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初中物理實(shí)驗(yàn)研究1

什么是高效課堂？為什么那么多教師都在追求高效課堂的構(gòu)建？高效課堂，是一種教學(xué)效率、效果達(dá)到一定程度的課堂。[1]它具有時間短、內(nèi)容足、質(zhì)量高的特點(diǎn)，通過高效課堂，能夠?qū)W(xué)生邏輯思維、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、辯證意識、質(zhì)疑能力都具有非常好的促進(jìn)作用?；诖?，本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，就教學(xué)做合一構(gòu)建初中物理高效課堂進(jìn)行了研究分析。

一、教學(xué)做合一在初中物理高效課堂中的滲透分析

“教學(xué)做合一”思想是我國著名教育家陶行知先生提出的重要理論之一，他認(rèn)為在教學(xué)活動中“教學(xué)做”應(yīng)該是一件事情，而不是相互分離的三件事情?！敖虒W(xué)做合一”的本質(zhì)，就是實(shí)現(xiàn)學(xué)生在“做中學(xué)”“做上學(xué)”，教師在“做上教”“做中教”的全新課堂教學(xué)模式，通過這種模式，學(xué)生在課堂中將會從被動學(xué)習(xí)狀態(tài)轉(zhuǎn)變主動學(xué)習(xí)狀態(tài)，而教師也能在教學(xué)中更加注重學(xué)生個體的能力、基礎(chǔ)和特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)高效教學(xué)。初中物理學(xué)科，本身就是一種以“做”為主的學(xué)科，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中感悟理論真知，在理論中辯證實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)論，促進(jìn)學(xué)生探究意識、質(zhì)疑思維的形成。[2]從這個角度來講，“教學(xué)做合一”和初中物理有極大的相似之處，因此，在其滲透物理學(xué)科構(gòu)建高效課堂的過程中，具有諸多便利，同時，也能最大限度帶動學(xué)生的參與性和主動性，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的效率。

二、教學(xué)做合一構(gòu)建初中物理高效課堂的現(xiàn)狀分析

（一）教師理念認(rèn)識缺乏透徹很多初中教師，都是具有多年物理教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的“老教師”，在教學(xué)方面擁有著一套完整的、自我的教學(xué)思想和模式，因此，在對待“教學(xué)做合一”的思想上，缺乏對其先進(jìn)性、長遠(yuǎn)性的認(rèn)識。在貫徹“教學(xué)做合一”思想的過程中，常常會將其進(jìn)行拆分落實(shí)，從而將統(tǒng)一的“教學(xué)做合一”教學(xué)理論，搞得七零八落，失去了其原本的價(jià)值和作用。

（二）教學(xué)手段方法單調(diào)死板在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，由于各種教學(xué)工具的缺失，教師能夠使用的教學(xué)手段非常單一。[3]而在新時代背景下，初中生對各種新奇事物充滿了好奇和渴望，這和傳統(tǒng)物理教學(xué)的模式、思想極不相符，甚至背道而馳，從根本上給予學(xué)生一種單調(diào)、死板的感受，并不利于“教學(xué)做合一”思想的落實(shí)和學(xué)生能力的提升。

（三）學(xué)生沒有充足干勁熱情興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識最好的老師，但是，很多情況下教師在教學(xué)的過程中，并不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。同時，在傳統(tǒng)課堂中實(shí)驗(yàn)部分的缺失，也是學(xué)生缺乏干勁的主要原因。因此，在利用“教學(xué)做合一”理論構(gòu)建高效課堂的過程中，教師必須激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動力，才能為高效課堂的構(gòu)建做好鋪墊。

