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摘要：通过教学实践探索，将高中物理与Pad课堂教学高效衔接，提高课堂的互动性、自主性，提升教学实效性，并积极探索后台数据评估群体和个体的课堂效果。
关键词：Pad课堂教学应用；基于数据的量化评估；高中物理教学
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》、教育部《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》等文件提出了信息技术与教育教学深度融合的目标，指导信息化教学手段不断发展。云课堂基于云平台，是一种可移动、互动性的新型课堂。它设有备课中心、授课中心、测评中心、题库中心、内容中心、教学分析中心、云空间、学习终端等，可完整覆盖课前、课中、课后的教与学全流程。借助云课堂，教师端Pad与学生端Pad双向互动，可实现随堂测验、实时反馈、屏幕投影、屏幕广播、思维导图、分组研讨、资源推送等多种教学活动。在基础教育阶段使用Pad教学已经不是一件新鲜事，它与原有多媒体系统相比更加灵活，可以将多种课堂活动融于一体，能有效提高教学效率。Pad教学模式又称“对分课堂”教学模式[1]，主要包括三个过程：课堂讲授—内化吸收—讨论交流。它既有原有教学的讲授功能，也能实现生生互动、师生互动的讨论课堂，还凸显出自主学习的特点[2]。Pad教学模式注重创设教学情境，激发学生学习的兴趣和欲望。教师在学生合作学习遇到困难时可及时给予帮助和指导，充分体现出“学生主体，教师主导”的教学理念[3]。Pad作为信息化教学媒介，其整合教学资源的功能非常强大。通过与互联网、教学资源库的链接，教师可以在教学过程中随时调取需要的教学资源供学生学习，学生也可以通过Pad调取与所学知识点相关的参考资料，从而在加深对知识点理解的同时，不断扩大知识面。特别是在问题导向的学习中，学生以小组形式完成学习任务，Pad提供的丰富参考资料为小组学习提供了有力支持，使学生在课堂上顺利完成小组任务成为可能。在信息技术不断发展的大环境下，Pad应用于课堂也会像其他技术手段一样，存在“何时用”和“怎么用”的问题[4]，本文旨在探究发挥Pad技术对高中物理课堂教学质量和教学效率的提升作用，打造新时代新型课堂。
一、高中物理课堂Pad教学应用概述
1.借助Pad推送教学任务。在高中物理教学中，分组开展教学活动对于学生认知物理现象、掌握物理知识、理解物理实验具有十分重要的辅助作用。通过引入Pad，推送小组任务、回收小组活动成果，可实现高效课堂，不仅丰富了课堂教学内容，也提高了课堂教学的质量。
2.借助Pad展示学习效果。课堂活动后，学生借助Pad展示学习效果，不仅可以提高参与课堂的热情、增加学习兴趣，也能够帮助学生理解所学知识。例如，学生可以利用Pad的拍照上传、录音等功能，记录物理实验现象、进行实验，学生通过多媒体手段展示成果，不仅有助于学习效果的提升，也能激发学生的创造性和学习兴趣。
二、高中物理课堂Pad教学实例分析
以高中《物理(必修2)》中《人造卫星 宇宙航行》一课为例，简述Pad教学在物理常态课堂中的应用。这节课设计了创设情境、分享交流、探究方案、问题讨论、归纳总结、拓展提高6个环节，使用了Pad推送资料、投票、拍照上传、讨论任务、网络链接等功能。将教学需求与Pad功能相结合，可在提高课堂效率的同时，更注重发展学生的物理学科核心素养。
1.推送学习资料 。提升学科核心素养高中物理的学习资料不只限于教材，为了提升学生的科学思维、科学态度与责任的学科核心素养，教师经常搜集科技新闻、科普视频、科学前沿、学史资料等作为学习资源。通过下载、课上播放，让学生在教师引导下阅读——这样的做法虽然开阔了学生的眼界、一定程度上提升了课堂效率，但教师也发现这些资料对于学生只是过眼云烟，他们并没有机会细读。而使用Pad教学可以将学习资料打包分类，一并推送，学生在探求新知的过程中可以根据自己的需求自主挑选内容，而且丰富的学习资料会一直保存在Pad中，随时可以重新浏览。
2.实时投屏。捕捉探究活动中的关键点高中物理课堂有很多学生动手操作的探究实验，操作失误、增大偶然误差的现象经常出现，利用Pad实时投屏直播、录像、拍照捕捉关键时刻，可以让学生发现关键问题所在，将探究过程科学化。学生的思维是发散的、开阔的、有创造性的，学生在互动课堂中偶尔也会出现意想不到的新奇想法，这可能是原有课堂不易实现的。
3.教师及时掌握所有学生的课堂情况。关注课堂上的每一名学生是教师的追求，但即便是经验丰富的教师也难以实现，尤其是物理课堂上学生进行必要的推导时，教师无法在很短的时间内走遍整个教室，看遍所有学生的笔记本。然而Pad的拍照上传功能可以有效解决此问题。本节课的教学过程中，在探究“同步卫星轨道高度”这一教学环节时，学生在笔记本上建立模型、推导、运算，然后将书写内容拍照上传。由于完成有先后，教师可以从容地评判每名学生的问题，完成批注并反馈给学生。
