336教學模式下智慧教室在高中物理教學中的應用
——以“簡諧運動”為例

福建省福州屏東中學 謝秋玲

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》中提出“到2020年，基本實現教育現代化”?！督逃畔⒒臧l展規劃（2011—2020年）》中明確指出“以教育信息化帶動教育現代化”。其核心和關鍵在于信息技術能否與教育教學有效深度融合，讓信息技術為教育和學科教學提供更好的手段、平臺和生態。

一、智慧教室環境與336教學模式介紹

智慧教室是依托現代信息技術發展起來的，它利用強大的數據統計功能和先進的網絡管理平臺，能夠為學科教學提供以互動為核心、具有測評功能、提供個性化服務的新型教學環境。336教學模式中的“336”是指教師、智慧教室、學生3個維度，課前、課中、課后3個教學階段，自主學習、檢測反饋、釋疑拓展、檢測反饋、歸納總結、云端補救6個環節，如下圖所示。

智慧教室環境在336教學模式下的應用，主要體現在呈現學習情境、課堂交互、呈現測評信息、提供資源平臺等方面。旨在利用智慧教室先進的技術使教學空間得以延伸拓展，教學內容呈現更加多樣、生動，教學信息反饋更加準確、實時，師生互動方式更加積極有效，學生學習的主體性更加突出，教師的指導作用更加明顯。

二、課例展示：336教學模式下智慧教室在“簡諧運動”教學設計中的應用

“簡諧運動”是中學物理一種重要的運動形式，其受力的大小與方向不斷發生變化，是力學中運動形式比較復雜的一種運動。魯科版教材通過大量振動實例建立機械振動的概念，接著以琴弦振動為例，建立回復力的概念，然后通過建構彈簧振子的理想模型，根據彈簧振子振動過程中的受力與位移關系建構“簡諧運動”的理想模型，最后分析“簡諧運動”的運動學特征和能量特征。本節課程通過大量振動核心概念的建立以及分析彈簧振子振動過程中的動力學、運動學特征和能量特征，使學生掌握研究未知運動的基本方法，進一步加深對質點運動的認識，發展運動和相互作用觀念及能量觀念。通過對彈簧振子、“簡諧運動”模型的建立，掌握建模方法，體會建構模型的重要性以及物理從復雜到簡單、從實際問題到理想模型的研究思路。筆者在教學過程中，根據《智慧教室336教學模式下教學基本過程》，結合物理學科特點將“簡諧運動”教學設計做如下安排。

（一）課前

1.自主學習。（1）學生實驗：觀察不同彈簧和不同質量振子的振動情況。（2）教師通過智學網平臺以學習任務單的方式讓學生對高一物理學過的運動類型及有關動力學的概念、規律進行復習。

2.檢測反饋，即前測環節。課前，利用ISR系統對學生自主學習情況進行診斷性檢測。

設計意圖：高二學生經過高中物理學習，基本具備了從運動學、動力學和能量角度分析典型運動的初步能力，但要完整地分析受力大小、方向都在變化的力作用下的運動情況，還需要對力和運動的關系加以強化。課前安排的學生實驗是為了建立彈簧振子這一理想模型提供真實的情境體驗。

利用智慧教室環境開展學生課前自主學習時，教師要根據教學經驗、對本課程的教學要求、對學生知識能力水平的預判來設置學習任務單和相應的檢測題，通過智學網平臺推送給學生，學生完成自主學習后提交。教師再根據智學網給出的統計數據和新課前課堂IRS系統的反饋，能較為準確地知道學生真實的知識水平、學習難點與盲點，進而及時且有針對性地調整教學計劃與進度。

（二）課中

1.釋疑拓展，歸納總結

（1）呈現學習情境

情境：“魚洗”實驗。在“魚洗”演示實驗部分利用實物展臺將實驗現象投屏放大直播，幫助學生多視角對物理現象進行觀察，激發學生興趣。

片段1：建立機械運動的概念

情境：提供真實實驗器材——豎直方向彈簧振子和單擺裝置，并讓其振動起來。

設計意圖：學生對機械振動有一定的生活認知，但是對機械運動的共性缺乏理解和深入分析。教師利用實驗器材演示讓學生觀察彈簧在豎直方向振動和小球在水平面內振動這兩種易于觀察的振動，教師特意提醒學生注意振子最初的位置及狀態，幫助學生找出“中心位置”這個特征，強化“平衡位置”的概念，也方便后續定義振動“位移”的概念。

片段2：彈簧振子建模過程

情境：播放學生課前實驗視頻，學生代表談實驗收獲。教師提供真實實驗器材——水平彈簧振子，介紹裝置并讓振子自由振動，學生觀察，教師提問。

問題1：為達到相對理想的振動狀態，對彈簧和振子有什么要求？

問題2：在實驗過程中，振子振動的幅度為什么越來越??？

問題3：如果不計振子在運動過程中受到的阻力，振子又會怎樣運動？

設計意圖：學生經歷過質點、點電荷、輕彈簧等理想化模型的建構過程，已經具備將簡單的實際問題轉化為物理模型的能力，課前的親身實驗體驗加上課堂的問題引導，學生能較容易地抽象得到彈簧振子的理想模型應滿足的條件。

