交互式电子白板在中学物理中的应用
摘要：交互式电子白板作为一种新型的信息技术设备，正在教育领域得到越来越广泛的应用。它进入物理课堂，为物理教学带来了很多机会。然而，技术能否在课堂中发挥它的作用，体现它的价值，关键在于教师在教学中如何使用它。在基于交互白板系统的课堂教学环境中，结合交互白板技术的不同特点和功能，物理教师可以采取不同的教学策略，设计不同的教学模式。本文用不同形式的案例说明了交互白板在物理课堂中的具体应用。使交互式电子白板能够支持师生的交互式教与学，支持学生的感情、行为和思维参与，促进各种类型学生的发展。
关键词：交互式电子白板；物理教学；教学情境；物理实验
加拿大将学生按照学习的不同特点分成了四种类型。教师对不同类型的学生针对性非常强。总体来说，他们将学生按照学习的不同特点分为四种类型：靠听来学visual，靠看来学auditory，靠感觉来学tactile，靠行动来学kinesthetic。每节课在制作教学设计teaching plan的时候，教师都会针对这四种不同的学生来制定相关的策略，使一节课能同时吸引各种类型的学生并使各类学生有效的学到知识。按照这四种类型，我国传统的以粉笔和黑板为主的课堂教学，只能适应其中一部分类型的孩子很好的学习，而对其他如“靠行动来有效学习”的孩子实际上长久以来都缺乏关注。
我国现在引入的交互式电子白板Interactive Whiteboard，通过教师精心收集教学资源，交互式电子白板集成文字、图片、声音、视频、动画等多种媒体，来支持多模态(Multimodality)教学，满足视觉、听觉、运动知觉等不学生习风格的学生的需求。并伴随着学生能够实际来操作的功能，极大程度地弥补了传统教学的缺憾，更好地为多种类型的孩子学习提供了技术层面的支持，使得各种类型的孩子在课堂中都有了学好的机会和可能。
一、巧用交互式电子白板创设情境 激发学生物理学习兴趣
兴趣是最好的教师，是获得成功的动力。物理具有较强的抽象性，易使学生感到难学，甚至厌学。而交互式电子白板却以它独特的优势在改变着物理课堂。在教学活动中，教师利用交互式电子白板展示图片、播放音频或者视频引起学生注意，激发学习的兴趣与动机，把物理兴趣化、生活化。教师通过使用聚光灯功能、拉幕功能与学生玩游戏，引导学生主动参与、探究，充分发挥学生学习的主体作用，使学生仿佛身临其境，在愉快的气氛中学习，体会成功的快乐。
如，在 “浮沉”的教学中，可以编辑一个动态短片，配以和谐的音乐解说，有轮船、潜艇上浮下沉、气球、飞艇等浮力应用于实际的画面，学生立刻被吸引了。于是出现质疑，这些飞行物是怎样实现上浮和下沉？学生讨论，适时出示本课学习目标，轻松引入新课，引导学生去探求新知，从而水到渠成。
又如，在讲“平抛运动”这节课时，用一个学生喜欢的游戏来引入。一架飞机接受任务，要击沉前方水面上行驶的快艇。飞机和快艇都在高速行驶。那么，先问，飞机是在快艇的正上方投放炸弹吗？学生肯定说，不行。那要在哪里投放？距离快艇还有一段距离时投放。那，在距离多远时合适？有没有特殊要求。然后请一位学生到电子白板前，他认为合适的位置点击轰炸按钮，投放炸弹。通常，学生上来，都要试好几次才能命中水面的快艇。然后，教师给学生演示：教师课前先算好需要的水平距离，然后一次就击沉快艇，教师再试，还是立刻命中。激起学生的疑问，为什么教师每次都准确命中？然后笔者告诉学生，对于平抛它是有特点的，按照特点来，大家也能一次命中。这样的引入，学生就会对平抛运动
1 产生极大地兴趣，积极主动地学习这部分的内容。
二、巧用交互式电子白板化难为易 突破物理教学的重难点
交互式电子白板能突破教材的重难点。物理有许多概念、定理、定律，内容较难，学生觉得难以理解和消化。如果使用交互式电子白板呈现视频、动画等形象化内容，可以为学生提供多样化的外部刺激，便可突破教学的重难点。例如传统教学中，教师做测量大气压强量值的托里托利演示实验时，由于无法改变教室里的大气压强，只能利用挂图讲解，学生往往一知半解，无法理解教学内容。而运用交互式电子白板却可以方便地解决这一问题。以活塞式抽水机工作原理为例，教师将提前做好动画在白板上演示：当活塞提起时，圆桶内形成了一个低压区，外面的大气压就将水压入桶内。这一动态过程实际上是在一瞬间完成的，而运用交互式电子白板进行动态演示，并控制播放速度进行慢放，掌握画面的可视性，以便讲解清楚。这样化难为易，使所有的学生都能一目了然地掌握活塞式抽水机的工作原理。