三、教學(xué)做合一構(gòu)建初中物理高效課堂的有效策略

（一）由虛到實(shí)——激發(fā)學(xué)生興趣教學(xué)做合一的核心是“做”，而不是“教”和“學(xué)”，在一定程度上可以有效降低教師在課堂中的主體地位，凸顯學(xué)生課堂主人的身份，從而使學(xué)生更好地參與課堂活動。情境教學(xué)法，是一種由虛到實(shí)的教學(xué)方法，它是利用各種現(xiàn)代化工具，在課堂中為學(xué)生搭建和現(xiàn)實(shí)內(nèi)容相似的場景，讓學(xué)生在熟悉場景中獲得最真實(shí)的感受和體驗(yàn)，從根本激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。[4]情境教學(xué)法的形式有很多種，可以是故事情境，也可以是問題情境，總之無論是哪種形式，都可以將“教學(xué)做合一”思想的價(jià)值發(fā)揮出來。例如，在學(xué)習(xí)九年級“電路連接的基本方式”時，教師結(jié)合家用電路的內(nèi)容，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)電路教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生對電路知識產(chǎn)生興趣。情境：一天王小明回到家，打開墻壁上的電燈開關(guān)，屋子里電燈一個接一個地亮了起來，客廳明亮了、臥室明亮了、廚房明亮了，整個屋子變得非常明亮；李曉麗回到家后，同樣是打開電燈開關(guān)，不過，她們家的電燈是一起亮起來的，客廳、廚房、臥室都是同一時間亮起來的，她：“亮得這么快，我一個人再也不怕黑了！”教師：“同學(xué)們?yōu)槭裁闯霈F(xiàn)這種現(xiàn)象呢？”學(xué)生A：“電的速度不一樣”學(xué)生B：“小明家該交電費(fèi)了！”學(xué)生C：“為什么我們家的電燈不可以一起亮呢？”教師：“這個就涉及我們今天要學(xué)習(xí)的知識，電路的連接方式。請同學(xué)們自主預(yù)習(xí)，嘗試連接微課中出示的實(shí)物圖，并按照要求畫出電路圖。”學(xué)生自主預(yù)習(xí)，積極思考。教師將學(xué)生的實(shí)物圖連接與所畫的電路圖用投影展示。教師：“請學(xué)生A說一說兩個電燈是怎樣連成串聯(lián)和并聯(lián)的？”學(xué)生A：“兩個小燈泡首尾相連，然后接到電路中，我們說這兩個燈泡是串聯(lián)。兩個小燈泡的兩端分別連在一起，然后接到電路中，我們說這兩個燈泡是并聯(lián)?！苯處煟骸俺Ｒ?guī)的電路連接一般分為串聯(lián)和并聯(lián)，哪位同學(xué)能夠結(jié)合生活實(shí)際，分析一下我們家庭中電路連接情況?！睂W(xué)生B：“我們家庭電路通常都是串聯(lián)電路，即電燈是一個一個亮起來的，而并聯(lián)則是一起亮起來?！睂W(xué)生B：“明白了，回家讓我爸爸把我們家電路改成并聯(lián)電路?！苯處煟骸按蠹乙呀?jīng)了解串并聯(lián)電路的概念了，你們完成串并聯(lián)電路需要哪些條件呢？二者有什么區(qū)別呢？如何用畫圖的方式，表示出家里的電路呢？”在初中物理中通過情境教學(xué)，不僅可以落實(shí)“教學(xué)做合一”思想，還可以通過問題的提出引導(dǎo)學(xué)生找到學(xué)習(xí)的樂趣，透過淺層知識探究到物理知識的本質(zhì)。經(jīng)過情境引導(dǎo)，學(xué)生在課堂中，可以找適合自己學(xué)習(xí)的方式和模式，讓學(xué)生“一課一得”。情境教學(xué)法在教學(xué)中的使用，已經(jīng)不是新鮮事，它因其虛實(shí)結(jié)合的特點(diǎn)備受教師群體的歡迎。而“教學(xué)做合一”理論的滲透，并不屬于物理課堂內(nèi)容，必須采用一些柔性化的方式，如情境教學(xué)法，才容易被學(xué)生所接受和認(rèn)可，幫助學(xué)生找到正確“學(xué)”和“做”的方法。

（二）豐富內(nèi)涵——強(qiáng)化物理思維初中階段，物理學(xué)科是學(xué)生第一次接觸的全新學(xué)科，在物理學(xué)習(xí)思維、學(xué)習(xí)方法和習(xí)慣上難免會產(chǎn)生不適心理，影響學(xué)生學(xué)習(xí)和參與的積極性。同時，在傳統(tǒng)課堂中，教師在教授知識的過程中，學(xué)生和教師總是處于單方面的狀態(tài)中，一個單一教，一個單一學(xué)，很難對物理知識形成深入的認(rèn)識和理解，在生活和實(shí)驗(yàn)中無法靈活運(yùn)用教材知識和內(nèi)容。[5]因此，教師在教學(xué)活動中必須要改變傳統(tǒng)模式，學(xué)會將“教學(xué)做合一”理念滲透到教學(xué)中，以此為教學(xué)指導(dǎo)思想，鼓勵和支持學(xué)生多發(fā)言、多參與、多動手，從而成為一名合格物理學(xué)知識學(xué)習(xí)者。例如，教師在教授八年級“二力平衡”這部分內(nèi)容的時候，應(yīng)當(dāng)結(jié)合“教學(xué)做合一”的思想，鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而不是一味地講解理論知識。在帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行探索二力平衡條件實(shí)驗(yàn)的時候，教師可以提前準(zhǔn)備好彈簧測力計(jì)、硬紙板、細(xì)繩、剪刀等工具。之后，教師對學(xué)生的思維和思想進(jìn)行引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)的習(xí)慣。教師：“老師已經(jīng)給大家準(zhǔn)備好了實(shí)驗(yàn)工具，這些工具能夠輕松完成本節(jié)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容?！睂W(xué)生A：“老師，可是我們并沒有接觸過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)啊？”教師：“這個老師知道，但是，你們作為學(xué)生更應(yīng)該明白今天所學(xué)的物理知識，都是物理學(xué)先輩在沒有人指導(dǎo)的前提下，經(jīng)過一次次實(shí)驗(yàn)和失敗才形成的知識和理論，所以大家一定要珍惜，這里的實(shí)驗(yàn)材料管夠，大家開始動手嘗試吧！”學(xué)生B：“好的老師！”教師：“在實(shí)驗(yàn)開始之前，請同學(xué)們分析討論以下問題：（1）靜止在水平桌面的物理課本受到哪些力的作用？（2）在平直公路上行駛的汽車受到哪些力的作用？”學(xué)生積極討論，了解到什么是平衡力，什么是二力平衡。經(jīng)過一段時間的探索后。學(xué)生A：“老師，二力平衡就是兩個物體拉動一個物體??！沒有什么好探究的?！苯處煟骸澳銥槭裁创_定二力一定就是拉動一個物體呢？還有二力拉動物體的時候，為什么一定要在一條直線上呢？”學(xué)生B：“老師！我聽懂了，A同學(xué)我們一起來做吧！”學(xué)生A和學(xué)生B根據(jù)教師的提示，利用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，討論實(shí)驗(yàn)步驟。物理實(shí)驗(yàn)和物理理論課堂相結(jié)合，才是一節(jié)完整的物理課。很多初中物理教師，在日常教學(xué)活動中，通常過于追求理論教學(xué)，從而忽略了實(shí)驗(yàn)活動對學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的意義和重要性。因此，在踐行“教學(xué)做合一”教學(xué)理論的過程中，必須豐富教學(xué)內(nèi)容和內(nèi)涵，構(gòu)建“學(xué)中做、做中學(xué)”的模式，才能推動高效課堂的形成。內(nèi)涵的豐富，可以讓教學(xué)具有深度，讓學(xué)生學(xué)習(xí)更具層次，實(shí)現(xiàn)師生間的和諧、友好發(fā)展。同時，教學(xué)做合一思想的本質(zhì)是“做”，而不是“教”，所以教師必須從“教”的狀態(tài)中走出來，圍繞“做”去設(shè)計(jì)和開展“教”的內(nèi)容和模式，最終完成高效課堂的構(gòu)建。