智慧教室環境呈現學習情境的多樣化，可以讓學生對微觀的、動態的、不易觀察的現象有更加直觀形象生動的認識。本節利用實物投影放大功能和視頻播放功能，將演示實驗的實驗現象投放至班級顯示大屏放大播放，有利于班級學生觀察對比，尋找出機械振動的本質特征，解決了傳統課堂實驗演示時因器材擺放在講臺上，學生觀察的角度、清晰度都受限制而不易于發現二者振動共同點等問題。同時，通過視頻播放軟件播放生活中不同的振動場景，能讓學生認識到機械振動是自然界和生活中常見的一種周期性運動。

（2）提供資源平臺，進行多項交互

片段3：學生自主探究彈簧振子受力、運動、能量等規律

筆者在課前用手機拍攝一段水平彈簧振子振動的視頻，然后將視頻、探究學案導入學生電子書包。課堂上學生利用平板電腦中的暴風影音等軟件將視頻慢速逐幀播放，根據自己的觀察分析完成對振子在一個周期內回復力大小方向、位移大小方向、加速度與速度大小方向、動能、勢能變化的探究。學生完成自主探究后及時提交，教師通過大屏即時了解學生學習動態，實時給予指導與建議。具體設計如下。

探究1：探究彈簧振子的動力學特征，建立“簡諧運動”模型

①探究彈簧振子受力特點，建立回復力概念。

②建立振動位移的概念，探究位移特點，尋找回復力與位移的關系，建立“簡諧運動”模型。

設計意圖：大部分高二同學對胡克定律掌握得比較好，水平彈簧振子受力簡單，學生較容易分析出振子在各個位置受力方向與大小，進而發現振子受力的特點，教師引導得出回復力的概念。振動位移概念與高一時所學的位移的概念有所不同，如何引入振動位移的概念是教學的一個難點。教學設計中筆者采取直接告知的方式，由于彈簧振子在振動過程中是以平衡位置為中心位置來回振動，因此為了研究問題的方便，我們就定義振動物體在某一時刻的位移為物體偏離平衡位置的位移。學生明確了回復力與位移的概念就很容易發現二者之間的關系，從而定義“簡諧運動”這一理想運動模型。課堂上教師引導學生分析振子在振動一周期內通過特殊位置（O點、A點、A′點、B點、B′點）時的受力與位移的大小與方向，通過表格對比發現二者之間的關系，這樣的教學設計不僅降低了探究難度，而且可以增強學生學習的信心，激發學生探究興趣。

探究2：探究彈簧振子的運動學和能量變化規律

為了讓學生對彈簧振子在振動一個周期內各物理量的變化情況有一個全面直觀的認識，便于總結振子振動過程的運動學和能量變化規律，設計如下表格進行探究。

振子位置變化規律A O A'O物理量A→O（大小變化情況）O→A'（大小變化情況）A'→O（大小變化情況）O→A（大小變化情況）位移x大小方向回復力F大小方向加速度a大小方向速度v大小方向能量E動能EK勢能EP

片段4：交流點撥、歸納總結

通過顯示大屏反饋學生探究實驗的數據，通過現場學生對數據的分析表述，引導學生歸納總結振子振動規律。在檢驗振子在整個運動過程中各物理量變化規律時，運用Flash課件對振子的運動過程進行回放、慢放，用不同顏色的箭頭對不同物理量進行形象直觀、動態展示，能夠加深學生對振動規律的理解記憶。

2.檢測反饋

新課教學中完成了水平方向彈簧振子做“簡諧運動”的探究，在檢測反饋部分設計了豎直方向的彈簧振子做“簡諧運動”的證明。通過后者，一則鞏固新課知識；二則通過變式訓練學生對所學知識的遷移能力；三則查缺補漏、即時反饋課堂的共性問題，進行及時補救和鞏固。

在智慧教室環境下開展學生課中探究發現規律的環節中，利用平板進行的自主探究過程不僅保證了學生最大限度地參與課堂學習，還能準確翔實地記錄學生真實的學習過程，主客觀上都為學生的高參與度提供了有力的保障和支持，學生真正成為學習的主體。課堂即時反饋生成的數據與資源能夠對學生學習動態精準定位，教師不僅在課堂上能夠針對大多數學生存在的問題進行釋疑點評，針對不同層次類型的問題進行精確指導，而且也為課后的個性化補救提供了客觀精確的依據，能較好地做到不同程度的學生學有所得，從而有效地提升學生學習的效率和效果。手機視頻、Flash課件、動畫的使用能讓學生對動態的、不易觀察的現象有更加直觀形象生動的認識。另外，智慧教室中搶權、挑人等功能具有時代感、科技感，能夠激發學生學習的興趣和參與的樂趣，提高學生課堂參與度。

（三）課后：進行云端補救

利用智慧教室對學習資源進行共享推送，以方便課堂未扎實掌握知識點的學生進行課后查閱復習。智慧教室的云平臺中心儲存了大量相應的學習資源，方便學生課后復習提升?；趯W生學情的個性化的習題，有助于學生查缺補漏。

三、總結與反思

智慧教室提供的多樣化教學內容的呈現方式、實時準確的反饋系統、強大的數據處理功能、新穎的交流互動方式帶來了教師教學方式、學生學習方式的變革。在智慧教室環境與336教學模式下進行的課堂教學，學生學習的主體性地位更加突出，教師的主導性地位更加重要，但這對教師提出了更高的要求。教師除了要認真鉆研教材和學生外，還要與時俱進學習新的信息技術，研創滿足教學需要的各種教學資源，實現信息技術與高中物理教學的有效融合。以信息技術之“優”來補傳統教學中的“拙”，努力實現教學內容呈現方式、師生互動方式以及教師的教與學生的學的方式的變革，最終實現物理教學的高效性。