數智學習平臺與中學物理教學的融合,既滿足新課改教學要求,也符合學生個性化發(fā)展的需要,學生成為課堂的主人,充分感受學習的樂趣和重要性。數智學習平臺在中學物理教學中具有很大的應用潛力,有利于提高學生的學習興趣和參與度,改善學習效果,并促進學生的合作與互動。然而,教師在使用過程中可能會面對各種挑戰(zhàn)和問題,需要靈活應對,并根據學生的實際情況和需求來調整數智學習平臺的使用方式。本文結合課前、課中、課后,分析數智學習平臺在中學物理教學中的應用路徑,希望其能更好地服務于中學物理教學,為學生提供更豐富的學習體驗和更高效的學習方法。
一、課前:資源精準匹配,激活認知儲備
數智學習平臺以大數據技術、人工智能技術、云計算技術等先進信息技術為基礎,打破了傳統(tǒng)課堂教學的時空局限性,實現了中學物理教學資源的高效整合[2],為教師的課前、課中、課后各環(huán)節(jié)教學提供支持。
(一)“資源”功能,豐富教學塑造
數智學習平臺整合了海量的教學資源,教師可以將其作為中學物理教學資源庫,結合教學需求,靈活搜集課件文本、圖片、音頻、視頻等多種形式的教學資源。這些資源,按照不同學科、年級、知識點等形式進行分類,方便師生快速查找。在中學物理教學中,教師可以結合資源模塊,實時查找與教學內容同步的教學課件、演示視頻,以及拓展性教學資料。學生也可以登錄數智學習平臺,獲取有關物理科普視頻、微課視頻等相關資源,補充學習資料,提升學習效果。
(二)多媒體技術,強化知識表達
教師通過數智學習平臺的資源功能,圍繞教學目標與學生認知水平,篩選并整合多元化教學資源,明確本節(jié)課的教學目標,即,通過本節(jié)課學習,準確理解浮力的概念,清晰闡述浮力產生的原因;熟練掌握阿基米德原理,并能運用該原理精準計算浮力大??;學會運用浮力知識解決生活中常見的實際問題,如解釋輪船漂浮、潛水艇沉浮等現象。通過數智學習平臺開展自主探究、小組合作學習活動,顯著提升學生的觀察分析能力、邏輯推理能力以及科學探究能力;借助平臺的虛擬實驗操作,激發(fā)學生對物理學科的濃厚學習興趣,培養(yǎng)學生勇于探索未知、敢于創(chuàng)新的科學精神;通過小組合作學習,增強學生的團隊協(xié)作意識和溝通交流能力;引導學生關注生活中的物理現象,深刻體會物理與生活的緊密聯(lián)系,提高學生運用物理知識解決實際問題的意識和能力。
二、課中:智能交互深化,突破思維瓶頸
在課堂教學中,數智學習平臺憑借智能交互功能,為中學物理浮力教學帶來全新體驗,有效幫助學生突破思維瓶頸。在知識講解過程中,教師利用平臺的多媒體展示功能,將浮力的抽象概念、產生原因等內容以動畫、3D模型等形式直觀呈現。例如,通過動態(tài)演示液體內部壓強分布,讓學生清晰地看到物體上下表面壓力差的形成過程,將復雜的原理變得通俗易懂。
(一)新課導入環(huán)節(jié),激發(fā)探究熱情
教師通過數智學習平臺的課件,展示生活中各種物體受到浮力的現象,如漂浮在水面上的木塊、水中游動的魚、空中上升的氫氣球等。結合這些實例,詳細講解浮力的概念:浸在液體或氣體中的物體受到向上的力,這個力叫作浮力。同時,利用平臺的動畫演示功能,直觀地展示物體在液體中受到浮力的情況,幫助學生更好地理解浮力的概念。基于本節(jié)課的教學要求,教師結合數智學習平臺,為學生導入有關浮力現象的趣味視頻,以生活場景,激活學生前導知識,引發(fā)學生建立起“為何物體能浮在水面”的認知沖突。
教師引導學生思考,浮力的大小可能與哪些因素有關呢?鼓勵學生大膽猜測,如物體的體積、物體的密度、液體的密度、物體浸在液體中的深度等。為更好地解答這些問題,驗證學生猜想,教師結合數智學習平臺,將阿基米德原理拆解為“物體浸入液體 $$ 排開液體體積 $$ 重力關系”動態(tài)流程;智能平臺上標注重力與浮力的數值變化,學生通過拖拽模型自主觀察浮沉狀態(tài)與力的關系,也能加深對教學重難點的感知。