（三）集思廣益——培養(yǎng)合作意識在信息技術(shù)快速發(fā)展的今天，人們的生活、學(xué)習(xí)和工作都越來越離不開各種現(xiàn)代化設(shè)備和技術(shù)。它們的出現(xiàn)確實(shí)給我們帶來了便利，但是，社會生活的正常運(yùn)轉(zhuǎn)仍舊離不開其核心——人。在初中物理課堂中滲透“教學(xué)做合一”思想的時候，可以運(yùn)用一些信息技術(shù)設(shè)備，輔導(dǎo)學(xué)生完成物理知識的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，一方面可以降低課堂乏味性，另一方面還可以提升學(xué)生對物理概念、定理的理解，促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展。[6]小組合作模式的開展，能夠進(jìn)一步弱化物理學(xué)科抽象性、邏輯性，實(shí)現(xiàn)學(xué)生間的優(yōu)勢互補(bǔ)，促進(jìn)學(xué)生整體發(fā)展。例如，在教學(xué)八年級“光的折射”這一節(jié)課程的時候，首先，教師可以播放一段“光的折射”微課視頻，讓學(xué)生通過視頻了解“光的折射”現(xiàn)象、特點(diǎn)，能夠區(qū)分折射和非折射現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生熱愛自然、親近自然的習(xí)慣；其次，根據(jù)學(xué)生的能力、特點(diǎn)和個性，將學(xué)生分成多個探究學(xué)習(xí)小組，保證每組人數(shù)、戰(zhàn)斗力相近；最后，就是給實(shí)驗(yàn)工具讓學(xué)生完成“光的折射”實(shí)驗(yàn)。教師：“同學(xué)們，小組已經(jīng)分好了，不過具體負(fù)責(zé)工作內(nèi)容，還需要大家進(jìn)行討論和分析，如××負(fù)責(zé)記錄實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、××負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)過程、××負(fù)責(zé)整理表述語言等，大家分完工就可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)了。”1小組：學(xué)生A負(fù)責(zé)水槽搬運(yùn)，學(xué)生B負(fù)責(zé)將激光筆固定在鐵架臺上，學(xué)生C負(fù)責(zé)往水槽內(nèi)添加一定量的開水和記錄實(shí)驗(yàn)……實(shí)驗(yàn)開始：學(xué)生A：“水槽、激光筆、手電、筷子、玻璃棒、紙筆等準(zhǔn)備完畢。”學(xué)生B：“實(shí)驗(yàn)開始，進(jìn)行第一次記錄，激光筆照射水槽?！睂W(xué)生C：“好的，已添加熱水，激光筆照射水槽完成。”學(xué)生B：“激光筆照射水槽發(fā)生折射現(xiàn)象，第二次實(shí)驗(yàn)記錄，筷子插入水槽?！睂W(xué)生C：“好的，筷子插入水槽完成”學(xué)生B：……學(xué)生A：“報(bào)告！1小組完成折射實(shí)驗(yàn)?！毙〗M1學(xué)生分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果：光從空氣斜射向水面時，會有一部分光反射回空氣，還有一部分光進(jìn)入水中，但傳播方向發(fā)生偏折。通過小組合作實(shí)驗(yàn)，一方面可以提升學(xué)生間的默契，增強(qiáng)同學(xué)之間的情誼，另一方面學(xué)生可以找到更多實(shí)驗(yàn)的方法，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)探究習(xí)慣，從而提高學(xué)生“做”的積極性和有效性。教學(xué)做合一都是以“做”為中心展開活動的，而小組合作模式的運(yùn)用，可以讓學(xué)生和學(xué)生之間共同探究、集思廣益，從學(xué)生群體內(nèi)部形成正確“做”的方法，繼而和教師對“做”的指導(dǎo)形成內(nèi)外合力、內(nèi)外呼應(yīng)，實(shí)現(xiàn)高效教學(xué)的目的。

