构建三维物理模型，创设真实科学情景--------利用UME互动平台的3D物理教学探索，以《楞次定律的应用》为例

构建三维物理模型，创设真实科学情景--------利用UME互动平台的3D物理教学探索，以《楞次定律的应用》为例

宋庆彬

湛江市第二中学  湛江  524000

摘要：UME是基于互联网＋的互动式教学平台，其混合式与项目式的教学模式有利于引导学生自主学习，提高教学方式的多样性。本文通过vpython进行3D物理建模，利用UME平台构建混合式教学课堂，以“楞次定律的应用”为例．探究了3D物理建模的混合式微课在基础理论课中的教学实践．期望通过创设真实的科学情境，切实地推动传统教学模式的变革。

关键词：UME平台，混合式教学 vpython 3D建模

一、互联网+混合式物理教学模式的探索

《教育信息化2.0行动计划》中曾指出教育信息化要紧跟教育现代化的脚步，这是我国教育发展的战略选择，也是对互联网+混合教学模式的肯定。

UME平台混合式物理教学模式应包括三个环节：真实的3D学习环境搭建、在线教学、课堂教学教学的发展性评价1，2 。在这一理论的基础上我校在实验班中推广“互联网+”UME互动学习平台将3D编程与翻转课堂的优势相结合，实施“在线课程”与“传统课堂教学”的混合课堂教学模式。某些涉及空间的课堂内容，通过学生人手一台配备的平板电脑进行合作学习。在这个过程中不仅老师的信息化水平得到了提高，学生增强了物理学习的真实感，提高了物理学习的实效和兴趣。

经过一段时间的学习，在多个案例的基础上，我们总结得出了高中物理混合式教学模型3：一，教师设计真实的虚拟情境，提供更真实的学习资源，学生进行探究学习；二、师生共同提炼过程中的核心问题，进行线上、线下多种形式的交流讨论，在合作探究中解决问题。三、从学生的兴趣和自我需求出发，采用自主、合作、探究等等的学习方式，在习题中中进行训练学会解决新的问题，巩固所学。最后教师利用平台获得学生学习行为和结果的各项数据，进行分析和评价并存储下来，这样后面可以进一步改进我们的教学设计。

二、教学案例----------《楞次定律的应用》

1 例题讲解

例1如图所示，光滑固定导轨水平放置，两根导体棒平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时（    ）     

A．将相互靠拢B．将相互远离

C．磁铁的加速度仍为D．磁铁的加速度小于

这里我们介绍一种3D建模工具vpython ，构建出三维磁感线分布，形象生动，给学生更直观的理解。

这里我们利用vpython建模的核心是解决信息化课堂中一个重要的问题，即为什么要信息化，信息化的优势是什么。通过3D建模我们可以创造传统课堂不存在的真实感，既能增强学生的三维空间理解，更能使教学题目更贴近真实。通过录制成微课，就可以让学生去理解和探索。           

2 链接高考

2022年广东高考物理第10题改 水平地面（平面）下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，MN平行于y轴，PN平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有（    ）

A．N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同

B．线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变

C．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流

D．N点与M点的磁感应强度大小相等，方向不相同

通过vpython 3D建模后可以通过三维模拟巧解2022广东高考试题，制作成微课视频更容易把空间的问题讲解清楚。这是信息化技术的优势，同时利用UME的平台互动能力发给学生，学习效果显著提高

3课后习题

如图所示，用绝缘细线将闭合线圈悬挂在天花板上，闭合线圈处于静止状态。一根条形磁铁在金属环右边，条形磁铁和金属环轴线重合，条形磁铁向左靠近金属环过程中(　　)

A.金属环向右摆动，同时沿半径方向扩张

B.金属环向左摆动，同时沿半径方向扩张

C.金属环向右摆动，同时沿半径方向收缩

D.金属环向左摆动，同时沿半径方向收缩                                                                               

一节基于UME的混合式教学课堂最重要的是搞清楚信息化的优势和要解决的核心问题，通过3D编程和UME平台我们可以给学生创设真实的三维物理情境，这样既能增强学生对物理学习的兴趣，同时又能真正发挥信息化技术的优势，在UME的反馈数据中我们得到了学生很多肯定的评价。学生表示通过三维观察，本来很复杂的问题反而简单很多，这些反馈对于我们后面继续利用UME平台推进信息化课堂的构建具有重要指导意义。

【参考文献】

[1] 崔磊,梁凤兰,王帆.“互联网+”背景下基于MOOC与翻转课堂的混合式教学模式研究[J].科

技经济导刊,2018,26(36):130-131.

[2] 茅云飞庄春晓.互联网+互动学习平台在初中物理项目式学习研究中应用探索.文理导航，No.05,2019 Serial No.338

[3]张继春. Python编程与3D物理学仿真.北京：电子工业出版社，2021。