陳吉利

(紹興市柯橋區(qū)豫才中學(xué) 浙江 紹興 312000)

交互式電子白板對(duì)中學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化

陳吉利

(紹興市柯橋區(qū)豫才中學(xué) 浙江 紹興 312000)

交互式電子白板作為一種新型的信息技術(shù)設(shè)備，正在教育領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用．基于交互式電子白板系統(tǒng)不同的功能和特點(diǎn)，教師可在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采取不同的教學(xué)策略，設(shè)計(jì)不同的教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)．采用了各種形式的案例說(shuō)明了交互式電子白板在物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體應(yīng)用．

交互式電子白板 物理演示實(shí)驗(yàn) 優(yōu)化

1 問(wèn)題的提出

中學(xué)物理是以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科．任何一個(gè)物理規(guī)律或定律都是經(jīng)過(guò)多次的實(shí)驗(yàn)總結(jié)、歸納、推導(dǎo)得到的，實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中一直占據(jù)著不可缺少的地位．中學(xué)物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以幫助學(xué)生系統(tǒng)掌握物理知識(shí)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，還能對(duì)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)和發(fā)展起著重要的作用．物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中物理課程的魅力所在．

在日常教學(xué)中，教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)多采用教師演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式．這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式為學(xué)生創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的實(shí)際操作能力起到了一定的作用．但從教學(xué)實(shí)踐看，常常會(huì)由于教學(xué)條件、設(shè)施的限制，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式會(huì)在某些實(shí)驗(yàn)中遇到難以實(shí)際操作的問(wèn)題，比如以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn).

高壓電的實(shí)驗(yàn)具有危險(xiǎn)性，無(wú)法在教室里演示給學(xué)生，學(xué)生也就無(wú)從得到感性的認(rèn)識(shí)，教師只能直接灌輸給學(xué)生結(jié)論．

靜電實(shí)驗(yàn)“壓高量少”，即電壓高，電量少，容易受到天氣等因素的影響，實(shí)驗(yàn)的成功幾率不高，一旦實(shí)驗(yàn)失敗將會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情．

有些物理演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象微觀、瞬間或變化較快，難以觀察．例如，牛頓管實(shí)驗(yàn)中，自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間非常短暫，難以看清金屬片與羽毛是否同時(shí)下落．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象一閃而過(guò)，不能把實(shí)驗(yàn)過(guò)程分解開(kāi)來(lái)，讓學(xué)生留有思考的時(shí)間，尋找實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵步驟和成敗因素．

交互式電子白板技術(shù)的軟件和資源庫(kù)正好可以幫助實(shí)現(xiàn)靈活地制作觀察和模擬實(shí)驗(yàn)，若能將交互式電子白板的功能和優(yōu)勢(shì)與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，定將大大優(yōu)化中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的發(fā)展．

2 對(duì)交互式電子白板的認(rèn)識(shí)

交互式電子白板是一種新的高科技電子教學(xué)系統(tǒng)，由硬件電子感應(yīng)白板和配套的交互白板系統(tǒng)軟件共同構(gòu)成．它集傳統(tǒng)的黑板、計(jì)算機(jī)、投影儀等多種功能于一身，并通過(guò)USB連接線與電腦進(jìn)行信息通訊，由投影機(jī)將PC上的教學(xué)內(nèi)容投影到電子白板屏幕上．在相應(yīng)的系統(tǒng)程序支持下，用電子感應(yīng)筆或手指直接操作電子白板和控制計(jì)算機(jī)．電子白板有效地整合了現(xiàn)代多媒體的優(yōu)勢(shì)，又保持了傳統(tǒng)黑板教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，有效解決了教師上課過(guò)程中多媒體平臺(tái)的局限性，為師生信息和情感的交流搭建了很好的信息化教學(xué)環(huán)境．

3 交互式電子白板對(duì)優(yōu)化中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例分析

3.1 交互功能

利用電子白板的交互功能，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，發(fā)揮學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理概念，規(guī)律的理解.

我們知道，許多物理概念和規(guī)律都是從大量的具體事例中抽象出來(lái)的，在教學(xué)中，必須重視感性認(rèn)識(shí)，使學(xué)生通過(guò)物理現(xiàn)象、過(guò)程獲得必要的感性認(rèn)識(shí)，這是形成概念，掌握規(guī)律的基礎(chǔ)．對(duì)于此，筆者發(fā)現(xiàn)，如果把電子白板當(dāng)成媒介，將演示實(shí)驗(yàn)與課件有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，在教學(xué)中可以取得很好的教學(xué)效果．

例如在“牛頓第一定律”的教學(xué)中，講解伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以與伽利略針和單擺實(shí)驗(yàn)進(jìn)行類(lèi)比，把實(shí)驗(yàn)與課件PPT相融合，利用電子白板的交互功能和投影功能相結(jié)合的方法，結(jié)果非常成功．