四、結(jié)束語

總而言之，高效課堂的構(gòu)建對學(xué)生和教師的成長、發(fā)展都具有非常深遠(yuǎn)的意義和作用。教師作為教學(xué)的主導(dǎo)者，必須科學(xué)、全面、深入認(rèn)識“教學(xué)做合一”思想，這樣才能增加教學(xué)活動中“有用功”，減少“無用功”，讓教師可以在一堂課中教授更多的知識和內(nèi)容，充實(shí)和豐富學(xué)生當(dāng)節(jié)課的收獲，從而快速實(shí)現(xiàn)高效課堂的構(gòu)建和完善。

作者:劉存 單位:連云港市東?？h駝峰中學(xué)

初中物理實(shí)驗(yàn)研究2

虛擬實(shí)驗(yàn)室是在計(jì)算機(jī)端創(chuàng)造一個可輔助或代替?zhèn)鹘y(tǒng)現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)的可視化虛擬空間，該虛擬空間可從視覺、聽覺等感官方面，高度模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)效果。胡玲等提出了虛擬實(shí)驗(yàn)室在測量性、驗(yàn)證性、探究性和學(xué)習(xí)性等類型實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用模式。吳榮華和方欽華分析了虛擬實(shí)驗(yàn)室的虛擬呈現(xiàn)功能和微觀可視化視頻的特點(diǎn)，并展開其應(yīng)用于高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究。嚴(yán)煒和楊曉梅將NOBOOK虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件中的初、高中物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了分類，并展示了其在物理教學(xué)中的應(yīng)用。徐錢欣等對虛擬實(shí)驗(yàn)在初中物理中的實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)和教學(xué)類型進(jìn)行了分類，并通過案例具體展示了虛擬實(shí)驗(yàn)在課堂教學(xué)中的應(yīng)用。李雯君分析虛擬實(shí)驗(yàn)室在初中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的可行性，結(jié)合科學(xué)探究的七個關(guān)鍵要素，將其應(yīng)用于實(shí)際的物理教學(xué)實(shí)踐中。目前，國內(nèi)多數(shù)研究都是從實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)和教學(xué)類型等宏觀角度對虛擬實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用進(jìn)行分析，而對于虛擬實(shí)驗(yàn)室在具體實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)施策略設(shè)計(jì)的研究較少。鑒于此，以滬科版八年級物理全一冊第四章“科學(xué)探究：凸透鏡成像”為例，結(jié)合中央電教館虛擬實(shí)驗(yàn)室服務(wù)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了基于虛擬實(shí)驗(yàn)室的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施策略，以期為初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供參考。

一、基于虛擬實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)策略設(shè)計(jì)案例

（一）教材與學(xué)情分析

1.教材分析科學(xué)探究“凸透鏡成像規(guī)律”是本章的核心，也是學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)探究過程中的初始端倪，是“凸透鏡”知識的延伸和升華，同時又是學(xué)習(xí)“神奇的眼睛”和“凸透鏡的應(yīng)用”的理論基礎(chǔ)，在本章中起著承上啟下的重要作用。本節(jié)課教材先是通過介紹凸透鏡在生活中的投影儀、照相機(jī)、放大鏡等中的應(yīng)用引入新課，讓學(xué)生使用凸透鏡觀察不同距離物體的成像情況，提出“凸透鏡成像有何規(guī)律”的問題，促使學(xué)生思考并猜想“物、鏡之間的距離是否就是影響凸透鏡成像的主要因素？”針對實(shí)驗(yàn)猜想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和制定計(jì)劃，根據(jù)計(jì)劃完成實(shí)驗(yàn)并對收集的證據(jù)進(jìn)行分析與論證，最終得出結(jié)論。探究過程中需要注重輔助學(xué)生自主探究，這樣才能促進(jìn)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記憶，增進(jìn)學(xué)生對于凸透鏡成像規(guī)律的理解和應(yīng)用。教材探究過程充分實(shí)現(xiàn)了物理新課標(biāo)中“從生活走向物理，從物理走向社會”的課程理念。

2.學(xué)情分析本節(jié)課前，學(xué)生知道了如何區(qū)分實(shí)像與虛像，認(rèn)識了凸透鏡的結(jié)構(gòu)特征，知道它對光具有會聚作用，學(xué)會了利用平行光聚焦法測量凸透鏡的焦距，但并不了解凸透鏡成像有何規(guī)律。凸透鏡成像性質(zhì)變化多樣，學(xué)生會因此倍感興趣。已有的知識儲備能夠促進(jìn)學(xué)生對凸透鏡成像規(guī)律的認(rèn)識，但部分學(xué)生對如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究凸透鏡成像規(guī)律會感到困難。

（二）“科學(xué)探究：凸透鏡成像”教學(xué)策略設(shè)計(jì)

