中學(xué)物理線上直播教學(xué)互動方法探討

謝志豪 姜玉梅 葉曉山

摘? ?要：線上教學(xué)是線下教學(xué)的擴(kuò)展與延伸，也是未來教育發(fā)展的方向之一。和線下課堂教學(xué)一樣，線上教學(xué)也需要高效的教學(xué)互動。教師作為線上教學(xué)的主導(dǎo)者，需要發(fā)掘并合理利用直播教學(xué)中獨具特色的互動方式，以達(dá)到或超過線下課堂教學(xué)的互動效果。文章以“楞次定律”教學(xué)為例開展線上互動式教學(xué)，提出“虛擬實驗賦能人機(jī)互動，電子板書升溫師生互動，同伴教學(xué)激勵生生互動和資源共享提速人資互動”四種線上教學(xué)互動方法，有效彌補了現(xiàn)階段線上教學(xué)互動性的不足。

關(guān)鍵詞：線上教學(xué);教學(xué)互動;楞次定律

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2021）8-0067-4

2020年初新冠疫情期間，在教育部“停課不停學(xué)”的號召下，全國大中小學(xué)乃至教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)都“轉(zhuǎn)戰(zhàn)”線上教學(xué)。線上直播教學(xué)互動不僅局限于師生和生生之間，還包括人與機(jī)器、人與資源等多方面的互動，教學(xué)互動已成為未來教育的核心[1]。不少互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)或搭建線上教室，或優(yōu)化原有的視頻會議平臺以適配師生線上學(xué)習(xí)。這雖然保障了線上教學(xué)的正常運行，但是教學(xué)形式的突然轉(zhuǎn)變，讓教師和學(xué)生都有些不適應(yīng)。由于部分教學(xué)平臺功能還未完善，暴露出的一大問題就是線上教學(xué)互動性大打折扣。無論是線下物理課堂教學(xué)中最基本的問答和討論環(huán)節(jié)，還是物理學(xué)科最重要的實驗環(huán)節(jié)，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中教師的操作都不如線下教學(xué)那般“如魚得水”，導(dǎo)致線上教學(xué)的實際效果不盡人意。這就要求物理教師發(fā)掘并合理利用直播教學(xué)獨具特色的互動方式，提升直播課堂的互動效果。

楞次定律作為高中階段較為抽象的一個物理規(guī)律，長期以來都是物理教學(xué)的一個“老大難”問題[2]。具體表現(xiàn)為物理現(xiàn)象多，過程復(fù)雜，實驗抽象，這需要教師幫助學(xué)生建立直觀模型，梳理知識脈絡(luò)。筆者結(jié)合自身網(wǎng)絡(luò)授課實踐經(jīng)驗，以“楞次定律”一節(jié)為例，從“人機(jī)互動、師生互動、生生互動和人資互動”四個方面著手，探討如何有效提高物理直播課的教學(xué)互動。

1? ? 虛擬實驗賦能人機(jī)互動

實驗不僅是物理教學(xué)的重要手段，也是物理教學(xué)的重要內(nèi)容[3]。筆者調(diào)查所實習(xí)學(xué)校在新冠疫情期間開設(shè)的物理實驗網(wǎng)課教學(xué)情況后發(fā)現(xiàn)，由于沒有合適的實驗教學(xué)方法，教師在實驗教學(xué)互動環(huán)節(jié)或直接播放實驗視頻，或直接跳過待返校后再進(jìn)行實驗教學(xué)，這使得物理直播課的教學(xué)效果大打折扣。隨著科技的進(jìn)步，物理實驗教學(xué)也朝著數(shù)字化邁進(jìn)，從DIS數(shù)字化實驗室的流行，到虛擬實驗的使用，無疑都擴(kuò)展了物理實驗教學(xué)的范圍和形式。新型實驗形式的合理運用極大地惠及了師生，但虛擬實驗形式并沒有在最需要它的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境中大顯身手。

