交互的需求,在教学中凸显学生参与的主体地位,实现了技术和课堂教学的无缝连接,促进学生由被动学习变为在正式环境中学习和接受挑战性学习。
　　图表一般是指用来描绘数学函数、呈现社会和自然科学研究中的数据以及具体说明科学理论的表征信息的视觉图像形式。从图表的定义看出,图表分为“图”和“表”。图是具体说明科学理论的表征信息的视觉图像形式,表是描绘数学函数、呈现社会和自然科学研究中的数据。图表是信息的载体,通过视觉化、结构化的方式表征信息,使定量的数据信息更容易直观的理解。图表还可以作为分析问题的思维工具。正因为图表的这些特点,图表教学是一种重要的教学策略。
　　物理学注重运动过程的分析,物理教学中的图表学习有其独特的作用,如何将电子白板的优势与物理图表教学结合起来,是一个值得探究的问题。
　　
　　一、运用图片,创设情境
　　
　　情境是一切认知活动的基础。知识是人和情境之间联系的属性,在人与情境的互动中产生、发展。知识和能力的发展,就像语言的发展,发生于真实情境中和不断进行的利用知识的活动中。物理概念、规律蕴含在一定的物理情境中,在情境中进行的物理学习才是有效的、有意义的。通过精心创设恰当的物理情境,能提高学生物理学习兴趣,提高物理学习效率。现代教育改革的核心是变学生被动性学习为投入性学习(Engaged Learning),让学生在真实的环境中学习和接受挑战性学习任务。图直观,可以将事物生动表现出来,在创设情境方式有着得天独厚的优势。图较之文字更有冲击力;能唤起学生的经验和记忆,通过图片创设情境。
　　1.图在物理教学中创设情境的作用
　　(1)用图片制造悬念,激发好奇心
　　例如在《生活中的圆周运动》的教学中,通过电子白板展示大量圆周运动图片,形成强烈的视觉冲击后,再学生在电子白板上画出物体运动的圆周轨迹,这时教师提出“这么多圆周的运动中隐藏着什么样的规律呢?”,自然激发出学生的求知欲和学习兴趣(图1)。
　　
　　 (2)用图片探究,形成概念
　　知识是情境化的,在活动中产生,不断发展。参与在具体情境中的探究实践活动能促进学习与理解。例如在《生活中的圆周运动》教学中,用荡秋千的图片创设探究情境,研究秋千经过最低点时,绳上的拉力与人的重力关系,逐渐建立圆周运动向心力的概念。将学习活动抛锚在知识生成的情境中,经历物理研究过程,促进学生自然形成概念,建构知识网络(图2)。
　　
　　 (3)用图片实现知识迁移,提升能力
　　为了避免知识僵化,要给学生提供实践的机会,进行知识反馈练习,可用图片创设具体的递进情境,通过解决实际问题,来满足学生的认知需求。例如在《生活中的圆周运动》教学中,在探究圆周运动的规律后,教师利用几组图片进行反馈练习。如:凹形桥和拱形桥;桥上的车和天上的宇宙飞船;秋千和旋转软梯;这些图片,从地到天,从平面到立体,从熟悉到陌生,从具体到抽象,使学生的思维在场境转换中递进,从而提高应用知识解决问题的能力,能够把握事物的本质和规律。
　　(4)用图片强化知识,巩固知识
　　在概念的形成过程中,强化是一个重要的环节,强化可以巩固知识和技能。在强化概念的教学中,如果老是重复概念的定义,会损害学生的学习兴趣、弱化学生的学习动机。如果应用图片创设的具体情境来刺激强化概念,将知识概念与学生已有的经验、生活背景建立起联系,学生才能在深层次上对概念进行理解,知识的掌握才牢固,才能融会贯通。在《生活中的圆周运动》教学中,通过在荡秋千、汽车过桥、宇宙飞船、旋转软梯、火车拐弯等具体情境的强化知识在生活、生产中的自然应用,学生学得有兴趣,在问题解决中,经历了分析问题的过程,从而牢固地掌握了有关知识。
　　应当指出,用图片创设情境,不能是图片简单的堆砌呈现,而是要注意图片呈现的逻辑顺序、要对图片进行编排、分类来突出图片中与教学目标相联系的重要特征,从而帮助学生的形成概念,促进思维的发展。
　　2.电子白板在充分发挥图的作用的优势
　　电子白板在教学过程中使讲解、板书与电脑操作进行无缝链接。因而在充分发挥图的作用方面能发挥较大的优势。