1.課前預(yù)習(xí)實(shí)施策略“科學(xué)探究：凸透鏡成像”是探究型實(shí)驗(yàn)，對初中生來說，此類型實(shí)驗(yàn)難度較大。教師在授課過程中往往是指導(dǎo)學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)案努力做對實(shí)驗(yàn)，而不是讓學(xué)生設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案和進(jìn)行自主探究，最終導(dǎo)致學(xué)生只能死記硬背地“記住”凸透鏡成像的規(guī)律，而不能靈活運(yùn)用。為了提升學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和自主探究的能力，筆者設(shè)計(jì)了虛擬實(shí)驗(yàn)室在課前預(yù)習(xí)的實(shí)施策略，如圖1所示。教師通過中央電化教育館虛擬實(shí)驗(yàn)室服務(wù)系統(tǒng)的“創(chuàng)編系統(tǒng)”功能，可以創(chuàng)設(shè)一個沉浸式虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)空間。教師在虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)空間中可以從用品欄中調(diào)用實(shí)驗(yàn)所需的器材資源，并在步驟選項(xiàng)中編輯了解實(shí)驗(yàn)原理、認(rèn)識實(shí)驗(yàn)器材及作用、理解物距和像距概念、實(shí)驗(yàn)猜想、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等預(yù)習(xí)任務(wù)，如表1所示。教師可將實(shí)驗(yàn)資源和預(yù)習(xí)任務(wù)發(fā)布并推送給學(xué)生，學(xué)生可以在計(jì)算機(jī)或手機(jī)端開展實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，通過實(shí)驗(yàn)任務(wù)引導(dǎo)完成預(yù)習(xí)任務(wù)，并初步完成實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，嘗試進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)操作。教師可以對學(xué)生完成預(yù)習(xí)后生成的反饋報(bào)告進(jìn)行學(xué)情分析，并及時調(diào)整備課方案。

2.課中授課實(shí)施策略從筆者的教學(xué)經(jīng)歷來看，在現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)操作過程中，蠟燭的燭焰通過凸透鏡后在光屏上所承接的像可能會出現(xiàn)不明顯、不穩(wěn)定等現(xiàn)象，點(diǎn)燃的蠟燭在實(shí)驗(yàn)操作時也會存在安全隱患。教師可以采取如圖2所示的虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的實(shí)施策略來解決此類問題。在授課時，教師讓學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，同組學(xué)生通過交流討論，分析各成員在預(yù)習(xí)任務(wù)中已設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的可行性，優(yōu)化并形成統(tǒng)一的小組實(shí)驗(yàn)方案。教師通過對各小組虛擬實(shí)驗(yàn)情境的設(shè)置，讓各小組調(diào)用不同焦距的凸透鏡進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，并完成對所收集數(shù)據(jù)的分析與論證。完成虛擬實(shí)驗(yàn)后，教師可以把課堂交給學(xué)生，讓學(xué)生自我展示獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和總結(jié)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，分析使用不同焦距的凸透鏡得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否一致，從而得到一個具有普遍性的凸透鏡成像規(guī)律。教師可針對學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)過程中容易出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行答疑講解，并通過虛擬實(shí)驗(yàn)室服務(wù)系統(tǒng)中的“實(shí)驗(yàn)測試”功能，現(xiàn)場將已編輯好的實(shí)驗(yàn)測試推送給學(xué)生完成。該功能中的AI測試助教將會對學(xué)生的操作過程和實(shí)驗(yàn)記錄進(jìn)行自動批改和解析，并再次生成新的測試題推送給未過關(guān)學(xué)生重新測試，待組內(nèi)同學(xué)全部測試過關(guān)后，方可讓該組學(xué)生進(jìn)入真實(shí)分組實(shí)驗(yàn)。

3.課后復(fù)習(xí)實(shí)施策略課堂虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合教學(xué)后，部分同學(xué)可能出現(xiàn)對課堂上的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記憶不深刻或?qū)?shí)驗(yàn)操作步驟不熟練等現(xiàn)象，教師可通過如圖3所示的實(shí)施策略指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課后復(fù)習(xí)。教師可以在“實(shí)驗(yàn)測試”功能設(shè)置虛擬考核情境，發(fā)布并推送虛擬實(shí)驗(yàn)課后練習(xí)。AI測試助教會生成學(xué)生課后練習(xí)的反饋報(bào)告，并對學(xué)生練習(xí)情況進(jìn)行分析，針對不同學(xué)情的同學(xué)再次發(fā)送個性化習(xí)題資源，對優(yōu)生進(jìn)行提高性訓(xùn)練，對差生進(jìn)行基礎(chǔ)鞏固學(xué)習(xí)，使絕大部分同學(xué)都能熟練掌握探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)過程和規(guī)律。

（三）教學(xué)效果分析

為了探究實(shí)施基于虛擬實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)策略對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的影響，分別對筆者任教的實(shí)驗(yàn)班和對照班進(jìn)行前、后測對比實(shí)驗(yàn)。1.實(shí)驗(yàn)前檢測成績的差異分析在對比實(shí)驗(yàn)開展前，利用第三章適應(yīng)性訓(xùn)練試卷作為檢測工具，讓實(shí)驗(yàn)班與對照班開展實(shí)驗(yàn)前檢測，并對前測成績進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)分析，分析結(jié)果如表2所示。從平均分來看，實(shí)驗(yàn)班與對照班前測的平均分差別較小，兩個班前測成績差異不顯著（t=-0.073，p=0.942＞0.05），即說明在對比實(shí)驗(yàn)開展之前，兩個班學(xué)生的物理學(xué)習(xí)基礎(chǔ)是相當(dāng)?shù)摹?.實(shí)驗(yàn)后檢測成績的差異分析筆者對實(shí)驗(yàn)班采取基于虛擬實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)策略，對照班采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，并在完成教學(xué)的當(dāng)天，對兩個班進(jìn)行測試，測試內(nèi)容為“科學(xué)探究：凸透鏡成像”的相關(guān)知識。對成績進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)分析，分析結(jié)果如表3所示。結(jié)果表明，對照班的平均分明顯低于實(shí)驗(yàn)班的平均分，兩個班后測成績差異顯著（t=2.510，p=0.014＜0.05），說明采取基于虛擬實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)策略能夠較為有效地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

