王　胤

(上海市第三女子中學(xué)，上海 200050)

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高中物理教學(xué)中移動(dòng)智能終端應(yīng)用初探

王胤

(上海市第三女子中學(xué)，上海 200050)

摘要：當(dāng)今社會(huì)終端技術(shù)日新月異，運(yùn)用移動(dòng)終端現(xiàn)象極其普及，師生也身處其中。在物理教學(xué)中運(yùn)用移動(dòng)智能終端進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，開展課堂教學(xué)，編制個(gè)性化教材可以幫助學(xué)生更好地利用碎片化時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)習(xí)效率。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)智能終端；探究性學(xué)習(xí)；個(gè)性化教材；碎片化學(xué)習(xí)

現(xiàn)今，高中生已普遍使用智能手機(jī)和平板電腦等移動(dòng)智能終端。最近一次的中國未成年人互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用狀況調(diào)查報(bào)告顯示，分別有61.2%和60.6%的城市和農(nóng)村未成年人使用移動(dòng)終端上網(wǎng)，高中生又占其中的絕大部分。本文中的移動(dòng)智能終端指可接入互聯(lián)網(wǎng)，根據(jù)用戶需求實(shí)現(xiàn)各種定制功能的設(shè)備。師生在日常生中活中常用的智能終端包括智能手機(jī)、筆記本電腦和各種iPad等。隨著終端技術(shù)日新月異，物理教學(xué)可以運(yùn)用智能終端，延伸學(xué)習(xí)的空間和時(shí)間，提高教學(xué)效率。以下為筆者在高中物理教學(xué)中運(yùn)用移動(dòng)智能終端進(jìn)行教學(xué)的一些嘗試。

一、學(xué)生運(yùn)用智能手機(jī)開展探究性學(xué)習(xí)

高中物理課程要求學(xué)生能利用實(shí)驗(yàn)探究的方法學(xué)習(xí)物理，希望通過探索研究培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。怎樣指導(dǎo)學(xué)生充分地開展探究活動(dòng)？師生面臨的最大問題是缺乏足夠的課堂時(shí)間。在閑暇碎片化時(shí)間中使用移動(dòng)智能終端上網(wǎng)是中學(xué)生中最常見的現(xiàn)象。我們可以利用學(xué)生的這種習(xí)慣推動(dòng)移動(dòng)智能終端在中學(xué)物理探究性學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。這對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)不論是在時(shí)間還是空間上都是一種積極的延伸。

筆者以上海市某實(shí)驗(yàn)性示范性學(xué)校高二年級(jí)一實(shí)驗(yàn)班為對(duì)象，進(jìn)行了探究實(shí)驗(yàn)的嘗試，步驟如表1和圖1所示。

圖1　高二年級(jí)探究實(shí)驗(yàn)步驟圖

1.設(shè)計(jì)任務(wù)

表1　任務(wù)分組情況

2.小組分配

將班級(jí)學(xué)生以自愿組合的原則分成4個(gè)研究小組，每個(gè)小組8人探究一個(gè)子課題，每個(gè)小組安排一名組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)本小組的活動(dòng)，報(bào)告小組探究活動(dòng)的進(jìn)展情況(如圖2所示)。

學(xué)生常用的社交軟件有微博、微信、QQ等，都有跨終端的特點(diǎn)。因?yàn)槲⑿庞腥毫牡墓δ?，各個(gè)探究小組可以建群，教師也可以入群，適時(shí)對(duì)學(xué)生予以指導(dǎo)。師生協(xié)商后最終選擇了微信作為交流平臺(tái)。

3.實(shí)驗(yàn)過程

組長(zhǎng)統(tǒng)一指揮，組員分別負(fù)責(zé)制作降落傘、照片拍攝、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)采集、誤差分析、成果微信展示、最終小結(jié)。

