基于PGP電子雙板的物理課堂教學*

陳增照，李景魚

（華中師范大學 國家數字化學習工程技術研究中心，湖北 武漢430079）

一、引言

在教育信息化高速發展的過程中，多媒體教學手段在中學物理課堂教學中的運用越來越普遍，其局限性也越來越明顯。內容層面，信息技術應用形式大于內容，課件固化嚴重，不能靈活變動；操作層面，教師被束縛在計算機操作臺上，忽視了學生的主體地位，缺乏交互，導致學習效果不理想。[1]

華中師范大學國家數字化學習工程技術研究中心研究開發的盤古課堂教學平臺（PanGu Presetation，簡稱PGP），采用電子雙板實現了教學設計預設性和靈活性的融合，創造了一種新型的課堂教學模式，電子雙板能夠讓教師擺脫計算機的束縛，教師對課件的操作都可直接在雙板屏幕上利用專用筆完成，學生也可以走上講臺在屏幕上進行答題，體現了教師主導、學生主體的教學模式。

如何將這一教學平臺與中學物理教學的實踐相結合，構建一個高效互動的物理課堂，這正是我們要探討的課題。

二、PGP電子雙板在中學物理課堂教學中運用的優勢

PGP電子雙板首創單機雙定位的技術，在傳統的電子單板的基礎上擴充為兩塊白板，尺寸基本達到了傳統黑板的大小。這兩塊板可以同時呈現同一教學資源，進行關聯教學；也可以同時呈現不同資源，進行雙軌教學、對比教學。

PGP電子雙板可以形成資源、活動、課件三位一體的教學設計，具有雙軌展示、關聯教學的教學特性，教學方式靈活多變。實現了隨手可寫、隨處可寫功能，集成了手寫識別的功能，并可以把課堂中生成的筆記按需保存，供教師反思和學生復習。PGP電子雙板還提供了聚光燈、放大鏡等小功能，教師可以通過遮蓋、放縮、隱藏、顯示等功能給學生提供多種形式的學習“線索”，從而突出教學的重點和難點。

PGP電子雙板的出現使得集豐富的教學資源和交互合作的教學模式為一體的課堂教學環境成為現實，為新課程倡導的自主、合作、探究的新的學習方式提供了廣闊的發展空間。

1.電子雙板有利于優化課堂教學設計，促進課堂教學的有效性

交互式電子雙板強大的教學功能，為設計創新型教學活動提供了可能。本質上，基于交互式電子雙板的課堂教學設計仍然是教學成功的關鍵。PGP電子雙板的云教學資源平臺中內置了大量的學科素材，這些學科素材不是現成的、固有的課件，而是根據知識點組織的知識模塊，教師可以根據教學內容、目標、對象、媒體及自己的教學風格、特點進行選擇和集成，形成自己的教案或積件。[2]這無疑是一種新型的課堂教學模式。

根據教學目標選擇教學資源后，利用PanGu課件制作工具，教師可以將設想的教學過程、結構、資源按教學活動單元制作成課件序列，形成結構化的課件。與傳統意義上的固化的多媒體課件相比，這種結構化的課件能夠靈活應對課堂教學。利用PanGu課件制作工具制作基于活動單元的序列化的教學設計，體現了教學設計的預設性，而靈活性則體現在教師可以在授課過程中，根據需要在預設生成的課件序列基礎上，隨時打開任意類型的資源來輔助教學。

PanGu課件制作工具突破了教學資源分別存放、互不聯系的局限，以教學行動研究過程組織資源，使教師在課前就對教學過程有一個預先的規劃，從而提高了課堂教學效果。

2.電子雙板有利于提高課堂的交互性，促進學生物理知識的建構

針對中學物理以培養學生的觀察、操作和設計等技能的特點，應以實驗教學為主，習題教學為輔。學生通過實驗活動產生大量的感性認識，有助于物理知識的建構。[3]物理課堂中，教師在學生實驗前，要進行示范講解，在傳統的物理課堂教學中，由于班級人數比較多，教師很難保證全班同學都能清楚地看到演示過程，交互式電子雙板可以很好地解決這樣的難題，利用電子雙板的攝像頭功能，把教師的操作過程實時地呈現在雙板上，全班學生可以清晰地觀看。另外，教師的操作過程可以進行保存，留給學生復習或用于教師的自我反思。

教師講解之后，傳統課堂中是請學生組合教師在黑板上畫的分步圖或讓學生在草稿紙上畫出草圖，相互交流，然后總結。而運用電子雙板，可以讓學生在雙板前，用筆或手指從資源庫中拖出相應的模擬器材進行組裝，在學生組裝過程中，每一步的成功，教師都應及時加以肯定，如有失誤，應及時給予糾正。在總結時，同學可以對照雙板上剛剛組裝的相應區域進行解釋，這樣實現了師生互動、生生互動，提高了學生的學習積極性，有利于知識的建構。

3.電子雙板有利于生成性教學，促進了教師專業成長

美國心理學家波斯納認為：教師的成長=經驗+反思。[4]由此可以看出課后反思的重要性。教學反思的方法有很多種：自我反問法、教學診斷法、交流對話法、案例研究法、觀察分析法和總結記錄法等。這些反思的方法，最終效果是重現教學場景和教學資源。特別是新課改以來，教師越來越關注生成的課堂，但對預設性教學和生成性教學的有效融合一直關注不足。

PGP電子雙板系統解決了這個難題。教師課前可根據課程目標制作出程序性的教學活動。在教學過程中師生再根據教學需要更改、充實原來的資料，有助于生成性教學，實現了預設性和生成性的統一。另外，PGP電子雙板提供了極大的資源存儲空間，可以把教學的全過程保存起來，包括教師或學生在白板上的手書以及生成性資源。這些內容會被保存到教師的個人空間中，供課下反思，發現教學中的不足，從而促進教師的專業成長。

