在線教學(xué)模式在初中物理課堂中的應(yīng)用與創(chuàng)新
——以“探究物體溫度升高時吸收熱量的影響因素”為例

劉天意

上海市行知中學(xué)附屬寶山實驗學(xué)校

一、 引言

根據(jù)上海市新冠肺炎疫情防控有關(guān)部署，上海市中小學(xué)自2022年3月12日起全部調(diào)整為線上教學(xué)。與傳統(tǒng)線下教學(xué)相比，在線教學(xué)有其獨特的優(yōu)勢，如不受時空限制，同時聽課人數(shù)多，授課過程可以回看、反復(fù)看等，但不可否認的是，在線教學(xué)缺乏線下課堂的學(xué)習(xí)氛圍，課堂互動性大大減弱。此外，教師無法及時掌握學(xué)生某一階段的學(xué)習(xí)情況，難以及時調(diào)整教學(xué)節(jié)奏。如何充分利用在線教學(xué)工具的優(yōu)勢，通過在線課堂中的有效互動形式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣呢？

傳統(tǒng)線下教學(xué)中，課堂互動是指師生在課堂上通過語言、眼神，甚至肢體動作、情感表達展示課堂風(fēng)采，教師實現(xiàn)言傳身教。通過課堂互動，教師可以及時發(fā)現(xiàn)并糾正學(xué)生上課注意力分散的情況。此外，通過簡單的問答，教師可以及時了解學(xué)生對講授知識點的掌握情況，從而針對學(xué)生的情況及時調(diào)整上課節(jié)奏。但是在線上教學(xué)模式下，有著屏幕的阻隔，課堂互動的成效面臨挑戰(zhàn)。

下面筆者就結(jié)合自己在使用寶山教育“未來寶”開展線上教學(xué)過程中積累的經(jīng)驗和想法，以“探究物體溫度升高時吸收熱量的影響因素”一課為例，談?wù)勅绾卧谠诰€教學(xué)過程中，利用多樣的交互方式提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及課堂的參與度，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

二、 目前在線教學(xué)存在的問題

（一） 教師發(fā)言占比過高，學(xué)生發(fā)言比例較低

相較于傳統(tǒng)的線下課堂，在線教學(xué)中，絕大部分時間是教師在講課，學(xué)生發(fā)言的機會相對較少。對于物理教學(xué)而言，課堂上讓學(xué)生多發(fā)言，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、語言表達能力，還可以讓教師及時了解學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題、在課堂上沒有掌握的知識點等，以便教師及時調(diào)整教學(xué)節(jié)奏。讓學(xué)生開口說是提高學(xué)生物理思維能力的關(guān)鍵。然而，在線課堂的模式下，如何有效地提高學(xué)生發(fā)言的比例，是一個亟待解決的問題。

（二） 互動形式單一，互動效率較低

在目前現(xiàn)有的在線教學(xué)軟件中，在線課堂實現(xiàn)課堂互動的方式是有限的。課堂互動的方式幾乎僅限于傳統(tǒng)教學(xué)中的教師提問，學(xué)生回答。而在傳統(tǒng)的線下教學(xué)中，互動的方式多種多樣，如英語課堂中的角色扮演，物理、化學(xué)課堂中的實驗演示、小組討論等。張楚指出，在她研究的一系列線上教學(xué)案例中，教師都未采用生生互動的教學(xué)方式，也未開展多種教學(xué)互動，師生、生生之間缺乏深度的溝通和討論［1］。

（三） 學(xué)習(xí)反饋和評價方式單一

張楚通過研究發(fā)現(xiàn)，在線教學(xué)中，教師對學(xué)生的反饋和評價方式較為單一，教師往往采用一些表揚、鼓勵性的詞語，如 “很好” “不錯” “對”等評價學(xué)生的回答，對學(xué)生的回答內(nèi)容缺乏具體的針對性的評價［1］。這樣會導(dǎo)致學(xué)生對教師的評價不以為意，逐漸降低其主動回答問題的積極性。反觀傳統(tǒng)線下教學(xué)中，教師可以組織生生互評等多種評價方式，充分地利用同伴互助來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵學(xué)生參與到課堂中來。而在線教學(xué)中，教師的反饋與評價面臨挑戰(zhàn)。

三、 在線教學(xué)的設(shè)計

吳怡君、陳麗將目前中小學(xué)典型的在線教學(xué)模式總結(jié)為五類：在線講授式教學(xué)、在線翻轉(zhuǎn)式教學(xué)、基于資源的自主學(xué)習(xí)、在線協(xié)作學(xué)習(xí)以及多模式綜合的主題型學(xué)習(xí)［2］。筆者在其研究基礎(chǔ)上進行了如下的梳理（表1）。

表1 目前的在線教學(xué)模式梳理

本案例中，筆者在分析本節(jié)教學(xué)任務(wù)、制定相應(yīng)的教學(xué)目標后，采用了多模式綜合的主題型學(xué)習(xí)模式。在課前，筆者將利用NOBOOK平臺錄制的在線模擬實驗視頻發(fā)至師生群，要求學(xué)生提前觀看并思考問題。在課中，因時制宜，選擇合適的師生、生生互動方式。在課后，筆者及時借助不同軟件對學(xué)生進行評價和反饋。整個物理在線教學(xué)的設(shè)計包含教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)平臺及關(guān)鍵技術(shù)、解決問題四個要素（圖1）。