在實(shí)驗(yàn)過程中，組員在組長(zhǎng)帶領(lǐng)下從準(zhǔn)備材料到驗(yàn)證假設(shè)，從采集數(shù)據(jù)到成果展示，分工明確，互相配合，充分利用移動(dòng)智能終端的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將實(shí)驗(yàn)信息第一時(shí)間發(fā)布到微信群或朋友圈中與組內(nèi)外成員同享。

圖2　4個(gè)小組探究實(shí)驗(yàn)過程截圖

4.學(xué)生收獲

(1)組間互動(dòng)，彼此借鑒

移動(dòng)智能終端的使用增加了各小組之間的互動(dòng)聯(lián)系，形成了學(xué)習(xí)共同體。在實(shí)驗(yàn)的過程中，組員充分利用身邊的移動(dòng)智能終端進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，將實(shí)驗(yàn)照片第一時(shí)間傳到微信平臺(tái)上，既幫助自己小組記錄下實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，也為其他小組提供了信息和方法的借鑒。學(xué)生們既是學(xué)習(xí)者，也是傳授者。通過小組之間的良性互動(dòng)，幫助每個(gè)小組更有效、優(yōu)質(zhì)地完成探究任務(wù)。

(2)網(wǎng)絡(luò)搜索，拓展視野

移動(dòng)智能終端為課題研究提供了廣闊的信息資源。通過搜索引擎，各小組在遇到問題時(shí)可以在互聯(lián)網(wǎng)上獲得信息。這樣既增加了在無教師解答的情況下成員的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，又提升了每位參與者的信息素養(yǎng)這項(xiàng)21世紀(jì)必備的生存技能。

二、師生運(yùn)用iPad開展課堂教學(xué)

筆者以《機(jī)械能守恒定律》的新授課教學(xué)為例?！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》要求學(xué)生通過對(duì)機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)探究感受學(xué)習(xí)和研究物理的科學(xué)方法。一般，教師會(huì)選擇分析自由落體或豎直上拋運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能的變化情況。因?yàn)檫@兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的軌跡都是直線，可以比較方便地用運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)出運(yùn)動(dòng)過程中若干位置的動(dòng)能和重力勢(shì)能，從而判斷出運(yùn)動(dòng)過程中物體是遵循機(jī)械能守恒的。其實(shí)生活中更常見的是軌跡為曲線的運(yùn)動(dòng)，比如拋體運(yùn)動(dòng)。但因?yàn)閽侒w運(yùn)動(dòng)中物體每時(shí)每刻的速度方向都在改變，通過常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器很難測(cè)量并計(jì)算出物體在運(yùn)動(dòng)過程中任意位置的動(dòng)能和重力勢(shì)能，所以即使物體做拋體運(yùn)動(dòng)的過程中機(jī)械能總量也不變，但教師一般不會(huì)選用。

如果運(yùn)用iPad的Apps，這個(gè)問題就迎刃而解了。iPad的Apps和Video Physics軟件自帶的視頻提供了大量的物理教學(xué)資源。筆者嘗試運(yùn)用圖3中的Video Physics自帶的示例視頻：籃球做拋體運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)探究拋體運(yùn)動(dòng)中物體機(jī)械能變化的規(guī)律。只要對(duì)籃球運(yùn)動(dòng)過程逐幀描點(diǎn)，確定標(biāo)度，建立坐標(biāo)軸，軟件就會(huì)自動(dòng)對(duì)軌跡進(jìn)行分析，得出籃球在水平、豎直方向上的運(yùn)動(dòng)參量。結(jié)合iPad的Graphical App、Numbers App的數(shù)據(jù)處理，可以進(jìn)一步計(jì)算出籃球的動(dòng)能、重力勢(shì)能和機(jī)械能，從而探究出籃球做拋體運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能、重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化關(guān)系和機(jī)械能守恒的特點(diǎn)。Numbers App還能夠?qū)⑦@三種能量的變化過程用圖像的方式呈現(xiàn)，數(shù)形結(jié)合，形象直觀，讓人一目了然。