交互式电子白板教学不仅生动直观，而且能创设教材难以提供的情景。利用交互式电子白板可以打破时间和空间的限制，化难为易，为教师们提供了克服传统教学弊端的全新的教学方式，使枯燥的学习内容转化成形象的、有趣的、可视的、可感的内容。如，在“浮力”一节的教学中，利用电子白板演示：先出现一个浸入水中的物体，继而出现两个力：“重力”和“浮力”，并闪烁两次。在教师的分析和讲解之后，在当这两个力的大小关系发生变化（代表两个力的有方向的线段长短随之变化）的情况下，物体在水中的运动情况也随之发生变化，分别出现上浮、下沉、悬浮三种情况。经过多媒体的直观演示，学生在头脑里强化了对新知识的印象。同时，教师也突破了教学的重点、难点、很好地完成了教学目标。
三、巧用交互式电子白板化抽象为形象 促进学生理解物理知识
在传统教学中，很多教师都深刻的体会到：有些物理概念和规律对学生来说确实很抽象，学生对这些物理概念和规律在短时间内很难理解，同时教师也感到比较吃力。如导线中电场方向的教学，因为建立的电场学生看不到，过于抽象，很多学生都不能理解为何电场始终沿着导线的方向。又如摩擦起电的教学和导体导电教学，一些物理过程进行的太快或太慢问题的教学，一些微观或肉眼看不见的物理过程的教学，磁场中一些抽象的概念和规律的教学等等。
现在，我们有了交互式电子白板，对于有些抽象的概念和规律，借助交互式电子白板，能够取到较好的效果。例如：在研究“导体和绝缘体”的实验中对酸、碱、盐的水溶液正负离子的移动导电的情况，比较抽象，学生很难理解，只能观察到小灯泡发光，证明水溶液导电。笔者利用软件制作正负离子定向移动，用红色小球代表正离子，向着一个方向运动。蓝色小球代表负离子，向相反方向运动。这样学生很容易理解酸、碱、盐内部微观离子导电的实质，丰富学生的感性认识。又如在讲解扩散现象时，由于分子运动是微观现象，所以扩散现象很难讲清楚。此时可用交互式电子白板采用模拟微观放大的办法，用软件制作许多微小物体无规则运动的动画效果。用不同颜色的小球分别表示不同的分子，让它们彼此进入对方的分子空隙中，使学生形象地看到液体分子和微粒无规则，激发学生的学习兴趣。学生看到了形象的画面，自然得出了规律。再如电荷的定向移动形成电流，学生不明白电荷怎么移动，如果教师用电子白板动态展示，将正电荷做成向着一个方向运行，如同水流一样，学生一看就很明白；还如电磁感应现象中，感应电流的方向跟导体作切割磁感线的运动方向及磁场的方向之间的关系，通过电子白板动态展示出来，很容易看到三个物理量空间的立体关系。总之交互式电子白板
2 的合理运用能使抽象问题具体化，帮助学生直观理解物理知识。
四、巧用交互式电子白板化静为动，让学生感受物理知识形成过程
在教学中电子白板充分的交互性能够创设生动、形象的学习氛围，使教学直观化、动态化，这种动态演示能够使得学生看到概念、定律等以一种新的、不同的方式表达，有效地激发学生的求知欲望。
如，在讲解“开普勒第二定律”时，课本上只提供了一幅平面的插图。如利用这个图来给学生讲等时间、等面积，还是很难于理解的。但是此时如果用电子白板展示事先用软件做好的动态的行星绕太阳运行的动画，当学生很直观的看到电子白板上面，行星运行到近日点时速度加快，而运行到远日点时速度变慢，就很容易理解为什么是等时间、等面积了。
又如，在讲 “人造卫星、宇宙速度”一节时，教师可先由杨利伟乘坐神州五号飞船升空的视频来引入。激发学生学生兴趣后，紧接着问：飞船为何没有落回到地面呢，需要具有什么样的条件？来引起学生的思索。适时地在电子白板上展示出做好的动画。地球上的一处位置架上一个固定架，从架上将物体平抛。让学生到电子白板前进行操作。学生先以较低速度释放物体，物体落回地球表面；学生再换用较大速度平抛此物体，物体抛出的距离远一些；学生再增大速度，物体抛出的更远一些；学生再将速度增大增到7.9km/s时，神奇的事情发生了，物体不再落回地面上却绕着地球做圆周运动了；学生再增大速度，物体绕地球做距离更远一些的椭圆运动„„由这个学生演示的动画来说明：速度是物体能够离开地球的关键条件。相信比教师只用口头来说，效果要好得多，学生能记忆的时间也更加的长久。
再如在讲解探究凸透镜成像规律的实验时，先用常规仪器按传统实验方法进行演示，由于常规实验仪器的限制，蜡烛在光屏上所形成的像随物距变化的现象不是很明显，致使学生对凸透镜成像的特点理解不深刻。此时我们可以设计一组物距和像变化情况的动画实验，用交互式电子白板来演示，让蜡烛从远处逐渐靠近凸透镜，同时显示了像大小的变化情况和像的位置变化情况，从而很容易看出物距变小则像距变大，对于一倍焦距处和两倍焦距处用了不同的颜色加以特别说明，通过这样的画面化静为动，使得在黑板上难以展示的事物变得清晰可见，让学生从直观感受中理解知识的形成过程，收到了很好的课堂效果。
五、巧用交互式电子白板 优化物理实验效果
