基于PGP电子双板的物理课堂教学*

陈增照，李景鱼

（华中师范大学 国家数字化学习工程技术研究中心，湖北 武汉430079）

一、引言

在教育信息化高速发展的过程中，多媒体教学手段在中学物理课堂教学中的运用越来越普遍，其局限性也越来越明显。内容层面，信息技术应用形式大于内容，课件固化严重，不能灵活变动；操作层面，教师被束缚在计算机操作台上，忽视了学生的主体地位，缺乏交互，导致学习效果不理想。[1]

华中师范大学国家数字化学习工程技术研究中心研究开发的盘古课堂教学平台（PanGu Presetation，简称PGP），采用电子双板实现了教学设计预设性和灵活性的融合，创造了一种新型的课堂教学模式，电子双板能够让教师摆脱计算机的束缚，教师对课件的操作都可直接在双板屏幕上利用专用笔完成，学生也可以走上讲台在屏幕上进行答题，体现了教师主导、学生主体的教学模式。

如何将这一教学平台与中学物理教学的实践相结合，构建一个高效互动的物理课堂，这正是我们要探讨的课题。

二、PGP电子双板在中学物理课堂教学中运用的优势

PGP电子双板首创单机双定位的技术，在传统的电子单板的基础上扩充为两块白板，尺寸基本达到了传统黑板的大小。这两块板可以同时呈现同一教学资源，进行关联教学；也可以同时呈现不同资源，进行双轨教学、对比教学。

PGP电子双板可以形成资源、活动、课件三位一体的教学设计，具有双轨展示、关联教学的教学特性，教学方式灵活多变。实现了随手可写、随处可写功能，集成了手写识别的功能，并可以把课堂中生成的笔记按需保存，供教师反思和学生复习。PGP电子双板还提供了聚光灯、放大镜等小功能，教师可以通过遮盖、放缩、隐藏、显示等功能给学生提供多种形式的学习“线索”，从而突出教学的重点和难点。

PGP电子双板的出现使得集丰富的教学资源和交互合作的教学模式为一体的课堂教学环境成为现实，为新课程倡导的自主、合作、探究的新的学习方式提供了广阔的发展空间。

1.电子双板有利于优化课堂教学设计，促进课堂教学的有效性

交互式电子双板强大的教学功能，为设计创新型教学活动提供了可能。本质上，基于交互式电子双板的课堂教学设计仍然是教学成功的关键。PGP电子双板的云教学资源平台中内置了大量的学科素材，这些学科素材不是现成的、固有的课件，而是根据知识点组织的知识模块，教师可以根据教学内容、目标、对象、媒体及自己的教学风格、特点进行选择和集成，形成自己的教案或积件。[2]这无疑是一种新型的课堂教学模式。

根据教学目标选择教学资源后，利用PanGu课件制作工具，教师可以将设想的教学过程、结构、资源按教学活动单元制作成课件序列，形成结构化的课件。与传统意义上的固化的多媒体课件相比，这种结构化的课件能够灵活应对课堂教学。利用PanGu课件制作工具制作基于活动单元的序列化的教学设计，体现了教学设计的预设性，而灵活性则体现在教师可以在授课过程中，根据需要在预设生成的课件序列基础上，随时打开任意类型的资源来辅助教学。

PanGu课件制作工具突破了教学资源分别存放、互不联系的局限，以教学行动研究过程组织资源，使教师在课前就对教学过程有一个预先的规划，从而提高了课堂教学效果。

2.电子双板有利于提高课堂的交互性，促进学生物理知识的建构

针对中学物理以培养学生的观察、操作和设计等技能的特点，应以实验教学为主，习题教学为辅。学生通过实验活动产生大量的感性认识，有助于物理知识的建构。[3]物理课堂中，教师在学生实验前，要进行示范讲解，在传统的物理课堂教学中，由于班级人数比较多，教师很难保证全班同学都能清楚地看到演示过程，交互式电子双板可以很好地解决这样的难题，利用电子双板的摄像头功能，把教师的操作过程实时地呈现在双板上，全班学生可以清晰地观看。另外，教师的操作过程可以进行保存，留给学生复习或用于教师的自我反思。

教师讲解之后，传统课堂中是请学生组合教师在黑板上画的分步图或让学生在草稿纸上画出草图，相互交流，然后总结。而运用电子双板，可以让学生在双板前，用笔或手指从资源库中拖出相应的模拟器材进行组装，在学生组装过程中，每一步的成功，教师都应及时加以肯定，如有失误，应及时给予纠正。在总结时，同学可以对照双板上刚刚组装的相应区域进行解释，这样实现了师生互动、生生互动，提高了学生的学习积极性，有利于知识的建构。

3.电子双板有利于生成性教学，促进了教师专业成长

美国心理学家波斯纳认为：教师的成长=经验+反思。[4]由此可以看出课后反思的重要性。教学反思的方法有很多种：自我反问法、教学诊断法、交流对话法、案例研究法、观察分析法和总结记录法等。这些反思的方法，最终效果是重现教学场景和教学资源。特别是新课改以来，教师越来越关注生成的课堂，但对预设性教学和生成性教学的有效融合一直关注不足。

PGP电子双板系统解决了这个难题。教师课前可根据课程目标制作出程序性的教学活动。在教学过程中师生再根据教学需要更改、充实原来的资料，有助于生成性教学，实现了预设性和生成性的统一。另外，PGP电子双板提供了极大的资源存储空间，可以把教学的全过程保存起来，包括教师或学生在白板上的手书以及生成性资源。这些内容会被保存到教师的个人空间中，供课下反思，发现教学中的不足，从而促进教师的专业成长。