圖3　Video Physics App教學(xué)應(yīng)用

由于機(jī)械能守恒需要一定的條件，教材對(duì)不符合條件的情況也作了分析，為今后學(xué)習(xí)能量守恒定律打下了基礎(chǔ)。筆者嘗試鼓勵(lì)學(xué)生用隨身攜帶的移動(dòng)終端記錄下生活中物體的運(yùn)動(dòng)過程，導(dǎo)入Video Physics App，探究在運(yùn)動(dòng)過程中它們的機(jī)械能是否守恒，哪些物體在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能衰減得更快，并分析原因，見圖4。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生運(yùn)用上述Apps對(duì)自己拍攝的視頻中的物體運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行分析，都能夠得出結(jié)論：機(jī)械能守恒必須滿足只有重力(或彈力)做功的條件，機(jī)械能衰減得更快是因?yàn)槲矬w在運(yùn)動(dòng)過程中，阻力做了更多的負(fù)功。

在課內(nèi)和課外安排學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓學(xué)生親歷探究、發(fā)現(xiàn)、搜集、處理信息的過程，有助于學(xué)生將知識(shí)內(nèi)化、建構(gòu)，更有助于促使學(xué)生在獲取基礎(chǔ)知識(shí)、掌握基本技能的過程中，學(xué)會(huì)思考、學(xué)會(huì)判斷、學(xué)會(huì)研究。運(yùn)用移動(dòng)智能終端，實(shí)驗(yàn)可以不再局限于實(shí)驗(yàn)室的方寸之中。把探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)融入日常生活中，可以潛移默化地讓學(xué)生感受到物理是一門源于生活又服務(wù)于生活的學(xué)科。

圖4　生活中物體運(yùn)動(dòng)的視頻記錄

普通教材更多為紙質(zhì)的文字和圖片，雖然嚴(yán)謹(jǐn)，但缺失趣味，而且不同學(xué)校不同學(xué)生個(gè)體的學(xué)習(xí)程度和學(xué)習(xí)方式不盡相同。教師可以運(yùn)用移動(dòng)智能終端根據(jù)學(xué)生的情況為之個(gè)性化地定制教材。

圖5　利用iBooks制作個(gè)性化教材

筆者曾嘗試運(yùn)用iPad的iBooks Author App為學(xué)生制作了《楞次定律》的互動(dòng)教材(如圖5)。只要將教材公布于iBooks，學(xué)生便可利用iPad免費(fèi)下載閱讀。基于《楞次定律》的課程標(biāo)準(zhǔn)中要求“學(xué)生能熟練地運(yùn)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，從能的轉(zhuǎn)化和守恒的角度理解楞次定律的內(nèi)涵”。筆者將自制教材分為有遞進(jìn)關(guān)系的兩節(jié)。第一節(jié)：判斷感應(yīng)電流的方向，并在末尾選配了一道測(cè)試題。學(xué)生可以人機(jī)互動(dòng)，答題并核對(duì)答案，判斷自己能否運(yùn)用楞次定律判斷出感應(yīng)電流的方向。如果能，那么可以繼續(xù)下一步學(xué)習(xí)，進(jìn)入教材的第二節(jié)：運(yùn)用“反抗”理論來解釋能的轉(zhuǎn)化和守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體表現(xiàn)。在第二節(jié)中，筆者還添加了一段實(shí)驗(yàn)視頻。視頻實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生體會(huì)到楞次定律“反抗”的表現(xiàn)形式。這種動(dòng)態(tài)的教材實(shí)現(xiàn)了教學(xué)活動(dòng)情景化，是普通紙質(zhì)教材不可比及的，填補(bǔ)了課程素材的空白。在教材中添加動(dòng)態(tài)的實(shí)驗(yàn)視頻還彌補(bǔ)了在課堂上教師做了實(shí)驗(yàn)、課后學(xué)生無法重復(fù)觀看的缺陷。

