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紧跟时代步伐 变革实验教学——国家万人计划“黄全安教学名师”工作室赴成都学习感悟

  来源:重庆一中   作者:李忠相   阅读  时间:2019-05-27  k币:0  收藏
    2019525日至27日,由北京师范大学课程与教学研究中心主办的中学物理实验教学改进与创新专题研究论坛在成都举行,此次活动邀请了全国著名教授专家名师及数字化实验设备生产企业研究员或云技术平台,共同探讨物理实验教学的改进和创新。国家万人计划“黄全安教学名师”工作室主持人黄全安老师,带领工作室学员集体参会学习。

    上海市教委教研室物理教研员,特级教师,教育部基础教育课程教材发展中心高中物理学科教研基地常务负责人汤清修老师作了一场名为《新技术 新观念 新教学——新课标下深化物理教学变革》的主题报告。

    汤老师以“DIS研发与应用”项目为例,介绍了新技术与新观念对当前物理教学产生的深远影响。2001年左右,上海风华中学校长冯容士注意到医院各项检测与化验都已经实现数字化了,可物理实验还在使用非常老旧的器材,于是开始了数字化物理实验的探索。2002年由上海市教研室、风华中学和山东远大等单位合作组建的研发中心,形成了教学专家、一线教师和技术开发人员联合研发的机制,经过18年的努力,已经深刻地影响和改变了中国中学物理的教学。

    一些实验,由于传统器材精度不够一直不能在教学中实现,数字化让这类实验从不可能成为了可能。比如法拉第电磁感应定律的定量实验,使用了数字化的电流传感器和电压传感器,测量精度显著提高,使这类实验第一次进入了高中课堂。

    有一些实验,传统教学中能做,但操作不便、效果不好,数字化让这类实验从不好做成为了好做。比如,以打点计时器为依托的一系列实验,打点计时器操作比较麻烦,打点周期较长使得有效数据通常较少,纸带对物体运动会产生附加影响,后期数据处理困难等长期困扰着广大师生,数字华实验用分离式位移传感器代替打点计时器,极大地简化了操作,大幅提高了精度。

    还有一些实验,传统器材能够完成,数字化之后展现了新的生命力。比如,理想气体实验定律的相关实验。通过控制变量法,用传统器材能够得出理想气体温度、体积和压强三者之间的关系。保持气体体积不变的情况下,使用高精度的压强传感器和温度传感器研究气体压强和温度的关系,能够发现不同实验条件下PT图象均交于一点,该点的温度正是-273.15℃附近,学生一下子就理解了热力学温度为什么是这个特殊的零点。

    汤老师介绍说,DIS实验系统,经过近20年的发展,已经研发了78种传感器、75种配套实验装置,研发之路还在继续。比如从解决个体实验问题到攻克系统需求、从有线传感器到无线传感器、从教材配套实验到个性化实验、从物理学科到综合课程等。

    除了DIS实验系统,汤老师还介绍了一些其他新技术在教学中的应用。例如用视频分析软件TrackerVideo Physics研究物体的运动,例如用语间智能识别软件在不打断学生的情况下记录学生的课堂发言作为课堂讨论的素材,例如用实验实时录播系统回放学生的实验操作供学生分析,例如用实验智能赋分系统实现实验操作机考等等。

    汤老师的报告有理论有案例、有反思有前瞻。听完报告,参会老师们都很受启发。现在新技术新产品新功能层出不穷,比如手机、无人机、3D打印等,是不是也都可以用来改进我们的实验丰富我们探究的手段?我们在平时的教学工作中要特别关注实验中的难点、困惑,分析解决这些问题的突破口,要做教学的有心人。同时,我们要紧跟时代步伐,不断搜集和关注身边的新技术、新产品和新应用,洞悉这些新事物对物理教学的可能价值,让科技的进步和技术的革新更好地服务于教学。

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