二、實(shí)驗(yàn)總結(jié)

本文結(jié)合中央電教館虛擬實(shí)驗(yàn)室，并以“科學(xué)探究：凸透鏡成像”教學(xué)為例，通過引入虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)情境的創(chuàng)設(shè)，從課前預(yù)習(xí)、課中授課和課后復(fù)習(xí)三個環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)了基于虛擬實(shí)驗(yàn)室的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施策略。采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)對筆者所任教的實(shí)驗(yàn)班和對照班進(jìn)行后測成績差異對比實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)班和對照班前測成績相當(dāng)?shù)那疤嵯?，采取基于虛擬實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)策略的實(shí)驗(yàn)班后測平均分明顯高于對照班，且存在顯著差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采取基于虛擬實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)策略不僅能使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、現(xiàn)象與條件直觀呈現(xiàn)在學(xué)生面前，還能增進(jìn)學(xué)生對于凸透鏡成像規(guī)律的理解和應(yīng)用，有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

作者:朱志綠 單位:福建省福州屏東中學(xué)

初中物理實(shí)驗(yàn)研究3

信息技術(shù)的出現(xiàn)，促進(jìn)初中物理教學(xué)改革發(fā)展進(jìn)程不斷加速的同時，對學(xué)生綜合素質(zhì)與能力提升也有重要作用。一方面，初中物理教師通過信息化智慧課堂的構(gòu)建，進(jìn)行知識講解，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究，對學(xué)生興趣進(jìn)行培養(yǎng)，逐漸提升學(xué)生各項(xiàng)學(xué)習(xí)能力。另一方面，信息化環(huán)境影響下，在適應(yīng)與使用信息技術(shù)教學(xué)過程中，教師教學(xué)思維、觀念以及方式也會發(fā)生改變，這對教師教學(xué)能力提升很是重要。因此，教師要積極借助現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)。

一、智慧課堂

智慧課堂實(shí)際上指的是教學(xué)領(lǐng)域中教師與信息技術(shù)相互融合后，一種新課堂教學(xué)模式。在教師使用信息技術(shù)教學(xué)過程中，教學(xué)過程、環(huán)境會被優(yōu)化，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性會有所提升，學(xué)生智慧會得到培養(yǎng)，思維也會變得更加活躍。智慧課堂和傳統(tǒng)教學(xué)理念不同，其完全是以現(xiàn)代化教學(xué)理念為指導(dǎo)，主要目的是培養(yǎng)符合社會發(fā)展的新型綜合人才[1]。人機(jī)教學(xué)融合模式的提出，既可以進(jìn)一步加深信息技術(shù)與教育教學(xué)的融合，也可以促進(jìn)教學(xué)改革發(fā)展。那么為什么智慧課堂有這樣明顯積極作用呢？根據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，自信息技術(shù)與教學(xué)逐漸融合后，教師發(fā)生如下改變，第一，教師教學(xué)觀念開始發(fā)生變化；第二，教師教學(xué)模式開始發(fā)生變化，據(jù)結(jié)果顯示500名教師中有56%的教師觀念發(fā)生了變化，有60%的教師教學(xué)模式發(fā)生變化，具體調(diào)查如表1。教師觀念與模式發(fā)生變化，學(xué)生也會受到影響，這對學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展很重要。

二、智慧課堂教學(xué)特點(diǎn)

智慧課堂和傳統(tǒng)教學(xué)模式有明顯不同。傳統(tǒng)教學(xué)中，主要以教師傳授知識為主，教師的關(guān)注重點(diǎn)一直都是學(xué)生是否學(xué)會這些知識，會用這些知識解決考試中出現(xiàn)的各種問題，取得一個好成績[2]。但是，智慧課堂教學(xué)中，主要是對學(xué)生智慧進(jìn)行培養(yǎng)，通過不同方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生主動探索物理知識，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識與能力提升。在這一過程中，教師會為學(xué)生設(shè)計(jì)不同教學(xué)活動，增加學(xué)生知識獲取途徑，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量與效率提升。根據(jù)筆者對智慧課堂和傳統(tǒng)課堂教學(xué)相比較調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段智慧課堂主要特點(diǎn)有如下幾個，第一，教學(xué)結(jié)果數(shù)據(jù)化。教師借助信息技術(shù)教學(xué)后，將學(xué)生學(xué)習(xí)效果用數(shù)據(jù)的形式展示出來，也可以幫助教師找到學(xué)生薄弱點(diǎn)，有針對地進(jìn)行補(bǔ)充教學(xué)，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量提升，調(diào)查顯示，在接受調(diào)查的630名教師中，有65%的教師教學(xué)質(zhì)量有明顯提升；第二，課堂氛圍有所明顯變化。智慧課堂中，生生、師生溝通機(jī)會明顯增加，互動方式也發(fā)生明顯變化，其中，有73%的教師表示學(xué)生互動渠道明顯增加；第三，學(xué)習(xí)內(nèi)容更加豐富[3]。信息技術(shù)不僅是一個技術(shù)，還是一個大的資源庫，教師可以利用資源庫中的教學(xué)資源豐富課堂內(nèi)容，其中，有70%的教師使用信息技術(shù)豐富教學(xué)內(nèi)容；第四，其他特點(diǎn)，比如教學(xué)評價(jià)時效性提升，其中有63%的教師表示智慧課堂教學(xué)有這一特點(diǎn)，詳細(xì)調(diào)查如表2。

