線上教學(xué)背景下物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重構(gòu) ①
——以“密度”教學(xué)為例

董小雪 陳 勁

(1. 廣東省廣州市華商外語實(shí)驗(yàn)學(xué)校，廣東 廣州 511300；2. 廣東省湛江一中培才學(xué)校，廣東 湛江 524033)

1 引言

受新冠肺炎疫情的影響，全國各地學(xué)生的集中學(xué)習(xí)都受到很大的影響，普遍開展了線上教學(xué)。同時(shí)，各地教育部門發(fā)出中小學(xué)線上教學(xué)的通知，明確各校結(jié)合線上教學(xué)和居家學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，采用靈活的教學(xué)方式。

物理學(xué)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)貫穿于整個(gè)物理教學(xué)之中。初中生在對生活現(xiàn)象觀察的基礎(chǔ)上，要逐漸認(rèn)識(shí)物質(zhì)基本運(yùn)動(dòng)形式和規(guī)律，教師應(yīng)當(dāng)關(guān)注物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。受新冠肺炎疫情影響，線上物理教學(xué)面臨集中教學(xué)受限、課堂時(shí)間縮短、師生互動(dòng)缺乏、實(shí)驗(yàn)器材匱乏等諸多現(xiàn)實(shí)問題，但同時(shí)具備線上教學(xué)形式生動(dòng)、實(shí)驗(yàn)展示直觀、家庭實(shí)驗(yàn)便于開展等顯著優(yōu)點(diǎn)，采用線上、線下相結(jié)合的模式進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)重構(gòu)具有現(xiàn)實(shí)意義。

2 線上教學(xué)方式分析

線上教學(xué)的模式在經(jīng)歷了多年的發(fā)展之后，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)和智能手機(jī)的全面普及，已經(jīng)在高校、成人教育、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等得到了廣泛的應(yīng)用。[1]

從國外最早的可汗學(xué)院等，到國內(nèi)創(chuàng)辦較早的學(xué)堂在線、中國大學(xué)MOOC、網(wǎng)易云課堂等，再到近期熱門的騰訊課堂、釘釘、粵課堂、學(xué)而思網(wǎng)校、新東方在線等，各種平臺(tái)的定位都越來越精準(zhǔn)，性能逐漸穩(wěn)定，功能也在不斷完善。特別是當(dāng)前中小學(xué)教學(xué)應(yīng)用較多的騰訊課堂、釘釘，較好地實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)指導(dǎo)、作業(yè)批閱、學(xué)情分析、答疑輔導(dǎo)等功能。在線上教學(xué)背景下，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)通?？刹捎娩洸?、直播、線上交互等方式，其特點(diǎn)如表1所示。

表1

3 “密度”實(shí)驗(yàn)教學(xué)重構(gòu)

“密度”是人教版八年級物理上冊第六章的重要內(nèi)容，[2]是“質(zhì)量”之后引入的新物理量，是課程標(biāo)準(zhǔn)中要求的七個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容之一。密度知識(shí)既是質(zhì)量知識(shí)的深化，又是進(jìn)一步學(xué)習(xí)力學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)，也是液體壓強(qiáng)、浮力等學(xué)習(xí)的前提。[3]

結(jié)合當(dāng)前線上教學(xué)、居家學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，融合錄播、直播、線上交互、模擬實(shí)驗(yàn)等教學(xué)方式，筆者選擇騰訊課堂作為線上教學(xué)平臺(tái)，按照內(nèi)容導(dǎo)入、概念形成、實(shí)驗(yàn)操作、思維拓展四個(gè)步驟，進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)重構(gòu)(圖1)。

圖1

3.1 內(nèi)容導(dǎo)入

對初中生來說，密度是較為抽象的物理概念，在教學(xué)中需要突破學(xué)生感性認(rèn)識(shí)缺乏這個(gè)難點(diǎn)，讓學(xué)生從生活現(xiàn)象建構(gòu)密度概念。[4]結(jié)合居家學(xué)習(xí)實(shí)際，可采用生活視頻播放和家庭簡易實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行內(nèi)容導(dǎo)入。

(1) 課前視頻引入，讓學(xué)生初步體驗(yàn)密度概念

在“質(zhì)量”的內(nèi)容學(xué)習(xí)完成之后，通過教學(xué)平臺(tái)在網(wǎng)上發(fā)布“雞尾酒的分層”等小視頻，作為“密度”的內(nèi)容導(dǎo)入，創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

(2) 利用家庭簡易實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體會(huì)“質(zhì)量”和“體積”之間的關(guān)系。

布置家庭簡易實(shí)驗(yàn)作業(yè)，安排學(xué)生將實(shí)驗(yàn)拍攝成小視頻上傳到班級群，作為下一步教師線上講解的素材。學(xué)生在家就地取材完成實(shí)驗(yàn)，教師提出參考性實(shí)驗(yàn)建議，鼓勵(lì)學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律并總結(jié)，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主體作用。

(3) 通過實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生比較同一物體(液體)質(zhì)量與體積之比的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)器材有：秤(可選擇天平、電子秤、彈簧秤等)、帶刻度的容器(藥瓶自帶的小量杯、注射器、奶瓶、帶刻度的分酒器等)、水，測定水的質(zhì)量和體積，填寫表2。

(4) 通過實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生比較不同物體(固體)質(zhì)量與體積之比

實(shí)驗(yàn)器材采用秤(天平、電子秤、彈簧秤等)、蘋果、土豆、蘿卜(或其他水果蔬菜)、刻度尺等，測定相關(guān)物體的質(zhì)量和體積，填寫表3。