4.独立思考 。提高每名学生的课堂参与度教师经常会使用Pad教学中的投票功能，用于例题、课堂小测验等环节，以便及时了解学生的知识掌握情况。选择题是日常教学中常见的题型，但由于学生水平不同，以往选择题测试环节中，总会发生先答出来的学生干扰影响其他学生的情况。而Pad教学的投票功能有效实现了全员参与、互不干扰。本节课中，笔者将中国四大卫星发射中心作为选项，让学生借助Pad，根据学习到的同步卫星的特点结合地理知识，选择出“最优的同步卫星发射场”，取得了便捷、直观的效果，如图1所示。图1 Pad投票功能选择最优的同步卫星发射场
5.探究活动的成果展示。在物理课堂中，探究活动是学生能力、核心素养提升的重要环节。探究活动非常多，主要有实验探究、理论探究、方案设计等，是每堂课的教学重点。Pad教学可以让每名学生独立思考、充分探究。本节课的重点在于卫星的变轨方式，属于通过理论分析进行方案设计的探究。笔者使用Pad中的截屏提问功能，学生探究方案，完成作图上传，有效地突破了这一教学重点，如图2所示。
6.课堂充分讨论。讨论与交流是学生的必备素养，教师经常在日常教学中安排分小组讨论，并找几名学生分享交流。但笔者认为这样的讨论不够开放、充分，如果每名学生能在发表自己看法的同时，也看到其他人的见解，再互相提问、质疑、批判、讨论，就能大幅提高参与的质量，实现“有思想”的讨论与交流。Pad中的讨论任务功能就像一个课堂上的学术论坛，主题可以是教师提出的开放性问题，学生不仅可以发表自己的见解，还可以互相学习、批判、讨论，最终由教师总结，这一充分的交流环节大大改善了学生的科学态度。
7.网络化教学可以丰富课堂资源。教学资源不一定要通过硬盘带入教室，也许只需一个链接，或存在云端。Pad教学的课堂上，教师可以将课前制作好的、筛选过的内容推送给全体学生。这一节课教师选用光明网上的“嫦娥奔月”模拟视频，学生在自主观看了解飞船登陆月球的航行过程的同时，也能增强民族自豪感和自信心，激励学生奋发向上，如图3所示。
三、基于Pad教学后台数据的量化评估与反思
及时、精准的教学评价是教学的重要一环。借助Pad的大数据分析(如图4所示)，教师可以第一时间完成教学评价，了解教学效果和学生的学习效果，以及学生的自我评价，从而及时发现对自己学习效果不满意的学生以及学生易混淆的知识点，更好地改进教学。Pad的大数据分析可以直观地反映出学生课堂学习的一系列基础数据，如考勤、每个教学环节的完成情况、未完成的学生名单，从而帮助教师全面掌握学生课堂的参与度。更重要的是，基于量化的后台数据，教师能及时反思教学，找到问题所在，提升教学质量。仍以《人造卫星 宇宙航行》一课为例。学生用Pad拍照上传“探究同步卫星轨道高度”的任务结果，完成率是59%，这是因为有相当一部分学生意识到自己的推导不完善，没有使用GM=gR2这个代换式来表达M，故删除提交，待修改完，却发现任务时间已到。此环节是本节课需要落实的基础内容，Pad的后台数据显示，在提交的学生中，仅1人做错，教师可以判断学生已基本掌握处理方法，但细节落实还需要加强。投票选择最优的同步卫星发射场的数据显示，90%的学生都选对了，仅有4人选择有误，课后可以询问学生选错是由于地理知识欠缺，还是没掌握同步卫星的物理特点，以便课下辅导更有针对性，提高教学效率。Pad数据显示，学生在画图设计变轨方案环节全部提交方案，画出正确示意图的14人，分布在6个小组。由此得出结论：教学设计安排有效地解决了这节课的难点，46.7%的学生能设计出合理的方案，且相对均匀地分布在各个小组。同时，教师也反思如果将教学设计调整，如多给一些时间，或在此环节进行小组讨论，或许方案就可以在小组内优化、统一，就会使更多学生收获成就感。“讨论任务”环节的开放性问题，本意是鼓励学生自己发现问题，发散思维，但后台数据显示，只有34%的学生提交。除了时间因素以外，也表明学生还是习惯“教师问，我回答”的模式。为了培养学生的创新思维能力，教师应继续坚持提出开放性问题，鼓励学生参与。可喜的是，数据反映出学生的开放性问题研究方向涉及速度、周期、加速度、势能等多方面，非常全面；此外，也发现未提交的学生大都积极评价其他提交结果，有提出疑问的、有求解释的、有批判的，这也正是教学所期待的充分讨论与交流。
参考文献
[1]张学新.对分课堂:中国教育的新智慧[M].北京:科学出版社,2016.
[2]姚堃.高中物理“对分课堂”教学模式的应用研究[D].海口:海南师范大学,2017.
[3]矫洪楠.“平板电脑+”中学物理“导学—探究”教学模式研究[D].长春:东北师范大学,2016.
[4]沈红.移动教学环境在初中物理课堂教学中的应用研究[D].南京:南京师范大学,2017.
作者:杨昆 孟颖 李蕊 单位:北京市第十一中学