(二)應用“智慧筆”工具,演示思維過程
教師應用數智學習平臺,借助可視化的互動功能和智慧筆的實時反饋優(yōu)勢,為學生講解演示教材中的重點內容和經典例題。智慧筆工具作為數智學習平臺的一大特色性工具,具有實時演示和有效呈現的功能,將學生在紙上書寫的內容實時數字化,并同步到學習平臺。根據后臺記錄學生的答題情況和錯誤類型,以便教師更全面地了解學情狀況,并進行針對性的輔導。智慧筆功能還能為教師的課堂批注標記和提示重點提供支持,使課堂教學過程更加生動、有趣。
例如,在密度部分的教學中,教師實時展示學生的書寫情況,并根據學生的書寫軌跡,推理學生的思維過程,并將學生的書寫過程實時同步到教室的大屏幕上,方便其他學生清晰的查看每個解題步驟,并通過學生書寫的展示對比,鼓勵學生查漏補缺。
教師通過智慧筆在紙質教案上書寫“浮力大小計算”例題,書寫軌跡同步至教室大屏,邊講解邊標注公式推導邏輯。學生使用智慧筆在練習冊上同步練習,平臺實時捕捉書寫軌跡,識別典型錯誤,并將共性問題投影對比,引導學生通過小組討論分析錯誤原因,規(guī)范解題路徑。
(三)開展虛擬實驗,探究物體的浮沉條件
虛擬實驗演示直觀生動的特點,為中學物理教學提供載體助力,在數智學習平臺的操作頁面上,教師依次將不同密度的物體(如木塊、鐵塊、塑料塊等)分別放入裝有水的容器中,讓學生觀察物體的浮沉狀態(tài)。學生觀察實驗現象后,在小組內進行討論,分析物體浮沉的原因。教師引導學生從物體所受浮力和重力的大小關系入手,探討物體浮沉的條件,得出物體的浮沉條件:當物體所受浮力大于重力時,物體上浮;當物體所受浮力等于重力時,物體懸浮或漂?。划斘矬w所受浮力小于重力時,物體下沉。
(四)“課堂答題互動”功能,結合試驗驗證結果
數智學習平臺的課堂答題互動功能,改變了以往教師單向傳播的授課模式。由教師在課堂上發(fā)起答題活動,通過創(chuàng)建選擇題、填空題、簡答題等多種類型的題目,學生可以借助移動終端進行答題。在規(guī)定時間內答題結束后,平臺會實時統(tǒng)計答題情況,向學生展示正確結果及反饋意見,教師可以根據上述數據及時調整教學節(jié)奏,靈活選擇教學方法,并針對本班學生存在的突出薄弱環(huán)節(jié)進行重點講解和補充說明。這對于掃除個別學生的思維死角,展現學生的思維過程,規(guī)范學生的學習路徑都有著重要促進作用[3]。
在實際教學中,學生以小組為單位,在數智學習平臺上查閱相關資料,討論并設計實驗方案。教師通過平臺的在線討論區(qū),參與各小組的討論,給予適當的指導和建議,幫助學生完善實驗方案。學生設計的實驗方案經教師審核通過后,可在平臺上預約虛擬實驗器材。學生利用數智學習平臺提供的虛擬實驗器材,按照設計好的實驗方案進行實驗操作。在實驗過程中,學生可以實時記錄實驗數據,并通過平臺的數據分析功能對數據進行初步處理。教師通過平臺的監(jiān)控功能,實時觀察各小組的實驗進展情況,及時發(fā)現問題并給予指導。實驗結束后,各小組將實驗數據上傳至數智學習平臺的共享空間,利用平臺的數據分析工具對數據進行深入分析,總結出浮力大小與物體排開液體的體積、液體的密度等因素的關系。各小組在平臺的在線匯報區(qū)展示實驗結果和結論,其他小組進行評價和質疑。教師對各小組的匯報進行總結和點評,引導學生得出正確的結論:浸在液體中的物體受到的浮力大小,等于它排開的液體所受的重力,即阿基米德原理。
三、課后:數據驅動評價,優(yōu)化學習路徑
