借力“三个助手”，构建智慧课堂

一、问题的提出

《2022年义务教育物理课程标准》指出，物理课程要面向全体学生，培养学生的核心素养，为每个学生的学习和发展提供机会。上海义务教育物理教材改革后，其中共设置了多个完整的科学探究实验，引导学生不断探索，从实验中提高分析问题、解决问题的实践本领和科学思维能力。这意味着教师需要采用更多启发式教学方法，引导学生主动探索和发现知识。以《探究凸透镜成像规律》这节课为例，这是光学部分非常重要的实验之一，在教学过程中，很多老师感觉这部分难以突破，甚至把探究类实验上成了验证类实验。这显然违背了对学生思维能力的培养。

课堂不该仅仅局限于传授基础知识，而是更加关注学生核心素养的全面发展，培养具有较强实践能力和创新精神的新一代人才。本文以《探究凸透镜成像规律》这节课为例，阐述如何运用信息技术手段进行教学设计，构建智慧课堂，让学生“品尝”探究的味道，产生“智慧”的思维火花。

二、巧用“三个助手”，变革传统教学

本节课是上海科学技术出版社八年级物理上册中第四章第四节的内容，本节课为第三课时，要求学生探究并了解凸透镜成像的规律。对于学生来说，虽然凸透镜很常见。但对于现象背后的物理规律，以及对后续数据的分析、规律的归纳总结能力比较弱。

本节课前，学生已了解光的折射特点和凸透镜对光的作用。新教材中本节的第二课时已对凸透镜成像做过了预设实验，学生已经有物距、像距的概念。所以这节课重点放在实验以及实验后对数据的处理上。众所周知，为了得到普遍规律，需要“大量”的实验数据。但在传统教学中，一组学生的实验有限，和“大量”还相差甚远，但是若利用信息技术将一个班级8个小组的实验数据整合在一起，即使每个大组完成4次实验，也有32组数据！本节课借助“三个助手”平台中的“备课助手”，建立“数字课件”，利用“专用实验”板块就可以达到目的，将全班数据汇总，教师端能够实时查看所有数据，实验过后能对所有学生的数据进行分析归纳，真正做到“为每个学生的学习和发展提供机会”。

三、教学实践过程

为了构建更加智慧的课堂，本设计的基本思路是：通过物体经过同一凸透镜成像情况不同的现象引发猜想同一凸透镜的成像规律与物距有着密切的关系。通过同伴交流与回顾，明确实验步骤及注意事项。根据实验要点自评表进行小组合作实验，利用三个助手平台将多组实验数据汇总成物-像关系图并共享，交流实验结论。最后利用凸透镜成像规律解释成像原理。

本设计要突破的难点是对数据的分析。对于传统表格形式的数据，学生能初步认识凸透镜成像情况与物距的关系，但是课堂时间有限，一组学生的数据不足以归纳总结出普遍的规律，通过“三个助手”平台，学生端收集数据并拍照作证，对数据进行分析时，打开照片即可清晰明了地重现刚刚的实验过程。随后将所有数据转化成物-像关系图，对图像进一步分析，感受图像法对于解决问题的直观性和便利性。

在课堂中，学生分析数据发现，u=2f最特殊，成等大的实像。u大于2f，像缩小了；u小于2f，像放大了，2f处就是区分放大实像和缩小实像的一个分界点。利用nobook虚拟实验室平台，模拟凸透镜成实像的原理，加深对凸透镜成实像规律的理解。

但是对于具体范围的界定，即u、v与一倍焦距f的关系学生并不能得出。F焦点对于凸透镜来说是一个非常重要的参数，那么u=F成的是实像还是虚像？通过已有的知识：几条通过凸透镜的特殊光线来解释，发现折射光线是平行的光线，没有交点，反向延长线也不会有焦点，即不成实像也不成虚像。原来焦点是物体成实像虚像的分界点。利用这个点，再将成实像的物距、像距范围进行完善，那么本节课的凸透镜成像规律就总结完成。在分析数据的过程中引导学生自己去寻找答案，层层递进，符合学生的认知规律，学生会在主动学习的过程中逐渐学会如何独立思考，形成自己的见解，形成良好的思维习惯，做到思维有逻辑、结论有依据。

四、反思与总结

由于时间限制，未能对一些与预设结果相差较大的数据进行深入探讨，这是一个遗憾。这些异常数据往往是宝贵的教育资源，它们提供了探索科学本质的机会。通过对数据进行批判性思考，可以激发他们的探索精神，学会如何面对实验中的不确定性和误差。这样不仅可以加深对知识的理解，还能培养他们的科学态度和解决问题的能力。

在本节课中，利用三个助手平台提升了物理课堂的互动性和学生的参与感。他们不仅能够看到自己的实验结果，还能即时比较其他小组的数据，绘制的物象关系图不仅更直观地发现数据的变化趋势及规律的普遍性，还培养了学生的数字素养，使他们学会如何有效地使用现代信息技术来支持学习和研究。“三个助手”平台不仅提升了初中物理课堂的教学质量和效率，还为学生创造了更加丰富多样的学习体验，有助于培养他们的综合素养和创新能力。这种信息化教学模式为现代教育注入了新的活力，为实现更加公平、高效的教育体系奠定了坚实的基础。