　　(1)带来视觉冲击,创设情境、营造气氛。在《生活中的圆周运动》教学中,我应用了多幅拐弯图片:摩托车拐弯、汽车拐弯、火车拐弯、飞机拐弯等,这些精美图片的依次出现,学生被深深地吸引住了,当投影最后一幅人骑自行车图时,我说“这是我们敬爱的爱因斯坦正在骑自行车拐弯”,学生会心一笑。这时,教师不失时机地问:图片表现的这些运动中有什么共同的特点?在图片的震感的视觉冲击下,唤起学生的内在学习兴趣,自觉进行运动类比,从而自主建构知识(图3)。
　　
　　 (2)将教师从计算机操作台前解脱出来。用鼠标笔(或手指)在白板上操作计算机,把教师从忙于计算机的操作中解脱出来,使教师有更多的关注学生,加强了与学生的交流,教师从课件放映员转变为学习的导演。电子白板能自由书写、对画面进行放大缩小、内容存储、遮屏、现场摄影等,从而在白板上突出重要信息。如在讲火车拐弯时,要介绍火车轮子的结构,我通过电子白板的遮蔽和放大功能,突出轮子的关键部位(图4),提高学生对关键信息的注意力。
　　
　　二、运用图,分析物理过程,促进思维的发展
　　
　　物理学中的力学,主要研究力与运动的关系。教学中首先要建立物理模型,然后从力、运动、能量的角度来分析问题,洞悉物理过程。图是有力的思维工具。教师常在黑板上画受力分析图,用图像将抽象的概念形象化的表示出来。电子白板有助于教师借助投影的图形,直接在图上分析物体受力情况,这比教师单纯在黑板上作图更能让学生理解、接受有关的概念,掌握分析的方法,使学生图像思维能力得到发展。例如分析旋转的软梯受力时,教师在图片空白区直接进行圆周运动的受力分析,对向心力、向心力来源用不同颜色的笔进行标注,层次分明,帮助学生建构起向心力的概念。掌握分析的方法(图5)。又如利用电子白板将旋转软梯与火车拐弯从运动、向心力、向心力来源各方面加以层次鲜明的对比,帮助学生把握向心力的本质(图6)。
　　
　　三、在表中发现规律,提高学生读表制表能力
　　
　　社会活动和科学研究中的很多信息都可以用表的形式表现。表相对来说,比较抽象,浓缩了大量的数据信息,在数据中隐藏着规律。表是描绘数学函数、呈现社会和自然科学研究成果的重要记录。制表是认识事物的一种认知方式。读表则是发掘信息,寻找规律的过程。
　　如在分析单摆回复力的教学中,需要用到角度很小时,角度的正弦值近似于弧度值的结论。这个结论是学生正确理解单摆模型进行回复力推导的前提。教师若直接将结论告诉学生,学生体会不深刻(图7)。我在教学中应用表格展示0～10度范围内角度的正弦值和弧度值,再用电子白板的涂色功能,将数据进行横向分组对比和纵向分组对比,引导学生从中分析发现规律,让学生体会方法和结果,并且用Excel软件的作图功能,现场绘制正弦值与弧度值的曲线,让学生比较它们之间的差别,通过读表分析和作图操作,帮助正确建立概念,正确理解图表信息和意义,从而提升了学生的读表的能力。
　　
　　又如在《液体》教学中,需要引导学生建立结构决定性质的思想。在新课上课前,教师先用表格来对比气体、液体和固体的宏观性质的不同,再引导学生根据已知的气体的微观结构推测液体的微观结构。在学习了表面张力、浸润和不浸润、毛细现象的内容后,教师再用电子白板的自由捕获功能,将这3种现象的微观结构和宏观现象进行剪切、复制,由学生在电子白板上画出3者的关系框图,进行对比,从而总结出结构决定性质的规律(图8)。
　　
　　总之,先进的信息传播技术进入教育领域,不仅导致教学方式的变革,而且也促进了教育理论的发展。混合式学习方式强调教师、学生、教材和教学媒体从概念到操作的全面的融合。电子白板以其易用性、交互性、可视性成为现代教育技术与传统教育技术有机结合的新兴教育技术,能够对混合式学习的活动给予强大的技术支持。电子白板在利用物理图片创设情境、物理图表分析物理过程、在物理数据表中发现规律,提高学生读表、制表能力等图表教学过程中能发挥较好的作用,从而提高图表教学的效能。
　　
　　参考文献
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　　[4]王龙.基于电子白板的日常课堂教学[J].中小学信息技术教,2005,3

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