(1)安裝調(diào)試

先把PPT導(dǎo)入到電子白板，在電子白板上投示如圖1所示,然后用強(qiáng)力貼掛鉤、細(xì)線、擺球制成單擺，通過(guò)調(diào)試使實(shí)物單擺和課件單擺相吻合，如圖2所示．

圖1 在電子白板上的投示圖

圖2 使制作的單擺與課件單擺相吻合

(2)教學(xué)過(guò)程

1)伽利略針和單擺實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，擺球從左端某一位置釋放可以沿著圖中軌跡擺到右端很接近等高線的位置，然后將一枚細(xì)針垂直于電子白板先后插在O1和O2位置，擺球同樣都可以沿著不同的軌跡擺到右端很接近等高線的位置．

師：擺球?yàn)槭裁床荒芡耆珨[到等高線上呢？這是什么原因造成的呢？

生：應(yīng)該是空氣阻力吧！因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)如果繼續(xù)擺下去，小球的擺動(dòng)高度會(huì)越來(lái)越低，我想這就是由于空氣阻力持續(xù)作用的緣故吧！

師：觀察得很仔細(xì)，分析得也很到位．這的確是由于受到空氣阻力的影響而造成的結(jié)果．那么，假如除去空氣阻力的影響，結(jié)果會(huì)是怎么樣呢？

生：擺球完全會(huì)擺到等高線的位置．

2)軌跡轉(zhuǎn)變?yōu)檐壍溃?/p>

師：當(dāng)初，伽利略就是受到針和單擺實(shí)驗(yàn)的啟示，催發(fā)他思考如果把軌跡改變成軌道，情況又會(huì)是怎么樣呢？

用一根PVC軟管與圖中軌跡重合，由此鋪成軌道，讓一個(gè)小鋼球從軟管的左端由靜止開(kāi)始滾下，最后小球滾到了接近等高線的位置，卻沒(méi)能到達(dá)等高線．

以上演示實(shí)驗(yàn)在電子白板的背景上進(jìn)行展示，可使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象達(dá)到極佳的可視效果．另外，還可利用課件的文字、圖形、動(dòng)畫(huà)效果，增強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)的形象性、說(shuō)明性．

3.2 繪圖功能

利用電子白板的繪圖功能(學(xué)科工具)，擴(kuò)大課堂容量和資源優(yōu)勢(shì)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力和探究能力．

交互式電子白板的使用相對(duì)于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教師不再是鼠標(biāo)的點(diǎn)擊者，學(xué)生也不再是課件的觀賞者．不用作圖工具就能輕松地畫(huà)出各種漂亮的圖形，放大鏡可以任意縮放，輕松保存教學(xué)痕跡，無(wú)限克隆、拉幕、拖拽、顯示、修正等功能更是讓人覺(jué)得神奇．例如在物理學(xué)科工具中有力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)等工具．學(xué)科工具呈現(xiàn)的方法是(以物理工具電表為例)：點(diǎn)“學(xué)科”——“物理”——點(diǎn)“電學(xué)”——選中其中相應(yīng)的電表圖并點(diǎn)擊一下——在白板上某空白處移動(dòng)白板筆即得到電表工具．再對(duì)工具適當(dāng)放大、縮小，還能在豎直面內(nèi)和水平面內(nèi)360°轉(zhuǎn)動(dòng)，電表中指針可以轉(zhuǎn)動(dòng)到任一刻度，比一個(gè)真實(shí)的電表更方便直觀．課堂的容量無(wú)疑是加大了許多的，也節(jié)約了課堂的時(shí)間．

例如,在“探究小燈泡的伏安特性曲線”時(shí)，根據(jù)電路進(jìn)行實(shí)物連接是本堂課的重點(diǎn)和難點(diǎn)，由于實(shí)驗(yàn)電路比較復(fù)雜，學(xué)生在進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)之前，教師往往都會(huì)演示電路的實(shí)物連接，但由于實(shí)物演示不夠直觀，學(xué)生往往不能看得很清楚，所以在分組動(dòng)手實(shí)驗(yàn)時(shí)，容易出現(xiàn)各種各樣的電路故障，甚至燒壞小燈泡．此時(shí)電子白板中的學(xué)科工具功能顯示了它的優(yōu)越性．

