鄭榮煒

(福建師范大學(xué)附屬中學(xué) 福建 福州 350001)

隨著科技的發(fā)展，Seewo交互智能平板作為教育信息化的工具，已被越來越多的學(xué)校所采用，然而大部分教師只把它用來播放PPT、視頻等使用，這是一種教學(xué)資源的浪費，因此近年來有關(guān)交互智能平板輔助物理教學(xué)的相關(guān)研究成為熱點.本文結(jié)合實際課堂教學(xué)，對交互智能平板在高中物理輔助教學(xué)中的應(yīng)用進行了案例分析，希望能夠為廣大的一線教師提供借鑒與參考作用.

1 交互智能平板的硬件組成

本文介紹的Seewo交互智能平板主要由如圖1所示的感應(yīng)平板(a)、書寫筆(b)等硬件與基于Seewo雙核引擎(Windows，Android雙系統(tǒng)一體化設(shè)計)的操作系統(tǒng)所集成，能夠?qū)崿F(xiàn)雙系統(tǒng)數(shù)據(jù)互傳共享、平板書寫及多種格式的多媒體課件播放，是一臺人機交互的智能工具[1].

圖1 Seewo交互智能平板主要構(gòu)成部件

2 交互智能平板的軟件使用

Seewo交互智能平板的軟件主要有希沃白板、希沃易+、班級優(yōu)化大師、希沃易課堂、希沃授課助手、希沃視頻展臺等等，本文主要介紹下文案例分析中用到的兩種：“易+”快捷小精靈、希沃授課助手.

2.1 “易+”快捷小精靈

通過兩指按壓智能平板屏幕就能調(diào)出“易+”快捷小精靈，如圖2所示.其功能主要是能夠結(jié)合書寫筆，在平板上流利的書寫.

圖2 “易+”快捷小精靈

2.2 希沃授課助手

希沃授課助手是一款由Seewo公司自主研發(fā)的基于無線Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，可實現(xiàn)手機端與智能平板端之間的互聯(lián)互動的移動應(yīng)用軟件，通過運行于手機端的APP，可對智能平板端進行無線的PPT演示、文件傳輸、實物拍照、現(xiàn)場拍攝及觸摸板控制等操作[2].

希沃授課助手的使用需要在手機端下載“希沃授課助手”APP，通過平板端的“啟動熱點”，如圖3(a)所示，將手機無線Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)連接至與平板端相同的熱點下，再通過掃描“二維碼”連接平板端，從而進入交互式界面，如圖3(b)所示.

圖3 希沃授課助手

3 Seewo交互智能平板在高中物理輔助教學(xué)中的應(yīng)用案例與分析

下面以“帶電粒子在勻強磁場中的運動”片段教學(xué)為例分析Seewo交互智能平板在高中物理教學(xué)中的具體應(yīng)用

3.1 教學(xué)內(nèi)容與學(xué)情分析

本片段教學(xué)選自人教版物理選修3-1第三章第6節(jié)[3].

課標要求：能用洛倫茲力分析帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動[4].

結(jié)合教材與課標分析：本節(jié)課是在學(xué)習(xí)了洛倫茲力大小、方向等基礎(chǔ)上，進一步利用洛倫茲力演示儀，從實驗和理論兩個角度入手，分析帶電粒子速度與磁場垂直下做勻速圓周運動的特點及做功情況，再科學(xué)探究圓周運動半徑的影響因素，加強對運動半徑與周期公式等規(guī)律的理解，從而引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)思維過程，樹立正確的科學(xué)觀念.

學(xué)生已有的知識結(jié)構(gòu)和能力水平：學(xué)生在知識上已經(jīng)學(xué)習(xí)了洛倫茲力大小、方向以及勻速圓周運動等知識，在能力上具備一定的實驗觀察、理論分析及作圖等能力，但學(xué)生對于運用相關(guān)知識去分析帶電粒子垂直射入磁場做勻速圓周運動存在一定的困難，這需要教師精心設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生突破難點.

3.2 教學(xué)目標

通過實驗，建立帶電粒子垂直射入勻強磁場會做圓周運動的物理模型，體會圓周運動的半徑與磁感應(yīng)強度的大小和入射速度的關(guān)系，提高實驗與理論相結(jié)合的分析能力.

3.3 教學(xué)策略及教學(xué)資源

先結(jié)合洛倫茲力演示儀與Seewo交互智能平板，引導(dǎo)每一位學(xué)生清晰、直觀地觀察到實驗現(xiàn)象，并以現(xiàn)場實驗的圖景分析得出帶電粒子垂直射入磁場做勻速圓周運動，接著通過控制變量法定性探究影響半徑的因素，最后理論推導(dǎo)圓周運動半徑、周期的定量表達式，加深運動規(guī)律的理解.

