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借助信息技术开展深度物理课堂教学

2022-06-10黄秀花

中学理科园地 2022年3期
关键词:深度教学物理信息技术

黄秀花

摘   要:随着信息技术的不断发展,技术的创新,给课堂深度教学提供了动力和条件。教师借助信息技术系统开展深度物理课堂教学,可以促进教学相长,教师教会学生的不只是抽象难懂的物理课本知识,同时可以培养学生自主学习,自行查缺补漏的能力,可以进一步提高学生的学习兴趣,培养学生的物理核心素养,提高教学效果。

关键词:信息技术;物理;深度教学

现在是信息技术2.0的时代,教师需要与时俱进,掌握30个微能力点,不断提升自身的素质,对教材进行二次开发,借助各种可用资源,不断地丰富课堂,让课堂可以深入浅出,让学生更容易接受理解,让课堂效率更加高效。曾经读过一篇文章,里面有一句耐人寻味的话:叶子的离去,是风的追求,还是树的不挽留。同样一件简单的事情确可以有不同的理解,不同的呈现方式,呈现方式直接影响最后的效果。简单地说就是借助信息技术,让教师和学生对整堂课理解深入一些,方法更加得当一点。开展深度物理教学的方法很多,本文将从四个方面,通过具体的实例探讨如何借助信息技术开展深度物理课堂教学。

1  借助网络共享资源丰富教师自身认识

打铁还需自身硬。教师自身水平高了,更容易开展深度物理课堂教学。现在的网络资源特别丰富,特别是有很多的微信公众号,里面存储着非常多、非常优秀的教学资源。笔者曾经通过好慕课这个微信公众号,观看了特级教师张国老师的“两种电荷”的录课,张国老师在讲解正负电荷时,先投屏两张放大的原子的图片,接着通过分析原子们在相互撞击的过程中会出现得失电子的现象来说明物质为什么会带正电和负电。笔者就对比了以前自己的处理方式,准备了毛皮和橡胶棒、丝绸和玻璃棒,直接跟学生分析,有道具效果是不错的,但是如果再加上张国老师的两张放大的原子的图片,效果就更好了,更加直观,学生更加容易理解。图片比文字容易理解,文字的呈现又比空洞的言语更容易接受。优秀教师对教材都有自己的不一样的深度理解,就像世界上不会有两片完全一样的叶子一样,教师们需要做的就是不断的吸收优秀教师的深度理解和优秀做法。熟能生巧,熟练之后就更容易有深度的认识和理解。这就是借助网络共享资源丰富教师自身认识,以达到开展深度物理课堂教学的方法。

2  借助相关软件作图,演示动画加深学生理解

在中学物理教学过程中,会发现有很多的物理概念和规律是抽象难懂的,有很多难题甚至要借助数学知识,这个时候如果我们掌握了数学作图工具,就可以在课堂上轻松的讲透物理难题。比如带电粒子在磁场中运动的多解性问题,临界问题中的旋转圆、放缩圆、平移圆。这里介绍一款部分优秀教师们用的动态数学软件,Geogebra(简称GGB)软件,它可以很方便地绘制物理的动态图形,功能跟以前的几何画板很像。在《物理教学》这本核心期刊当中,第一作者陈林的文章《基于GeoGebra软件的磁场动态圆问题的可视化分析》就有介绍使用GGB软件轻松解决物理磁场多解性的难题[ 1 ]。在“物理教师”这本核心期刊当中,作者盛宝骥的文章《用GeoGebra软件描绘电荷电势分布》也说明使用GGB软件搞定电荷的电势分布图[ 2 ]。此外,青岛高中物理教研平台也利用GGB软件制作很多物理动画,轻松解决了很多重要又不好讲的物理难题,降低了学生的思维难度,有效地提高教学效率,深化了物理课堂的教学。再比如:我们来看 2020年高考全国I卷的一个选择题:已知有一个匀强磁场,它的方向垂直于纸面向外,大小是B,磁场半圆的直径与ac、bd共线,ac间的距离与磁场半圆ab的半径相等。有一束带正电粒子,质量为m、电荷量为q,如图1所示,具有各种速率的粒子束从c点垂直射入磁场。不考虑粒子之间的相互作用。粒子在磁场中运动的最长时间是(         )。

分析:粒子在磁场中运动时,运动轨迹所对应的圆心角越大,运动时间越长,即t=T。因为粒子具有各种速率,根据qBv=,得r=,由此可知,速度越大,带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆的半径r越大,所以接下来应用GGB软件制作动画图,非常直观,经过教师一点拨,轻松解决问题。设[⌒][ab]半圆的半径为R,在GGB软件的界面中,需要先确定出题目中的磁场区域c. a. b. d点,然后再构造出带电粒子半径逐渐增大的运动轨迹圆,如图2-5所示。