數智學習平臺在課程結束后,可以通過數據驅動評價,為學生優(yōu)化學習路徑提供科學依據。平臺自動記錄學生在課堂學習過程中的各項數據,包括虛擬實驗操作數據、課堂互動數據、答題情況等,結合學生完成課后作業(yè)的數據,精準診斷學生在浮力知識學習中存在的薄弱環(huán)節(jié),例如,部分學生對阿基米德原理的應用不熟練、物體浮沉條件的判斷容易出錯等?;谠\斷結果,平臺為每個學生生成個性化的學習報告,詳細指出學生的學習優(yōu)勢和不足之處,并推薦針對性的學習資源和練習題目,有利于實現課程教學的提質增效。
(一)課后檢測,檢驗學習效果
教師結合數智學習平臺,整合課堂數據,生成《浮力單元學習檔案》,包含知識掌握圖譜、思維習慣分析及薄弱環(huán)節(jié)預警等內容。教師依據檔案制定差異化課后任務,學生在數智學習平臺上完成教材對應的課后練習題,平臺自動批改作業(yè)并反饋結果,學生可以根據反饋及時查漏補缺。例如,教師在平臺上發(fā)布一些與浮力相關的實際問題,如“一個體積為 100cm3 的物體,放入水中后有一半的體積露出水面,求該物體受到的浮力是多少?”“一艘輪船的排水量為 1000t ,它滿載時受到的浮力是多少?”等。學生在平臺上獨立完成這些問題的解答,提交答案后,平臺自動進行批改和評分,并給出詳細的解題思路和答案解析。
(二)“課堂統(tǒng)計報告”功能
傳統(tǒng)的中學物理教學,教師對教學效果的評價往往受個人經驗影響,難以實現量化考察。而數智學習平臺的課堂統(tǒng)計報告功能,有效記錄本節(jié)課的互動率,學生課堂投入度,答題情況,個人表現等。這些內容不僅是對本次課堂教學效果的回顧總結,也能為教師后續(xù)反思和優(yōu)化課程設計提供支持,也為教師的橫向評價和縱向評價提供助力。例如,針對學生個體素質,學習平臺通過總結學生階段性的課堂答題情況、測試情況、知識掌握情況,清晰地展現出學生在中學物理學習中面對各知識點時存在的優(yōu)勢與不足。同時,教師也可以獲得本班學生的整體性報告,了解班級學生的物理學習情況,為后續(xù)的教學優(yōu)化設計提供有力的數據支持。
(三)豐富評價形式,精準評估學習效果
教師通過數智學習平臺實時記錄學生的課堂表現,包括參與小組討論的積極性、在虛擬實驗中的操作能力、在問題解決過程中的思維能力等。利用平臺的在線測試功能,對學生的知識掌握情況進行階段性檢驗,及時了解學生的學習進展和存在的問題,為調整教學策略提供依據。在課程結束后,教師借助數智學習平臺發(fā)布單元測試,結合測試結果,考查學生對浮力知識的掌握程度和應用能力,并將測試成績作為終結性評價的重要依據;以學生的拓展作業(yè)和實踐作業(yè)完成情況,對學生學習情況精選綜合評價。評價結果會通過平臺反饋給學生和家長,讓學生了解自己的學習成果,明確努力方向,也讓家長及時了解學生的學習情況,共同促進學生的成長和進步。
四、結束語
將數智學習平臺融人中學物理教學的課前、課中、課后全流程,重塑教學模式,增強了物理教學的針對性、互動性與實效性。中學物理教師要結合教學需求,不斷更新教學理念,拓寬教學視野,提升對信息工具的使用能力,提升教學效果。
作者單位:張云 甘肅省慶城市慶城縣隴東中學
參考文獻
[1]許潔.信息化教育背景下初中物理課堂教學模式研究[J].教師,2025,(06):95-97.
[2]陳珊.基于“教學評”一致性的初中物理智慧課堂的設計與實踐研究[J].試題與研究,2025,(03):63-65.
[3]王鈺涵.數智賦能下“I-3C”智慧課堂的教學模式研究與實踐[J].中學物理,2024,42(24):45-47.
[4]呂修伍.走進智慧時代開啟智慧實驗——淺談智慧化背景下的初中物理虛擬實驗構建[J].讀寫算,2024,(36):142-144.
[5]駱弟明.信息技術與初中物理教學的融合研究[J].中學教學參考,2024,(32):53-56.