教學(xué)資源：Seewo交互智能平板、洛倫茲力演示儀、手機、手機支架等.

3.4 片段教學(xué)過程

環(huán)節(jié)一：運動電荷垂直射入磁場做勻速圓周運動

教師提問：運動電荷的速度與磁場垂直，若不計粒子重力，則將會做怎么樣的運動？

學(xué)生猜想：由于洛倫茲力方向始終與速度方向垂直，將做勻速圓周運動.

教師介紹洛倫茲力演示儀，如圖4所示.

圖4 洛倫茲力演示儀

(1)平行且共軸放置的勵磁線圈：兩線圈間距等于線圈半徑，通電后將在線圈中心軸連線上產(chǎn)生大小與方向幾乎不變的勻強磁場，磁場的大小可以通過改變勵磁電流來控制.

(2)玻璃泡內(nèi)部裝有電子槍，經(jīng)加速電場加速之后以一定初速度射出，速度大小通過改變加速電壓來控制.

(3)在玻璃泡內(nèi)部還充有稀有氣體，當電子束與氣體原子碰撞之后，由于輝光效應(yīng)，將顯現(xiàn)出電子束的運動軌跡.

教師演示：如圖5和圖6所示.

圖5 手機投屏過程

圖6 現(xiàn)場手機投屏效果

首先打開固定在支架上的手機(課前已經(jīng)調(diào)整好位置且使用希沃授課助手與平板端互聯(lián))，接著使用手機上的“相機”功能將實時的實驗現(xiàn)象投影到智能平板上，最后給勵磁線圈通上順向電流，轉(zhuǎn)動玻璃泡使得電子束速度與磁場近似垂直，并引導(dǎo)學(xué)生觀察平板屏幕上的實驗現(xiàn)象.

學(xué)生分析：如圖7和圖8所示，進一步結(jié)合Seewo交互智能平板的書寫筆，調(diào)出“易+”快捷小精靈，學(xué)生自主上臺就著平板屏幕上顯示的實時實驗圖景，畫出磁場與速度方向，并根據(jù)右手定則判斷出洛倫茲力的方向.

圖7 學(xué)生畫出的實時實驗圖

圖8 上課現(xiàn)場學(xué)生畫出的實時實驗圖

學(xué)生總結(jié)：洛倫茲力始終與速度方向垂直，洛倫茲力不做功，根據(jù)動能定理，速度大小不變，洛倫茲力不改變速度大小，只改變速度方向，而這種情況下粒子所受合外力為洛倫茲力，洛倫茲力始終指向圓心，所以帶電粒子垂直射入磁場中做勻速圓周運動.

環(huán)節(jié)二：實驗探究勻速圓周運動半徑的影響因素及公式推導(dǎo)

教師接著引導(dǎo)：勻速圓周運動的半徑與什么因素有關(guān)呢？

教師演示：如圖9所示.

圖9 上課現(xiàn)場觀察電子束軌跡變化

(1)保持電子束速度不變，改變勵磁電流產(chǎn)生的磁場，觀察電子束的徑跡.

(2)保持勵磁電流產(chǎn)生的磁場不變，改變電子束的速度，觀察電子束的徑跡.

學(xué)生發(fā)現(xiàn)：保持電子束速度不變，增大勵磁電流產(chǎn)生的磁場，觀察電子束的徑跡半徑減??；保持勵磁電流產(chǎn)生的磁場不變，增大電子束的速度，觀察電子束的徑跡半徑增大.

最后教師進一步引導(dǎo)學(xué)生從洛倫茲力提供電荷做勻速圓周運動向心力的角度分析推導(dǎo)半徑與周期的定量表達式.

3.5 評價

(1)本教學(xué)案例注重將現(xiàn)代信息技術(shù)與課堂教學(xué)相結(jié)合，充分利用Seewo交互智能平板的輔助功能，大大增加了物理實驗現(xiàn)象的真實性、直觀性及可操作性，有效突破了教學(xué)難點.

(2)在充分調(diào)動學(xué)生思維的積極性下，能夠依據(jù)課堂現(xiàn)場的實驗圖景進行原理的分析，這不僅加深學(xué)生對帶電粒子垂直射入磁場做勻速圓周運動等知識的理解，而且還能提高學(xué)生實驗觀察、分析問題及解決問題的能力，達到培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的目的.

4 總結(jié)

Seewo交互智能平板還有許多功能有待進一步挖掘，如使用“希沃電子白板”進行輔助教學(xué)，使用“希沃物理小實驗”來仿真實驗及使用“希沃授課助手”對課堂練習(xí)實時評價與反饋等，相信只要一線教師們敢于嘗試，勤于鉆研，今后一定能夠更好地促進信息技術(shù)與物理教學(xué)的深度融合，提高高中物理教學(xué)的質(zhì)量.