基于“互聯(lián)網(wǎng)+”思維的初中物理情境教學設計

張月蘭

（蘇州工業(yè)園區(qū)星灣學校，江蘇 蘇州 215021）

1 問題的提出

伴隨著工業(yè)4.0時代的到來，全球互聯(lián)互通，教育內(nèi)容、方式已然發(fā)生了根本轉(zhuǎn)變，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)嵌入到各種領域的技術層面，尤其是“互聯(lián)網(wǎng)+”思維的形成，推動“互聯(lián)網(wǎng)+教育”正實現(xiàn)教育領域綜合發(fā)展.實踐表明，情境教學對促進初中生由“經(jīng)驗”積累形態(tài)向“思維”概括形態(tài)的轉(zhuǎn)化具有明顯的作用，有利于學生實現(xiàn)知識體系的意義建構(gòu)，有利于激發(fā)學生的學習興趣、發(fā)展能力、健全人格.可見，“互聯(lián)網(wǎng)+”技術為教育教學提供了支持，“互聯(lián)網(wǎng)+”思維推進了教育教學的變革，也為教學設計帶來了新思路.

2 “互聯(lián)網(wǎng)+”思維的含義與特征

現(xiàn)代化技術的發(fā)展為人們的工作、學習、生活帶來了極大的便利，并顛覆性地影響著傳統(tǒng)行業(yè).這種影響促使人們從“+互聯(lián)網(wǎng)”這種工具性使用逐步過渡到“互聯(lián)網(wǎng)+”這種理念性運用中去，從而“互聯(lián)網(wǎng)+”思維得以誕生.在《國務院關于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導意見》中定義了“互聯(lián)網(wǎng)+”思維：“把互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果與經(jīng)濟社會各領域深度融合，推動技術進步、效率提升和組織變革，提升實體經(jīng)濟創(chuàng)新力和生產(chǎn)力，形成更廣泛的以互聯(lián)網(wǎng)為基礎設施和創(chuàng)新要素的經(jīng)濟社會發(fā)展新形態(tài)”.［1］

“互聯(lián)網(wǎng)+”作為一種思維方式、一種理念、一種形態(tài)與教育共生互動，對教學的影響極為深遠.“互聯(lián)網(wǎng)+”思維以互聯(lián)網(wǎng)技術為思維基礎，以重視、適應、利用互聯(lián)網(wǎng)為思維指向，以收集、積累、分析數(shù)據(jù)，用數(shù)據(jù)“說話”為思維特點，是客觀需要的社會思維，是特色鮮明的時代思維.“互聯(lián)網(wǎng)+”思維將教與學引向個性彰顯、關系平等、立體互動、多點觸發(fā)、深度跟蹤等方式，實現(xiàn)碎片化突破又重視體系構(gòu)建，具有突破性、開放性、整合性三大特征.

3 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”思維的初中物理情境教學設計要點

（1）選取資源.“互聯(lián)網(wǎng)+”思維彰顯學習個性.“一師一優(yōu)課”、易加精品課、在線課程資源、專題公眾號等大量精品資源提供給學生個性化選擇.情境體驗可發(fā)生在課堂內(nèi)外，使得教學過程可重復、可選擇.資源可實現(xiàn)智能推送，助力學習主體的精準研判，對教學實現(xiàn)可定位、可優(yōu)化.縮放、變速、對比等技術手段可實現(xiàn)對虛實結(jié)合的情境更加可視、可控，增加教學深度.運用互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)手段，助力教與學的觀測、分析、跟蹤，實現(xiàn)教與學可調(diào)控、可監(jiān)測.

（2）構(gòu)建關系.“互聯(lián)網(wǎng)+”思維凸顯師生平等.教師權(quán)威中心的地位有所變化，師生關系更趨于平等，師生互動不僅在課堂，也在課外，情境不僅在于教師呈現(xiàn)，也在于學生感受、體驗、創(chuàng)造.教師導引作用體現(xiàn)在情境的設置與呈現(xiàn)方面，學生的主體作用體現(xiàn)在情境的感知、感悟過程，體現(xiàn)在真實與虛擬的體驗中主動發(fā)問，教學氛圍更為融洽，構(gòu)建更為平等師生關系.