1.1? ? 直觀的交互功能

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境是虛擬實驗得天獨厚的沃土，物理線上直播教學(xué)可以利用虛擬實驗軟件進(jìn)行實驗演示，甚至進(jìn)行實驗互動教學(xué)。如電磁學(xué)相關(guān)抽象實驗，可以通過虛擬實驗更高效、直觀地呈現(xiàn)實驗現(xiàn)象。利用鼠標(biāo)或手指與軟件交互功能就能DIY物理實驗，操控虛擬實驗器材得到實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)反饋，這種人機(jī)互動無疑讓線上實驗教學(xué)更直觀。筆者通過虛擬實驗平臺模擬條形磁鐵插入連接電流表的螺線圈這一過程，引導(dǎo)學(xué)生探究影響感應(yīng)電流的因素。如圖1所示，實驗者只需使用NOBOOK軟件在電磁學(xué)實驗器械一欄將所需實驗器械拉入實驗窗口，用手指連接實驗器材就可在屏幕上自動生成導(dǎo)線。手指操作條形磁鐵兩級分別插入或移出螺線圈，并利用軟件的表格功能記錄數(shù)據(jù)。整個實驗的操作流程和真實實驗一致，觸控操作靈敏流暢且不受環(huán)境因素影響。實驗過程中，人機(jī)互動便捷直觀，教師和學(xué)生也可以實現(xiàn)充分互動。實驗前教師請學(xué)生們先猜測條形磁鐵插入、移出或者停留在螺線管中時電流表的示數(shù)變化情況，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，然后再設(shè)計實驗一一驗證得到數(shù)據(jù)，最后進(jìn)行總結(jié)。整個實驗不需要過多的實驗準(zhǔn)備，沒有安全隱患，只需簡單的人機(jī)交互，學(xué)生在輕松愉快的互動過程中就完成了實驗，幫助學(xué)生直觀地認(rèn)識到了影響感應(yīng)電流的因素，進(jìn)而理解楞次定律“增反減同”的物理內(nèi)涵。

1.2? ? 強(qiáng)大的演示功能

目前，NOBOOK等主流虛擬實驗平臺正朝著多機(jī)互聯(lián)的方向發(fā)展，這意味著可多人協(xié)同操作虛擬實驗演示的功能即將實現(xiàn)。而Physics Lab AR等虛擬實驗平臺正在開發(fā)AR增強(qiáng)現(xiàn)實展現(xiàn)技術(shù)，使得實驗操作演示的直觀性和交互性都無限接近線下實體實驗形式。此外，學(xué)生可以利用虛擬實驗平臺自行開展實驗，還可以實時記錄并處理實驗數(shù)據(jù)，教學(xué)的人機(jī)互動性在虛擬實驗中得到進(jìn)一步加強(qiáng)。另一方面，教師可通過分析學(xué)生實驗操作流程的演示視頻診斷學(xué)生學(xué)習(xí)情況，這種人機(jī)互動能使教師更好地因“人”施教。

2? ? 電子板書升溫師生互動

目前，線上大班教學(xué)大都采用教師視頻直播結(jié)合PPT錄屏教學(xué)，再借助移動社交平臺進(jìn)行作業(yè)的布置和評改，整個教學(xué)過程僅能滿足教師對知識的展示和講解，無法滿足師生深層次的互動，對于學(xué)生之間的互動更是捉襟見肘。在線上教學(xué)系統(tǒng)還不完善的情況下，教師尤其要善于使用計算機(jī)軟硬件資源為師生互動升溫，這一方面要求教師具有開闊的互聯(lián)網(wǎng)資源視野，另一方面也要求教師不能在單一教學(xué)形式思維中固步自封。筆者以“楞次定律”教學(xué)為例，從板書互動著手，展示教師如何巧用電子板書優(yōu)化物理直播課中的師生互動。

線上直播教學(xué)的板書可以用數(shù)位板或者帶觸屏功能的平板電腦完成。筆者選用IOS端的Goodnotes軟件配合Apple Pencil，在探究影響感應(yīng)電流方向因素時實時繪制實驗?zāi)Ｐ秃蛨D表，幫助學(xué)生理解并總結(jié)歸納知識點。首先利用分屏功能同時顯示PDF教材和Goodnotes界面，然后在Goodnotes軟件中新建筆記頁面，利用手寫筆進(jìn)行頁面編輯，在窗口中可以選擇筆觸的質(zhì)感和線條粗細(xì)顏色。圖形工具極大地方便了教師繪圖，只需用手寫筆在書寫區(qū)域畫出近似圖形，系統(tǒng)就會自動識別轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)圖形，再通過套索工具移動復(fù)制組合繪制出螺線管內(nèi)磁通量情況即可。此外，教師可以直接將板書文件打包發(fā)送給使用相同軟件的學(xué)生，方便學(xué)生整理筆記和復(fù)習(xí)。同理，學(xué)生不僅可以使用同款軟件進(jìn)行隨堂筆記，還能對課上布置的練習(xí)題進(jìn)行編輯解答，完成后共享屏幕展示即可。電子板書以嶄新的形式出現(xiàn)在以音視頻為主的物理直播課上，擺脫了傳統(tǒng)黑板板書 “一次性”的屬性，變得更有“生命力”，更有效促進(jìn)了師生互動。圖2所示為筆者繪制的楞次定律教學(xué)用電子板書。