（一）教學(xué)結(jié)果數(shù)據(jù)化初中物理教師構(gòu)建智慧課堂時，會按照新教學(xué)要求，以學(xué)生為中心設(shè)計(jì)智慧活動，以此保證智慧課堂有效性。學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中，會按照物理教師的引導(dǎo)，逐步進(jìn)入到相關(guān)知識探究中，而教師也可以根據(jù)學(xué)生課堂表現(xiàn)對其進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)，對教學(xué)活動中不足之處進(jìn)行查找與調(diào)整，這樣既對教學(xué)質(zhì)量、靈活性、科學(xué)性提升有幫助，也可以為學(xué)生創(chuàng)造更好的學(xué)習(xí)機(jī)會[4]。同時，在教師將教學(xué)結(jié)果轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)的同時，教師也可以利用數(shù)據(jù)結(jié)果為學(xué)生制定專門的學(xué)習(xí)計(jì)劃，開展個性化教學(xué)，這樣既可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生學(xué)習(xí)自信心，也可以讓學(xué)生掌握屬于自己的學(xué)習(xí)方式。

（二）交流互動形式多種多樣傳統(tǒng)互動教學(xué)中，以師生互動為主，互動主要特點(diǎn)是時間短、內(nèi)容簡單。在互動過程中，學(xué)生基本沒有自主性，完全是按照教師的要求進(jìn)行互動。比如，教師提出問題后，學(xué)生要聽教師安排，得到教師允許后才可以提出問題，或者是回答問題。但是，自信息技術(shù)在課堂教學(xué)中使用后，師生互動方式明顯發(fā)生改變。根據(jù)筆者對目前智慧課堂中師生、生生互動交流方式調(diào)查發(fā)現(xiàn)，調(diào)查結(jié)果有明顯多樣化特點(diǎn)。首先，一共參與調(diào)查的教師有280名，調(diào)查方式是問卷調(diào)查。其次，調(diào)查結(jié)果為有80%的教師表示主要使用微信互動；有74%的教師表示，主要以課堂互動為主，比如微課互動[5]；同時也有85%的教師表示會用其他方式互動，比如微博、知乎、其他教學(xué)軟件等，具體調(diào)查如表3。

（三）課堂教學(xué)資源更加豐富課堂教學(xué)資源的多與少和教師有直接關(guān)系。如果在初中物理教師教學(xué)時，僅以教材為主，那么學(xué)生獲得的知識也會受限，沒有教師的引導(dǎo)，學(xué)生即使想要擴(kuò)展自身學(xué)習(xí)范圍，也比較困難。但是，在智慧課堂構(gòu)建中，教師完全可以借助數(shù)據(jù)資源庫中的資料豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，開闊學(xué)生視野，促進(jìn)學(xué)生知識積累量不斷提升的同時，促進(jìn)其綜合素質(zhì)提升[6]。比如，在資源庫中，有較多視頻、音頻相關(guān)的教學(xué)資源，教師根據(jù)學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)情況從中選擇這些資源，借助信息技術(shù)將全部教學(xué)資源進(jìn)行展示，可以為學(xué)生創(chuàng)造更多自主選擇的空間，促使學(xué)生根據(jù)自己實(shí)際需求選擇物理知識，這樣既可以對學(xué)生個性化進(jìn)行培養(yǎng)，對學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識與能力、教學(xué)質(zhì)量提升等都有積極影響。