三、PGP電子雙板環境下的物理課堂教學實踐——以《電流和電路》為例

基于上述的PGP電子雙板的優勢，以《電流和電路》為例，進行教學實踐研究，以具體課堂的實踐過程探討電子雙板在具體課堂教學中的優勢。

1.序列化的教學設計

PGP電子雙板系統支持教師設計出課程、教學活動、教學資源三級層次的教學設計，以活動組織教學，充分尊重教師教學設計的個體性和創造性。這種序列化的教學設計通過非線性的資源組織形式實現課堂教學的靈活性，以適應靈活多變的課堂。

筆者利用PGP電子雙板形成了序列化的教學設計，該教學設計包括三個教學活動，分別是：創設情境，引入新課；活動探究，新課講解；互動教學，鞏固新知（如圖1所示）。

圖1利用PanGu課件制作工具制作的教學設計序列

2.創設情境，引入新課

建構主義和實際教學都強調了創設學習情境的重要性，作為以生活中的現象為研究對象的物理學科，更需要教師在課堂教學中創設有效的情境來引導學生?；陔娮与p板的物理課堂教學中，教師可以根據需要選用多種類型的資源生動靈活地創設情境，既可以通過文字、圖片等傳統的資源類型創設，也可以通過視頻、動畫等新型資源類型創設，還可以兩者結合起來進行雙板同時呈現。

3.活動探究，新課講解

物理教學中要注重實驗的操作。所以這節課中，設計三個活動，讓學生在動手實驗、在觀察實驗現象中獲得和建構知識。

教師演示實驗操作是不可避免的環節，利用電子雙板的“視頻監視”功能，可以把教師的操作過程在電子雙板上實時直播，從而有效解決了后排同學看不見的情況，保證了教學效果。

PGP電子雙板支持雙軌教學模式，可以將教學內容以雙畫面的形式呈現，圖文并茂，意義關聯。雙軌教學模式有很多種，主要有：PPT不同頁面之間的關聯；教學資源與白板混合教學；不同資源間的關聯。

圖2是LED燈特性的教學片斷。利用雙板同時呈現PPT的兩頁，左邊頁是關于它特性的文字介紹，右邊是它的實物圖，達到兩頁PPT的意義關聯，有利于意義建構。

圖2 PPT不同頁面之間的關聯教學

圖3是根據實物圖畫電路圖的教學片斷。雙板同時呈現實物圖和空白的電子白板?？瞻椎碾娮影装蹇晒┳杂蓵鴮?。實際的課堂教學中，教師可以讓幾個學生在電子白板上畫出電路圖，針對每個學生的結果進行評價，最后給出規范的畫法。這種教學模式體現了師生互動、學生和電子白板的互動，提高了學生的學習積極性。并且電子白板可以增加多頁，書寫完成后還可以進行保存，以供教學反思和學生復習使用。

圖3 PPT+電子白板書寫的教學

圖4是講解電流形成過程的教學片斷。雙板同時呈現文字和動畫。動畫可以清晰地呈現開關閉合前和閉合后電荷的移動情況，給學生直觀的感受，文字可以系統地總結出動畫所反映的物理現象。通過文字和動畫兩種資源的呈現，再加上教師的講解，同時刺激學生的左腦和右腦，達到高效的教學效果。

圖4不同資源的關聯

4.互動練習，鞏固新知

在學習中，遷移是基本原理在其他情境中的運用。教師在課堂中對學生進行強化訓練，有利于新知識的建構和遷移。

筆者設計了關于電流的選擇題。電子雙板支持Clicker的客觀題交互，教師把題目發給學生，學生利用手中的Clicker發送答案，教師可以查看答題情況以及顯示本題的正確答案。教師可以根據學生的答題情況及時了解學生的學習效果以及做出下一步教學的具體安排（如圖5所示），體現了基于PGP交互的及時性。

圖5 客觀題交互

四、PGP電子雙板在中學物理教學中應用的啟示與建議

通過教學的實踐，我們發現電子雙板這種新媒體確實可以提高中學物理的教學效果，也給筆者很多啟示。一方面，技術是手段，教學設計才是關鍵，教師的教學設計能力是上好一堂課的關鍵?；赑GP電子雙板的課堂中，教師應該做的就是通過研究去尋找PGP電子雙板與教學內容的整合點和應用點，教師應該考慮什么樣的教學內容能夠與電子雙板的功能很好地整合，達到最佳的教學效果。

另一方面，使用電子雙板進行教學，對教師也提出了更高的要求。教師必須掌握電子雙板的功能，才能在課堂教學中靈活多樣地與教學內容整合。當然電子雙板的熟練使用是一個循序漸進的過程，可在教學過程中和學生配合一起操作電子雙板，這樣在激發學生學習興趣的同時達到了師生交互的效果。

總之，電子雙板作為一種新的教育技術，在教育領域應用并得到普及是一個必然的趨勢。同時，我們應把它看成一種新的教學理念和一種新的教學思維。

在教學中，應充分發揮電子雙板的教學優勢，開辟物理學科有效教學的新天地，這也需要廣大教師和研究者進行更多更深入的研究和實踐。

[1]孟曉.光電交互式電子白板系統研究[D].杭州：浙江大學，2005.

[2]張豪鋒,李瑞萍,李名.基于交互白板構建協同可視化學習環境［J］.中國電化教育,2010(3)：81-83.

[3]袁紅軍,中小海.淺談物理學習方法［J］.教育與職業,2007(7)：146-147.

[4]韓孟華,王春清.教學反思的意義、內容、方法與途徑［J］.齊齊哈爾師范高等?？茖W校學報，2007(4).