這種個(gè)性化的教材照顧了學(xué)生的差異，學(xué)生可以“按需學(xué)習(xí)”，即每位學(xué)生根據(jù)自己實(shí)際的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和接受能力，選擇適合自己水平的學(xué)習(xí)內(nèi)容和練習(xí)。學(xué)生還可以自主選擇學(xué)習(xí)的時(shí)間和地點(diǎn)，選擇重復(fù)學(xué)習(xí)教材的不同章節(jié)。

我們身處碎片化的時(shí)代，學(xué)生的注意力很難持久，養(yǎng)成了碎片化學(xué)習(xí)的習(xí)慣。而傳統(tǒng)的教學(xué)都是按照學(xué)科和專業(yè)的知識(shí)體系，按部就班、循序漸進(jìn)地進(jìn)行的，教師們希望學(xué)生學(xué)到的是完整的、系統(tǒng)化的知識(shí)，因此碎片化學(xué)習(xí)經(jīng)常受到詬病。筆者認(rèn)為碎片化的學(xué)習(xí)也有優(yōu)勢(shì)。碎片化的學(xué)習(xí)靈活度更高：學(xué)生可以根據(jù)自身情況選擇碎片時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)；碎片化的學(xué)習(xí)針對(duì)性更強(qiáng)：在分割學(xué)習(xí)內(nèi)容后，學(xué)生可對(duì)某部分內(nèi)容重點(diǎn)學(xué)習(xí)；學(xué)習(xí)內(nèi)容少，學(xué)習(xí)時(shí)間短，保障了學(xué)習(xí)興趣，因此碎片化的學(xué)習(xí)效率更可觀。移動(dòng)智能終端“小巧輕便”、“隨時(shí)隨地”的特點(diǎn)可以幫助學(xué)生利用碎片時(shí)間靈動(dòng)隨心地學(xué)習(xí)。比如學(xué)生充分利用課間、午休進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，就節(jié)省了有限的課堂時(shí)間。學(xué)生運(yùn)用信息技術(shù)的能力可能比教師更勝一籌，運(yùn)用移動(dòng)智能終端進(jìn)行教學(xué)的過程就是師生相互幫助、共同學(xué)習(xí)、共同提高的過程。這一過程體現(xiàn)了 “教學(xué)一體”的理念，達(dá)到了“教學(xué)相長(zhǎng)”的效果。

科技是把“雙刃劍”，學(xué)生在使用移動(dòng)智能終端過程中容易被其他娛樂應(yīng)用程序分心?；ヂ?lián)網(wǎng)對(duì)中學(xué)生有極大的誘惑力，需要學(xué)生有較強(qiáng)的自控力和主動(dòng)積極的學(xué)習(xí)意愿。在運(yùn)用移動(dòng)智能終端進(jìn)行教學(xué)的過程，教師要精心設(shè)計(jì)，深度參與，有效介入，逐步引導(dǎo)，形成學(xué)生“樂學(xué)”的良性局面。這樣，移動(dòng)智能終端將會(huì)成為連接學(xué)生課堂內(nèi)外的接口、物理與社會(huì)的接口，更是知識(shí)與獲取知識(shí)途徑的接口。

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An Exploration into the Application of Mobile Intelligent Terminals to Physics Teaching in High School

WANG Yin

(Shanghai No.3 Girl High School, Shanghai 200050)

Abstract:Nowadays, with the rapid development of technology, mobile intelligent terminals enjoyan increasing popularity, even on campus. In physics teaching, introducing mobile intelligent terminals to students’ inquiry learning, classroom teaching and the compiling personalized teaching materials is supposed to aid students in better use of fragmented time for fragmented learning and thus improve their learning efficiency.

Key words:mobile intelligent terminals, inquiry learning, personalized teaching materials, fragmented learning

作者簡(jiǎn)介：王胤，上海市人，上海市第三女子中學(xué)一級(jí)教師，主要從事物理教學(xué)研究。