課前先啟動(dòng)好EduBoard,從工具欄中打開(kāi)“學(xué)科工具”——“物理”．只需用筆點(diǎn)一下素材，在主界面上任意拖動(dòng)筆尖即可打開(kāi)畫(huà)面如圖3(a)所示，任意拖動(dòng)素材至理想位置如圖3(b)所示．一切準(zhǔn)備工作就緒，學(xué)生可以用手畫(huà)線直接連接(畫(huà)線的顏色可以隨意調(diào)節(jié))．當(dāng)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，手指點(diǎn)一下橡皮圖標(biāo)，畫(huà)筆就成為橡皮擦進(jìn)行擦除．教師可按照學(xué)生連接的實(shí)物圖進(jìn)行講解，在講解過(guò)程中可利用“編輯批注功能”劃出重點(diǎn)等注意點(diǎn)．對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試后，電表的讀數(shù)我們可以利用電子白板的放大功能如圖3(c)所示，讓全班同學(xué)一目了然，克服了一些演示實(shí)驗(yàn)由于其可見(jiàn)度不高，或受環(huán)境條件限制，觀察僅是前排學(xué)生的專(zhuān)利，后排學(xué)生只能是看熱鬧的境況，利用電子白板提高了演示實(shí)驗(yàn)的靈動(dòng)性和可見(jiàn)度，培養(yǎng)了學(xué)生的注意品質(zhì)．

圖3 EudBoard教學(xué)

整個(gè)探究小燈泡的伏安特性曲線的過(guò)程，電子白板和EudBoard軟件就是一個(gè)舞臺(tái)，教師就是一個(gè)導(dǎo)演，學(xué)生才是演員和主體，教師把各種關(guān)聯(lián)的內(nèi)容有機(jī)的聯(lián)系在一起，形象生動(dòng)，達(dá)到預(yù)期的效果．

3.3 保存、錄制和視頻回放功能

利用電子白板的保存，錄制和視頻回放功能，優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)，提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng).

復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們不可能將實(shí)驗(yàn)完整再做一遍，這不僅占用教學(xué)時(shí)間，對(duì)學(xué)生進(jìn)一步理性分析實(shí)驗(yàn)、科學(xué)處理數(shù)據(jù)、對(duì)相似實(shí)驗(yàn)的比較和區(qū)分等能力也并無(wú)裨益．但在實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)時(shí)，又不能紙上談兵，或用Flash動(dòng)畫(huà)模擬代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)，否則必會(huì)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力造成過(guò)于空洞或過(guò)于簡(jiǎn)單的錯(cuò)誤引導(dǎo)．如何優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)，電子白板利用其強(qiáng)大的視頻或圖片的錄制、回放功能提供了較好地解決渠道．學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師拍攝記錄學(xué)生的操作，課后對(duì)典型案例進(jìn)行甄選，復(fù)習(xí)課上有針對(duì)性地回放．可以將不同小組的不同實(shí)驗(yàn)過(guò)程對(duì)比，分析不同實(shí)驗(yàn)方案的可行性并作出優(yōu)選．還可以回放實(shí)驗(yàn)操作的片段，與學(xué)生一起評(píng)價(jià)反思實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)不規(guī)范的操作糾正．如復(fù)習(xí)“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”教學(xué)時(shí)，可以通過(guò)播放幾個(gè)由不同小組學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)的操作片段，通過(guò)對(duì)比，學(xué)生對(duì)本實(shí)驗(yàn)中，是否需要平衡摩擦力，是否需要重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量，是否每次需要從同一地方釋放等問(wèn)題有了深刻的理解，有助于學(xué)生更好地掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、操作流程與誤差分析等事項(xiàng)．

通過(guò)視頻觀看及實(shí)驗(yàn)對(duì)比，引發(fā)學(xué)生的思考討論，再加以教師的適當(dāng)誘導(dǎo)與點(diǎn)撥，這種基于電子白板的實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)效果明顯高于傳統(tǒng)教學(xué)．

教學(xué)過(guò)程片段：

(1)播放兩組學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的器材選擇部分視頻．

師：本實(shí)驗(yàn)所用器材有哪些？?jī)山M同學(xué)的器材選擇有無(wú)遺漏？

生：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、天平、刻度尺……

教師進(jìn)一步引導(dǎo)，讓學(xué)生小組討論，完成實(shí)驗(yàn)原理的探究分析．

(2)播放兩組學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的器材安裝及調(diào)試部分視頻．

師：本實(shí)驗(yàn)安裝及調(diào)試過(guò)程中有哪些注意點(diǎn)？

生：

1)導(dǎo)軌帶有定滑輪的一端伸出桌外；

2)小車(chē)與定滑輪間的細(xì)線平行導(dǎo)軌平面；

3)適當(dāng)抬高導(dǎo)軌一端，平衡摩擦力，讓細(xì)線拉力等于小車(chē)合外力……

教師進(jìn)一步引導(dǎo)、補(bǔ)充，學(xué)生小組討論，操作中這樣做的理由．

(3)播放兩組學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的具體操作過(guò)程部分視頻．

師：本實(shí)驗(yàn)中有哪些操作需要引起我們的重視？

生：

1)兩類(lèi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓不同；

2)小桶中放置的小砝碼不宜過(guò)大，需滿(mǎn)足小桶與砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)及車(chē)上鉤碼的總質(zhì)量；