（3）營造環(huán)境.“互聯(lián)網(wǎng)+”思維引發(fā)立體互動.課堂不僅提供實驗、圖片、問題、視聽等情境，也有pad、投屏、資源庫等提供現(xiàn)實、虛擬的立體情境，不僅有學生的體悟，也有師生、生生、生機的交互.“互聯(lián)網(wǎng)+”多點網(wǎng)絡交互，給予情境體驗的反饋和交流更多機會，推動情感體驗、價值體驗向縱深發(fā)展，有助于發(fā)揮學生個體主動性，進一步豐富教學體驗的維度和提升教學體驗的效度.

（4）實施評價.“互聯(lián)網(wǎng)+”思維實現(xiàn)深度跟蹤.運用數(shù)據(jù)分析，找出學生學習重難點、可增長點并適當設置情境體驗，有助于深度學習的展開.運用現(xiàn)代技術實現(xiàn)課堂、課外情境體驗延伸，增加交流共享的方式，實現(xiàn)體驗共享，推動個體自主評價的展開.借助大數(shù)據(jù)分析，可追蹤個體發(fā)展階段變化情況，可分析個體學習多維度情況，可對比團體階段發(fā)展特點，聚焦學習主體展開教與學精準評價，以更好地指導下階段的教學工作.

（5）項目體驗.“互聯(lián)網(wǎng)+”思維達成多點觸發(fā).將易錯點、復雜點、創(chuàng)新點為主設計情境，開設綜合實踐活動、社團實踐活動、勞動體驗活動、生涯規(guī)劃體驗活動等，通過情境體驗、協(xié)作學習、任務驅(qū)動等方式，走進實驗室、社區(qū)、企事業(yè)單位、高校、研究所等開展體悟活動，引導學生完善知識多維度體系，增加知識體系化應用，實現(xiàn)進一步培養(yǎng)能力、提升思維的目的.

4 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”思維的初中物理情境教學設計

“互聯(lián)網(wǎng)+”思維具有突破性、開放性、整合性特征，推動情境教學向“精而深”、“博而通”方向發(fā)展.初中物理教學設計可借助“互聯(lián)網(wǎng)+”技術和資源，側(cè)重于教學途徑的拓展和教學策略的優(yōu)化，在情境化、去情境化、再情境化的環(huán)節(jié)側(cè)重體現(xiàn)精準度、深度、融合度，關注目標導向明確、結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化、體驗系統(tǒng)有序、反饋及時可控，引導學習主體的主動思考，從而提升學習主體的關鍵能力和核心素養(yǎng)的發(fā)展.［2］以“電功 電功率”一輪復習課為例.

（1）“情境化”環(huán)節(jié)把握精準度.“情境化”是引導學生感知情境，是激發(fā)學生學習興趣、了解物理知識、引發(fā)學生主動思考的過程，是“從生活走向物理”認知啟動的階段.

例1.選擇器材測量燈泡工作5 h消耗電能的多少，完成對實驗對比分析.

情境對比1：利用電能表測量燈泡工作5 h消耗電能的多少.如圖1所示，選用微課資源，對不同用電器工作時電能表工作情況進行記錄，理解表盤轉(zhuǎn)動多少、快慢分別表示電功、電功率.通過對情境觀察和數(shù)據(jù)分析，會用電能表示數(shù)變化、圈數(shù)變化進行計算.

圖1 電能表測量實驗裝置

情境對比2：利用電壓表、電流表測量燈泡工作5 h消耗電能的多少（電功）.如圖2所示，利用電壓表和電流表測量燈泡消耗電能的多少，用攝像頭做實驗現(xiàn)象放大展示，引導學生對電壓表、電流表進行正確讀數(shù)，會用W=UIt進行電功計算，會進行1 k W·h=3.6×106J單位換算.

圖2 電壓表和電流表測量實驗裝置

設計意圖：通過對2個實驗情境的回顧和實驗優(yōu)缺點的對比分析，引導學生對電功、電功率進行概念辨析，清晰實驗原理、操作及優(yōu)缺點，較為全面地進行知識梳理，學會在情境中感知并分析物理問題.

（2）“去情境化”環(huán)節(jié)體現(xiàn)深度.“去情境化”是引導學生感悟情境，是“從現(xiàn)象看本質(zhì)”的意義建構(gòu)過程，是對物理知識深入理解并掌握的過程.