教師若采用Windows或Mac桌面端進(jìn)行直播，可以在OneNote等筆記軟件中進(jìn)行分屏板書;若采用ipad或Surface等移動設(shè)備，可直接使用配套壓感筆在Goodnotes、Notability和OneNote等軟件中繪制高質(zhì)量的分屏板書。

3? ? 同伴教學(xué)[4]激勵生生互動

線上大班教學(xué)課堂練習(xí)環(huán)節(jié)中，常常由于班級人數(shù)較多而無法顧及每一位學(xué)生，教師不能及時得到學(xué)生課堂練習(xí)情況的反饋。雖然可通過給學(xué)生配發(fā)應(yīng)答器，統(tǒng)計學(xué)生課堂問答，但反饋的結(jié)果只有教師能在后臺看到，學(xué)生無法得到及時反饋，也無法激勵學(xué)生之間的互動討論。

在線課堂可以依托問答小程序采用同伴教學(xué)法很好地解決此問題。筆者在進(jìn)行楞次定律線上教學(xué)之前，預(yù)先在微信投票問答小程序中編輯好本節(jié)課相應(yīng)知識點的習(xí)題和答案選項。課上每結(jié)束一個知識點，就在班級群發(fā)布小程序，學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)提交答案后，可以及時看到投票結(jié)果。教師進(jìn)而要求學(xué)生與同伴在教學(xué)軟件討論區(qū)或者微信群內(nèi)討論此題目，二次作答并再次投票。教師可以用可視化圖表統(tǒng)計分析學(xué)生兩次答題情況，及時評估學(xué)生知識掌握情況，從而查漏補缺。通過同伴教學(xué)促進(jìn)學(xué)生對易錯概念的理解，提升學(xué)生課堂參與度。表1為同伴教學(xué)法課堂練習(xí)示例。

目前，主流免費教育直播平臺（例如“釘釘”“騰訊會議”等軟件）也可以進(jìn)行簡單的小組討論和問答功能教學(xué)，教師需要合理設(shè)計問答題目，調(diào)動學(xué)生的討論熱情，激勵生生互動，避免線上“同伴教學(xué)法”流于形式。

4? ? 資源共享提速人資互動

4.1? ? 提高教學(xué)資源的分享速度

傳統(tǒng)線下課堂學(xué)習(xí)資料以紙質(zhì)為主，資源形式相對單一，對資源的編輯和處理不夠靈活，且分享成本高，效率低。而線上教學(xué)可以突破紙質(zhì)教輔的限制。教師可以在線上教學(xué)資源庫中篩選有價值的資源;學(xué)生可以查閱相關(guān)課程資源;教師和學(xué)生都可以在課下甚至課上實時閱讀分享網(wǎng)上的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。師生篩選出的內(nèi)容又會成為新的教學(xué)資源，可以上傳至云端供大家分享，極大地促進(jìn)了線上“無紙化”教學(xué)，提高了人與資源互動的速度。

4.2? ? 加快教學(xué)“網(wǎng)上資源庫”的構(gòu)建速度

互聯(lián)網(wǎng)教育時代，教育資源共享門檻降低，呈現(xiàn)形式更加多元，使用方式更加靈活。課堂上的教學(xué)資源可以來自網(wǎng)上，而教師和學(xué)生在課堂中篩選出的內(nèi)容又形成新的教學(xué)資源，可上傳至云端供大家分享，教學(xué)資源庫的體量會不斷增加。如果這種人資互動所產(chǎn)生的資料可以形成一定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格，亦可資源共享，從而形成良性循環(huán)，為教育者和學(xué)習(xí)者提供及時有效的幫助，同時也加速構(gòu)建形成教學(xué)“網(wǎng)上資源庫”。

教學(xué)互動是線上高效教學(xué)的保證，在線教育又是未來教育的發(fā)展方向，物理教師應(yīng)當(dāng)盡可能地利用互聯(lián)網(wǎng)軟硬件資源，借助多平臺、多軟件協(xié)同教學(xué)，積極探索線上直播教學(xué)互動方法，最大限度地發(fā)揮線上教學(xué)的軟硬件優(yōu)勢，積極探索獨具特色的直播教學(xué)互動方式，做新時代教師，引領(lǐng)未來教育。

參考文獻(xiàn)：

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[2]邢紅軍，童大振.楞次定律高端備課再出發(fā)[J].中學(xué)物理，2019，37（09）：10-12.

[3]唐建華.在線教學(xué)環(huán)境下初中物理實驗教學(xué)的思考[J].物理教師，2020，41（09）：43-44+48.

[4]張萍，Eric Mazur.Peer-Instruction——哈佛大學(xué)物理課程教學(xué)新方法[J].中國大學(xué)教學(xué)，2010（08）：69-71.

（欄目編輯? ? 邱曉燕）