物理学是建立在实验基础上的一门科学，物理实验是物理教学的重要手段之一，由于中学实验仪器和空间等方面限制，有不少实验很难演示或观察。如果利用交互式电子白板模拟这些实验过程，辅助物理课堂教学，既可提高课堂效率，又可大大激发学生学习物理的积极性。那么，如何用电子白板这一平台来整合常规的实验教学呢？
利用交互式电子白板可以重复实验过程。物理课教学中，许多物理现象一瞬即逝，学生无法观察，很不利于学生深入的学习思考。如果利用交互式电子白板，将起到直观形象、重复再现、大小、远近、快慢都可调节等作用。如交流电的产生中“交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动一周，产生的感应电动势和感应电流的方向改变两次。”实验要求学生观察电流表指针的偏转方向。教师可以用软件制作“交流电的产生”的模拟过程，并在交互式电子白板上展示。把交流发电机模型接入电流表的同时，接入示波器来测直流电压，旋转发动机矩形线圈，既可以看到电流表指针左右摆动，也可以看到示波器屏幕上的亮点在坐标轴原点上下移动。通过慢速、定格、重复的演示，学生容易观察到矩形线圈转到各
3 个不同位置时电动势的大小与电流的方向。既激发了学生兴趣，，又切实提高了实验的效果。又如失重状态下物体间压力是否存在的讨论，课本内容安排了一个小实验：壁上有孔的塑料水瓶盛水后自由下落，在下落过程中观察孔中是否有水流出。由于自由下落的过程时间很短，学生尚未反应过来就已结束，观察不到现象。我们可以在课前先将实验过程拍成录像，在课堂上利用慢放效果，现象十分明显。播放后学生印象十分深刻，经久不忘。
交互式电子白板还可以为学生提供人机交互的机会，且利用软件立刻给出反馈，效果很好。如“验证机械能守恒定律”的实验中，可以用软件设计好仿真实验，上课时展示在电子白板上。提供给学生操作的机会。首先，请一位学生到电子白板前面进行操作，电子白板帮助学生熟悉实验仪器。白板上展示出本实验所需的实验器材图样：打点计时器、纸带、重物、铁架台、低压电源、导线，每个图样下面对应有一个方框。右边一列是仪器的名称。学生将仪器名称拖动到对应的仪器图样下的方框中。这名学生如果放对了，没有提示。一旦放错了位置，仪器名称就会拒绝留在这个方框中会退回到右边原来的位置，同时语音提示“放错了”。然后，学生思考应该放到哪里才是正确的位置，并重新放置。直至所有仪器名称到放到其所对应的仪器下方。软件立刻反馈，给出语音提示“实验仪器放对了，你可以进行下一步”。
通过交互式电子白板展示这个设计严谨的模拟试验，学生会牢记实验仪器，尤其是对实验的操作步骤，先进行什么，再进行什么印象深刻。交互式电子白板与物理实验教学整合，能够激发学生兴趣，提高学生的参与度，培养学生操作实验，观察实验，并归纳、总结，抽象成所需知识的能力，从而使学生主动地获取物理知识。
六、结语
国外相关研究显示，交互式电子白板正在以前所未有的速度在中小学迅速普及，并对课堂中教师的教学和学生的学习产生着广泛而深远的影响。交互式电子白板应用于课堂教学，不仅能够及时呈现教学过程的动态和细节，同时能提高学生的学习兴趣和动力，激励学生主动参与和交互。通过交互式学习，学生们更容易理解和接受教师通过电子白板所表述的知识和信息。因而，与传统课堂教学及多媒体教学相比，交互式电子白板在课堂教学中具有众多无可比拟的优势。
但是，交互式电子白板毕竟只提供技术上的支持，能否让其真正更好地为课堂和学生服务，还要看操作交互式电子白板的教师能否很好地将课程的内容与交互式电子白板融合在一起，真正从深层次上整合好适合学生的教学资源，以此促进学生的学习。交互式电子白板教学资源的整合与生成性、教学平台的参与与交互性、教学环境的协作与研究性、人机关系与师生关系的亲近性等技术优势，都只有通过学生的参与才能发挥出来。学生通过学习所获得的方法和能力，也只有通过亲身地参与和体验才能得到训练和培养。这就要求教师把学生的学习过程和学习方法作为重点来进行教学设计。在收集整合资源时，教师要注重从学生的角度选择媒体、制作课件。其一，把教师置于学生的感知角度，体会学生的学习情绪和学习心理，以此来找准教学的切入点和突破点，从而落实教学目标和重点；其二，把学生置于交互式电子白板主人地位，通过参与交互式学习环境的各项活动，让学生得到了更多的学习机会。使学生在不断地训练中理解并掌握教材，进而运用，提高物理思维能力和解决实际问题的能力。随之而来的是学生的知识结构和能力水平的提升。只有如此，交互式电子白板的功能才能更好地发挥出来。
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