三、信息化環(huán)境下初中物理智慧課堂構(gòu)建方式

初中物理智慧課堂的構(gòu)建，對教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)都會產(chǎn)生較大影響。一方面，在智慧課堂活動設(shè)計(jì)過程中，初中物理教師要遵守新教學(xué)原則，要明確新時期教學(xué)任務(wù)與目標(biāo)，這樣教學(xué)活動的有效性才會得到更多保證；另一方面，智慧教學(xué)開展過程中，教師要對活動進(jìn)行整體把控，不能使活動偏離跑道，這樣學(xué)生學(xué)習(xí)才會有效[7]。
（一）開展智慧預(yù)習(xí)活動預(yù)習(xí)教學(xué)對課堂教學(xué)質(zhì)量提升有重要作用。如果學(xué)生自主預(yù)習(xí)效果好，教師在課堂教學(xué)中，可以使學(xué)生擁有更多問題研究與探討時間，這對學(xué)生學(xué)習(xí)能力提升很重要。但如果學(xué)生自主預(yù)習(xí)效果不好，教師教學(xué)難度也會增加，相關(guān)知識講解時間也會延長，這樣學(xué)生自主探討時間減少，其問題探究與解決能力提升也會減慢。因此，在初中物理教師設(shè)計(jì)智慧課堂時，教師可以開展智慧預(yù)習(xí)活動，通過相關(guān)資料發(fā)送或者是線衫任務(wù)布置，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效預(yù)習(xí)，提升學(xué)生自主預(yù)習(xí)效果，促進(jìn)學(xué)生能力提升的同時，為課堂教學(xué)活動爭取更多自主時間。例如，在講解《運(yùn)動的描述》之前，教師要設(shè)計(jì)智慧預(yù)習(xí)活動。首先，初中物理教師可以借助信息資源庫收集和本章節(jié)教學(xué)相關(guān)內(nèi)容，比如運(yùn)動速度變化視頻。而后教師可以將找到的資料傳輸?shù)较嚓P(guān)學(xué)習(xí)平臺上，讓學(xué)生對運(yùn)動過程進(jìn)行描述，比如微信學(xué)習(xí)群。其次，預(yù)習(xí)任務(wù)發(fā)布后，教師可以讓學(xué)生在交流學(xué)習(xí)群內(nèi)討論相關(guān)內(nèi)容。在學(xué)生討論時，教師可以為學(xué)生布置一些研究任務(wù)，比如生活中運(yùn)動情境有哪些。這些問題比較簡單，學(xué)生只要稍微思考，就可以說出答案，這對學(xué)生探討積極性與預(yù)習(xí)效果提升很有幫助。最后，教師將學(xué)生預(yù)習(xí)中遇到的問題整理成數(shù)據(jù)，同時也要求學(xué)生整理自己預(yù)習(xí)中遇到的問題，為課堂教學(xué)中互動活動開展做準(zhǔn)備。

（二）借智慧豐富學(xué)生課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容課堂教學(xué)內(nèi)容越豐富，學(xué)生可探究的空間就越大，自主選擇性也會越高。在初中物理教師構(gòu)建智慧課堂上，教師可以借助信息技術(shù)中教學(xué)資源豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，而后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動探索與研究。在豐富內(nèi)容的同時，物理教師不能盲目選擇課堂內(nèi)容，要根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)、興趣愛好等進(jìn)行選擇，這樣教學(xué)內(nèi)容才會對學(xué)生有吸引力，學(xué)生才會在教師有效引導(dǎo)下，進(jìn)入無線探究中。例如，在教師講解《熔化和凝固》時，首先初中物理教師要以學(xué)生為主完善教學(xué)內(nèi)容。初中學(xué)生正處于成長階段，對較多自己不了解的事物都有好奇心，這時教師可以借助學(xué)生這一特點(diǎn)選擇教學(xué)內(nèi)容。比如，學(xué)生喜歡看影視視頻放松自己，這時教師可以將“熔化和凝固”變化過程制作成短視頻，讓學(xué)生觀看。其次，在視頻中，教師可以加入一些問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究。如，生活中哪些食物的制作和熔化和凝固相關(guān)。最后，在教師引導(dǎo)下，學(xué)生從生活角度出發(fā)對相關(guān)知識進(jìn)行探究，這既可以讓課堂知識研究變得簡單，也可以讓學(xué)生將物理和生活自然關(guān)聯(lián)到一起。

（三）借助智慧開展新互動教學(xué)互動可以提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，可以激發(fā)學(xué)生思維，可以讓教師更好的了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。由于傳統(tǒng)教學(xué)中，受教學(xué)模式與理念影響，教師對互動教學(xué)重視度并不高，導(dǎo)致這一教學(xué)方式有效性一直沒有體現(xiàn)出來。但是，在新時期教學(xué)改革影響下，互動教學(xué)的作用也越發(fā)明顯，因此在初中物理教師構(gòu)建智慧課堂時，也可以開展智慧互動教學(xué)。例如，在講解《二力平衡》時，首先初中物理教師在課堂教學(xué)活動開始前，可以將學(xué)生分成幾個小組，為學(xué)生互動創(chuàng)造更多機(jī)會。其次，科學(xué)分組完成后，教師可以直接為學(xué)生布置學(xué)習(xí)任務(wù)。如，讓學(xué)生研究什么是二力平衡，力平衡的條件是什么。任務(wù)布置完成后，為保證學(xué)生可以進(jìn)行有效互動，教師可以告知學(xué)生任務(wù)完成后，會對各小組學(xué)生進(jìn)行隨機(jī)考核，如果考核合格，可以獲得一個獎勵，但是如果考核不合格，學(xué)生要接受懲罰。在懲獎活動影響下，學(xué)生會變得積極與主動，互動效果也會大大提升。結(jié)語總而言之，信息化環(huán)境影響下初中物理智慧課堂教學(xué)，既符合新時代教學(xué)發(fā)展要求，也可以有效促進(jìn)教師做出改變，促進(jìn)教師思維發(fā)生改變的同時，教學(xué)質(zhì)量不斷提升。教師在改變過程中，會自然的起到帶動作用，使學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)事宜發(fā)生變化，這對學(xué)生綜合素質(zhì)與能力提升很有幫助。因此，初中物理教師要明確智慧課堂教學(xué)作用，積極開展與創(chuàng)新智慧課堂。

作者:高遐林 單位:甘肅省臨洮縣程家鋪初級中學(xué)