当带电粒子从c点垂直射入磁场,则圆心必在ac所在的直线上,将粒子的轨迹半径由零逐渐放大,借助GGB软件作出的动画中,可以看出,在r≤0.5 R和r≥1.5 R时,粒子离开磁场之前的轨迹是半个圆,圆心角180°,运动时间为。当半径r大于0.5 R而小于1.5 R时,粒子ab从半圆边界射出,逐渐将运动粒子轨迹半径从0.5 R逐渐放大,粒子射出位置从半圆顶端向下移动,轨迹圆心角从180°逐渐增大,通过图形可以知道虚线cp与ab半圆相切时,夹角acp最大,夹角cap最小,轨迹对应的圆心角最大,且夹角acp是30°,轨迹圆心角最大,最大是240°。但是如果继续增大粒子的运动半径,圆心角反而减小,所以当粒子运动轨迹半径等于磁场ab半圆的半径时,粒子运动轨迹圆心角最大,即θ=π+=π,故选项C正确,选项A、B、D错误。简而言之,借助相关软件,可以轻松地搞定物理难题,加深学生的理解,也达到开展深度物理课堂教学的效果。

3  借助信息技術制作思维导图深化物理课堂教学

思维导图作为近年来运用较多的创新性教学方式,运用关联发射的技巧,围绕中心主题,将教学重难点用并列和递进方式以图表呈现,从而链接各个知识点,建立记忆模块,加深对知识点的记忆和运用[ 3 ]。 思维导图是一种高效的思维模式,可以帮助把知识点网络化、可视化。使用思维导图能够让我们层次清晰地总结归纳知识点,这也使得它在教学中的应用越来越广泛。制作思维导图的工具有很多,可以使用希沃白板,也可以借助Xmind软件,从而达到对知识的总结与提升。例如在鲁科版必修2“万有引力与航天”这一章的授课结束后,为了帮助学生记忆,拓宽学生的思维宽度,帮助学生理解总结提升全方位发展,笔者借助希沃白板简单的制作如图6的思维导图,当然也可以让学生利用课后时间完成,完成后再把教师的思维导图展示给学生,充分进行对比后,最后教师再进行总结点评。在具体的教学过程中,教师还可以应用希沃白板的其他辅助功能。例如可以应用标注的功能,应用不同颜色、不同字体、不同图形对重要知识点进行标注,加深学生对知识的理解和记忆,比如在讲解“万有引力与航天”这个思维导图时,就可以在万有引力定律这个地方添加重要的标注,包括黄金代换等等。还可以应用连线、填空、分组竞赛的功能,以思维导图的方式将整章的知识点一一呈现,使得学生对物理规律的理解更加的深入和透彻,毕竟图形比单纯的文字更容易让人记住。如果是学生来制作的话,可以有很多种不同的格式,可以加上很多不同的颜色,让学生主动参与,这同样也达到开展深度物理课堂教学的效果,把学习的过程上升到知识的生成与管理。

4  借助平台,自主建立物理课程,方便学生课后学习

好东西应该积累并分享。现在存储电子资源的平台很多,可以存储在电脑、移动硬盘上,可以存储在微信公众号上,还可以存储在其他平台上。笔者就通过超星平台建立高中物理课程。课程建立后,可以发送给学生,学生可以利用课余时间来进行学习和查缺补漏。在超星平台当中,可以上传格式多样的电子资源,比如可以上传word文档、PDF文档,可以上传视频,还可以制作调查问卷,并纪录学生的学习情况数据。这部分工作主要是对课堂的进一步深化和延伸。在疫情和信息化这种大背景下,它的优势就表现出来了,学生通过教师分享的物理电子教学资源,就可以随时随地地进行观看和学习、补充,有效的培养学生自主学习能力,这也是核心素养视角下高中物理混合式教学的一种有效的策略。

总之,信息技术在高中物理教学中发挥着越来越重要的作用,借助信息技术开展深度物理课堂教学的方法有很多,比如还可以根据实际情况制作导学案或者微课,可以从教师自身出发,可以从课堂细节入手,还可以从学生身上下功夫,这也构成了一种混合式的教学策略。借助信息技术,只要方法得当,都可以有效地深化课堂教学,提高教学效果,所以教师需要与时俱进,不断提高信息技术水平来深化自己的课堂教学。

参考文献:

[1] 陈林,桑芝芳.基于GeoGebra软件的磁场动态圆问题的可视化分析——以一道带电粒子在磁场中运动的多解问题为例[J]. 物理教学, 2020(9):26-28.

[2] 盛宝骥.用GeoGebra软件描绘电荷电势分布[J]. 物理教师,2018(1):71-73.

[3] 陈基快,马秀娟,高方圆,等.思维导图在新药评价教学中的应用[J].基础医学教育,2017,19(1):44-46.

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