三、PGP电子双板环境下的物理课堂教学实践——以《电流和电路》为例

基于上述的PGP电子双板的优势，以《电流和电路》为例，进行教学实践研究，以具体课堂的实践过程探讨电子双板在具体课堂教学中的优势。

1.序列化的教学设计

PGP电子双板系统支持教师设计出课程、教学活动、教学资源三级层次的教学设计，以活动组织教学，充分尊重教师教学设计的个体性和创造性。这种序列化的教学设计通过非线性的资源组织形式实现课堂教学的灵活性，以适应灵活多变的课堂。

笔者利用PGP电子双板形成了序列化的教学设计，该教学设计包括三个教学活动，分别是：创设情境，引入新课；活动探究，新课讲解；互动教学，巩固新知（如图1所示）。

图1利用PanGu课件制作工具制作的教学设计序列

2.创设情境，引入新课

建构主义和实际教学都强调了创设学习情境的重要性，作为以生活中的现象为研究对象的物理学科，更需要教师在课堂教学中创设有效的情境来引导学生。基于电子双板的物理课堂教学中，教师可以根据需要选用多种类型的资源生动灵活地创设情境，既可以通过文字、图片等传统的资源类型创设，也可以通过视频、动画等新型资源类型创设，还可以两者结合起来进行双板同时呈现。

3.活动探究，新课讲解

物理教学中要注重实验的操作。所以这节课中，设计三个活动，让学生在动手实验、在观察实验现象中获得和建构知识。

教师演示实验操作是不可避免的环节，利用电子双板的“视频监视”功能，可以把教师的操作过程在电子双板上实时直播，从而有效解决了后排同学看不见的情况，保证了教学效果。

PGP电子双板支持双轨教学模式，可以将教学内容以双画面的形式呈现，图文并茂，意义关联。双轨教学模式有很多种，主要有：PPT不同页面之间的关联；教学资源与白板混合教学；不同资源间的关联。

图2是LED灯特性的教学片断。利用双板同时呈现PPT的两页，左边页是关于它特性的文字介绍，右边是它的实物图，达到两页PPT的意义关联，有利于意义建构。

图2 PPT不同页面之间的关联教学

图3是根据实物图画电路图的教学片断。双板同时呈现实物图和空白的电子白板。空白的电子白板可供自由书写。实际的课堂教学中，教师可以让几个学生在电子白板上画出电路图，针对每个学生的结果进行评价，最后给出规范的画法。这种教学模式体现了师生互动、学生和电子白板的互动，提高了学生的学习积极性。并且电子白板可以增加多页，书写完成后还可以进行保存，以供教学反思和学生复习使用。

图3 PPT+电子白板书写的教学

图4是讲解电流形成过程的教学片断。双板同时呈现文字和动画。动画可以清晰地呈现开关闭合前和闭合后电荷的移动情况，给学生直观的感受，文字可以系统地总结出动画所反映的物理现象。通过文字和动画两种资源的呈现，再加上教师的讲解，同时刺激学生的左脑和右脑，达到高效的教学效果。

图4不同资源的关联

4.互动练习，巩固新知

在学习中，迁移是基本原理在其他情境中的运用。教师在课堂中对学生进行强化训练，有利于新知识的建构和迁移。

笔者设计了关于电流的选择题。电子双板支持Clicker的客观题交互，教师把题目发给学生，学生利用手中的Clicker发送答案，教师可以查看答题情况以及显示本题的正确答案。教师可以根据学生的答题情况及时了解学生的学习效果以及做出下一步教学的具体安排（如图5所示），体现了基于PGP交互的及时性。

图5 客观题交互

四、PGP电子双板在中学物理教学中应用的启示与建议

通过教学的实践，我们发现电子双板这种新媒体确实可以提高中学物理的教学效果，也给笔者很多启示。一方面，技术是手段，教学设计才是关键，教师的教学设计能力是上好一堂课的关键。基于PGP电子双板的课堂中，教师应该做的就是通过研究去寻找PGP电子双板与教学内容的整合点和应用点，教师应该考虑什么样的教学内容能够与电子双板的功能很好地整合，达到最佳的教学效果。

另一方面，使用电子双板进行教学，对教师也提出了更高的要求。教师必须掌握电子双板的功能，才能在课堂教学中灵活多样地与教学内容整合。当然电子双板的熟练使用是一个循序渐进的过程，可在教学过程中和学生配合一起操作电子双板，这样在激发学生学习兴趣的同时达到了师生交互的效果。

总之，电子双板作为一种新的教育技术，在教育领域应用并得到普及是一个必然的趋势。同时，我们应把它看成一种新的教学理念和一种新的教学思维。

在教学中，应充分发挥电子双板的教学优势，开辟物理学科有效教学的新天地，这也需要广大教师和研究者进行更多更深入的研究和实践。

[1]孟晓.光电交互式电子白板系统研究[D].杭州：浙江大学，2005.

[2]张豪锋,李瑞萍,李名.基于交互白板构建协同可视化学习环境［J］.中国电化教育,2010(3)：81-83.

[3]袁红军,中小海.浅谈物理学习方法［J］.教育与职业,2007(7)：146-147.

[4]韩孟华,王春清.教学反思的意义、内容、方法与途径［J］.齐齐哈尔师范高等专科学校学报，2007(4).