表2

表3

在平時(shí)的教學(xué)中，學(xué)生在家時(shí)間少、學(xué)習(xí)壓力大，家庭實(shí)驗(yàn)很難得到真正開展，在居家學(xué)習(xí)期間便于學(xué)生開展隨手取材的家庭物理實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生從切身的體驗(yàn)出發(fā)去學(xué)習(xí)物理，通過“眼見為實(shí)”的直觀形象，拉近物理和學(xué)生生活之間的距離，讓學(xué)生帶著“成就感”進(jìn)入密度的學(xué)習(xí)。[5]

3.2 概念建構(gòu)

通過同種物質(zhì)和不同種物質(zhì)質(zhì)量與體積的比值的對比實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用比值定義法建構(gòu)密度概念。

結(jié)合學(xué)生實(shí)驗(yàn)展示和教師線上直播，得出密度的定義。充分發(fā)揮翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢，將效果較好的學(xué)生家庭實(shí)驗(yàn)視頻進(jìn)行線上播放，在吸引學(xué)生認(rèn)真觀察的同時(shí)，鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生積極完成家庭實(shí)驗(yàn)，主動(dòng)思考、發(fā)現(xiàn)問題。通過前述針對性很強(qiáng)的家庭實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生通過對表格觀察分析得出結(jié)論：(1) 對于同種物質(zhì)，質(zhì)量與體積的比值不變，得出密度的定義；(2) 對于不同種物質(zhì)，質(zhì)量與體積的比值不同，表明密度是物質(zhì)本身的性質(zhì)。

3.3 實(shí)驗(yàn)操作

針對密度測量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生用量筒來測量體積、測量固體液體的密度。結(jié)合《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》的要求，規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，提高學(xué)生動(dòng)手能力和探究能力。

(1) 測定不規(guī)則固體和鹽水的密度

將家庭實(shí)驗(yàn)拓展至不規(guī)則固體的體積測量，布置學(xué)生完成土豆(或其他蔬菜水果)和自制鹽水的密度測量，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、拍攝視頻上傳。

(2) 學(xué)生實(shí)驗(yàn)展示與教師線上直播相結(jié)合，探討測量固體、液體密度的方法

圖2

通過視頻播放，展示不同學(xué)生的不規(guī)則固體體積測量方法(如排水、排沙等)、液體質(zhì)量的測量方法(圖2)。通過線上直播，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，引導(dǎo)學(xué)生注意對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行論證及誤差分析，總結(jié)測定固體、液體密度的最優(yōu)方案。

(3) 學(xué)生線上測試和教師在線答疑

結(jié)合教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行隨堂知識(shí)小測試，活躍課堂氛圍，實(shí)時(shí)了解學(xué)生對知識(shí)的掌握情況。利用直播的“評論”“彈幕”等功能，針對學(xué)生容易混淆、出錯(cuò)較多的知識(shí)點(diǎn)以及具有代表性的提問進(jìn)行在線答疑，并結(jié)合“作業(yè)發(fā)布和展示”“作業(yè)點(diǎn)評”“回復(fù)留言”等方式進(jìn)行針對性答疑，最后通過直播進(jìn)行教學(xué)小結(jié)。

3.4 思維拓展

老師布置測量冰糖密度、人體密度作為課后家庭實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生思考和解決“人不能放進(jìn)量筒”這個(gè)問題，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告后上傳至班級群，完成密度教學(xué)工作。

在完成課堂學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，安排適當(dāng)?shù)恼n后拓展，使學(xué)生在理解“密度”定義的前提下提出問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

4 教學(xué)總結(jié)

4.1 線上、線下相結(jié)合，優(yōu)勢互補(bǔ)

線上教學(xué)雖然面臨集中學(xué)習(xí)困難、不便于師生近距離互動(dòng)，但是通過課程重構(gòu)，可充分發(fā)揮線上教學(xué)和居家學(xué)習(xí)的優(yōu)點(diǎn)，采用新穎多樣的形式，貼合學(xué)生生活實(shí)際，開展探究性家庭實(shí)驗(yàn)，能實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)、資源整合，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

4.2 以學(xué)生為中心進(jìn)行探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在常規(guī)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不少學(xué)生不能近距離觀察演示實(shí)驗(yàn)、上臺(tái)操作實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)也較難得到教師的個(gè)別輔導(dǎo)。通過物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)重構(gòu)，采用多種方式為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)的條件，使其可以近距離、多角度、反復(fù)觀察實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)，增加動(dòng)手機(jī)會(huì)，有效提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。線上和線下相結(jié)合，教師演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生家庭實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，并輔以典型學(xué)生實(shí)驗(yàn)的視頻展示，可以有效激發(fā)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的熱情，創(chuàng)設(shè)以學(xué)生為中心、探究式學(xué)習(xí)的氛圍。

4.3 物理實(shí)驗(yàn)回歸社會(huì)生活

通過家庭實(shí)驗(yàn)的引入，生活中簡單的液體、固體體積和質(zhì)量的測量，讓學(xué)生將生活作為物理學(xué)習(xí)的起點(diǎn)；在概念學(xué)習(xí)、規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作之后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)拓展，則進(jìn)一步將物理的學(xué)習(xí)回歸到社會(huì)生活的實(shí)際。通過線上視頻學(xué)習(xí)、直播教學(xué)和家庭實(shí)驗(yàn)等多種方式相結(jié)合為教學(xué)服務(wù)，變劣勢為優(yōu)勢，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

針對特殊的教學(xué)環(huán)境，將物理教學(xué)聚焦于實(shí)驗(yàn)、融合于生活，通過直播、錄播教學(xué)發(fā)揮教師主導(dǎo)地位的同時(shí)，充分發(fā)揮線下學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，進(jìn)而更好地培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和大膽探索的科學(xué)精神。