3)小車(chē)釋放位置靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，且先通電后釋放小車(chē)……

教師進(jìn)一步引導(dǎo)，學(xué)生小組討論，掌握物理實(shí)驗(yàn)規(guī)范操作的重要性和必要性．

(4)播放多組學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)處理部分視頻．

師：為了探究加速度與力(或質(zhì)量)的關(guān)系，表格數(shù)據(jù)如何處理？規(guī)律如何尋找？

生：

2)若圖像是曲線，通過(guò)變換坐標(biāo)，化曲為直，使得圖像為一次函數(shù)或正比函數(shù)時(shí)，才能得到規(guī)律．

(5)投影多組學(xué)生的圖像照片．

師：通過(guò)大家所做的圖像，我們能否從中看出各小組在實(shí)驗(yàn)中的操作是否到位？誤差如何分析及其成因？

生：

1)平衡摩擦力不到位，即導(dǎo)軌一端抬起高度不夠或過(guò)高；

2)隨著小桶內(nèi)砝碼的增加，實(shí)驗(yàn)過(guò)程未滿(mǎn)足小桶與砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)及車(chē)上鉤碼的總質(zhì)量；

3)數(shù)據(jù)記錄時(shí)，合力F只記錄了桶內(nèi)砝碼的重力，忘記了小桶的重力……

師生共同歸納小結(jié)．教師引導(dǎo)，同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，方案設(shè)計(jì)不同，實(shí)驗(yàn)過(guò)程也會(huì)不同．教師展示其他的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，讓學(xué)生對(duì)比點(diǎn)評(píng)各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，使學(xué)生利用掌握的知識(shí)與技能達(dá)到舉一反三的效果．

4 應(yīng)用交互式電子白板應(yīng)注意的問(wèn)題

4.1 不能顛倒教與學(xué)的“主導(dǎo)”和“主體”關(guān)系

教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生是主體，教師是主導(dǎo)，教師無(wú)論采用什么樣的教學(xué)手段，這一點(diǎn)永恒不變．交互式電子白板作為現(xiàn)代教學(xué)輔助工具，為教學(xué)注入了活力，使長(zhǎng)期困擾學(xué)生學(xué)習(xí)的某些抽象的知識(shí)迎刃而解，在教學(xué)中確實(shí)能起到事半功倍的效果．但在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，第一，教師不能忽略學(xué)生的主體地位，不能讓電子白板主宰了整個(gè)課堂，學(xué)生只是沉浸在電子白板的交互模式中；第二，交互式電子白板也不能只退化成PPT的功能，而忽略了電子白板的諸多特效功能．因此，合理的利用電子白板，需要教師在長(zhǎng)期教學(xué)摸索中建立一個(gè)正確的觀點(diǎn)，讓電子白板在教學(xué)中真正發(fā)揮它的高效．

4.2 交互式電子白板不能替代演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)

利用交互式電子白板的強(qiáng)大功能，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中我們可以建立虛擬的實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的理論分析討論；可以用視頻的方式回顧實(shí)驗(yàn)過(guò)程，分析比較實(shí)驗(yàn)方案；還可以直接對(duì)實(shí)驗(yàn)的效果進(jìn)行測(cè)試．但在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不僅僅只要求學(xué)生會(huì)做題目，實(shí)驗(yàn)教學(xué)還要能提高學(xué)生的動(dòng)手能力和探究能力，在實(shí)驗(yàn)操作中培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，因此交互式電子白板不能替代演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)．學(xué)生親自參與的實(shí)驗(yàn)教學(xué)才有生命力，交互式電子白板技術(shù)只能作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的延伸、補(bǔ)充和拓展．

5 結(jié)束語(yǔ)

交互式電子白板與演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)融合，使電子白板的強(qiáng)大功能得到充分利用，電子白板的強(qiáng)大功能遠(yuǎn)不止課例使用的這些，還需要教師的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究，使之與中學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)有機(jī)的結(jié)合，更好地體現(xiàn)新課標(biāo)的理念，更好地為學(xué)生的學(xué)服務(wù)．此外，交互式電子白板對(duì)教學(xué)環(huán)境中的硬件和軟件有一定的要求，有待進(jìn)一步的普及和發(fā)展．

1 鄭志湖.高中物理高效課堂教學(xué)策略.杭州：浙江科學(xué)技術(shù)出版社,2013.145～146

2 丁興富.交互白板及在我國(guó)中小學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用研究.中國(guó)電化教育，2005(3):28～30

3 付慧燕.我和學(xué)生用互動(dòng)式電子白板創(chuàng)造“新課堂”.中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2005(8):15～19

2016-04-28)