例2.分析電流表指針偏轉(zhuǎn)情況的可能原因，應用USB檢測儀進行相關測量.

實驗情境：在用電壓表和電流表測量燈泡消耗電能的多少的實驗中，利用攝像頭放大、緩慢的功能，可清晰地觀察到開關閉合后電流表指針先后出現(xiàn)向右偏轉(zhuǎn)、向左偏轉(zhuǎn)、穩(wěn)定等情況.學生分析瞬間指針偏轉(zhuǎn)過大的原因可能是：指針由于慣性繼續(xù)偏轉(zhuǎn)或閉合開關瞬間電流過大.利用數(shù)字式電流表（USB檢測儀）可避免指針由于慣性出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)過大的情況，如圖3所示，接入電路進行實驗驗證.

圖3 USB檢測儀測量燈泡實驗裝置

設計意圖：通過對典型實驗情境的再分析，利用USB檢測儀替代電流表進行電流測量，引導學生學會細致觀察、精準分析，在解決物理問題的同時，實現(xiàn)科學探究能力的提升.

實驗情境：用超快充電器對手機電池充電，運用正確公式計算充電時間.通過電池圖片觀察可得，手機鋰電池上面標明電壓為3.85 V，容量為4200 m A·h，計算出充滿電后存儲的電能為0.01617 k W·h.通過超快充電器圖片觀察可得，計算可得最大輸出功率可達40 W.進一步可計算，若用這個充電器給手機電池充滿電至少要花24 min.利用USB檢測儀進行實際測量，如圖4所示，通過計算可得實際給電池充滿電約29 min.試分析實際充電時間與理論值之間有偏差的原因.

圖4 USB檢測儀測量手機實驗裝

設計意圖：在運用USB檢測儀進行測量的情境中，通過對電池電量、充電器最大輸出功率、理想充電時間、實際充電時間的計算，將電功、電功率公式的應用貫穿在情境中，并厘清額定功率和實際功率的差異，引導學生學會分析情境，能從現(xiàn)象分析找到物理問題，并用物理知識加以解釋.

（3）“再情境化”環(huán)節(jié)體現(xiàn)融合度.“再情境化”是引導學生反思情境，是學生掌握知識并加以應用的過程，是“從物理走向社會”認知鞏固的階段.

例3.利用USB檢測儀和手機APP的檢測，計算并理解效率.

圖片情境：如圖5打開手機檢測電量APP，并將手機充電過程圖片放大，發(fā)現(xiàn)手機輸入端電壓、電流與USB檢測儀輸出端的電壓、電流偏差很大，通過計算可得手機輸入端電功率比USB檢測儀輸出端電功率小，故而充電時間偏長.對此進行分析并建構(gòu)模型，通過計算可得充電效率.

圖5 檢測充電實驗放大圖

設計意圖：通過測量并計算得到“USB檢測儀輸出電功率”、“手機輸入電功率”，由兩者的不同進而認識充電效率的意義.

試題情境：與普通白熾燈相比，在達到相同亮度的條件下，LED燈大約可以節(jié)約80%的電能，則額定電壓為220 V、額定功率為8.8 W的LED燈與功率多大的白熾燈亮度相當？

設計意圖：將功率、效率知識運用于再創(chuàng)情境中解決問題，是對物理知識較為綜合應用的過程，是引導學生充分理解效率，進而更好地理解電功的本質(zhì)是“將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能”.同時，教學走向社會和生活，引導學生樹立節(jié)能、環(huán)保的意識.

正如“淘寶”改變了人們的購物方式，“滴滴”改變了人們的出行方式，QQ、“微信”改變了人們的交流方式，相比較現(xiàn)代技術，“互聯(lián)網(wǎng)+”思維在教學中的應用更為深遠、更加廣博.一方面，教育工作者要有立足學生主體發(fā)展的觀點，與時俱進，掌握現(xiàn)代化技術，更新教育觀念，切實提升教學體驗的深度.另一方面，將“互聯(lián)網(wǎng)+”思維有效融入教學中，需要在實踐中進行提升與完善，找尋適合的途徑，切實提升教學體驗的效度.