圖1 物理在線教學(xué)設(shè)計

四、 在線教學(xué)的實施策略

（一） 導(dǎo)入新課方式的應(yīng)用與創(chuàng)新

《義務(wù)教育物理課程標準（2022年版）》指出，義務(wù)教育階段的物理課程應(yīng)遵循初中學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律，貼近學(xué)生生活，關(guān)注學(xué)習(xí)生長點，以具體事實、鮮活案例、生活經(jīng)驗和基本概念等引導(dǎo)學(xué)生進行理性思考，加強與生產(chǎn)生活、社會發(fā)展及科技進步的聯(lián)系［3］。由此可見，物理學(xué)是一門與生活緊密相關(guān)的學(xué)科，想要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，就必須將學(xué)生所學(xué)的物理知識與學(xué)生的生活緊密相連。

在傳統(tǒng)的線下課堂中，對于本節(jié)內(nèi)容，教師往往會采用生活經(jīng)驗導(dǎo)入的方式，讓學(xué)生在回憶生活中燒水經(jīng)驗的基礎(chǔ)上進行合理猜想。然而，少部分學(xué)生缺少生活中燒水的切身體驗，難以提出合理的猜想。在線上的物理課中，教師可以通過線上模擬實驗，將燒水的生活情景引入課堂，能夠有效地提高在線課堂的教學(xué)效率。

例如，在本課前，筆者請學(xué)生觀看筆者利用NOBOOK線上平臺錄制的線上虛擬實驗：用完全相同的兩個熱源同時從20℃開始加熱兩杯質(zhì)量相同的水，一杯水加熱到50℃，另一杯水加熱到100℃，比較兩杯水加熱時間的長短。接著，請學(xué)生結(jié)合日常生活經(jīng)驗進行猜想，水溫度升高時，吸收熱量的多少和哪些因素有關(guān)。在觀看線上虛擬實驗的基礎(chǔ)上，學(xué)生很容易想到水的溫度升得越高，需要的加熱時間越長。由此，自然而然地過渡到用加熱時間反映水吸收的熱量。

傳統(tǒng)的線下課堂中，對于沒有切身體驗的學(xué)生來說，使用這種利用生活經(jīng)驗導(dǎo)入新課的方式，其教學(xué)效果會大打折扣。而在線課堂中，教師可以利用線上虛擬實驗，將常見的生活情景引入課堂，充分調(diào)動學(xué)生的求知欲，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（二） 視頻資源的應(yīng)用與創(chuàng)新

謝幼如等通過分析若干在線教學(xué)案例發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有在線教學(xué)資源種類齊全、形式豐富，能夠解決疫情防控期間線上教學(xué)的基本需求［4］。例如，上海市在疫情期間重啟“空中課堂”，更是推出了“空中課堂”的升級版——《名師面對面》，給教師提供了豐富的線上資源，可以幫助教師有效開展線上教學(xué)。

在本節(jié)課中，有一些演示實驗，如用酒精燈加熱兩杯質(zhì)量不同的水，比較它們吸收的熱量與水的質(zhì)量的關(guān)系。傳統(tǒng)的線下課堂中，這一實驗往往需要教師與一名學(xué)生或兩名學(xué)生相互配合完成。該實驗對學(xué)生的實驗操作技能要求較高，學(xué)生需要快速、準確地讀取溫度計示數(shù)并及時按下秒表計時，否則無法得到吸收的熱量與水的質(zhì)量成正比的結(jié)論。而在線上的物理課中，教師可以利用“空中課堂”中的實驗視頻資源，或是在線虛擬實驗平臺，零失誤地完成實驗演示。

在本節(jié)課中，筆者截取了“空中課堂”中的實驗視頻片段進行播放。在播放實驗視頻的過程中，筆者可以隨時按下暫停鍵，便于學(xué)生記錄實驗數(shù)據(jù)。對于物理學(xué)科中有一定操作難度或是危險性的實驗，可以充分利用“空中課堂”中的實驗視頻資源，讓學(xué)生在觀察實驗現(xiàn)象和結(jié)果的同時，兼顧操作過程。

此外，傳統(tǒng)的線下課堂中，教師演示實驗的可視性有限，無法讓每一名學(xué)生直觀、清晰地觀察到完整的實驗過程。而在線教學(xué)中，教師則可以通過共享屏幕的方式，將完整的實驗過程呈現(xiàn)在每一名學(xué)生眼前，讓實驗的演示效果得到充分體現(xiàn)。

（三） 課堂互動方式的應(yīng)用與創(chuàng)新

課堂互動行為主要分為人際互動和人物互動兩類。傳統(tǒng)的線下課堂中，課堂互動方式主要為人際互動，即師生互動和生生互動。而在線上教學(xué)中，課堂互動的方式還包括人機互動，即教師或?qū)W生與各在線平臺的技術(shù)互動。

在課前，教師可以精心準備“導(dǎo)學(xué)單”等教學(xué)資源，在線上授課前，提前推送至師生群，并利用在線考試平臺進行測試，從而了解學(xué)生已有的認知水平。例如，本課前，筆者請學(xué)生觀看NOBOOK線上虛擬實驗，并利用問卷星在線測試功能創(chuàng)建課前預(yù)習(xí)作業(yè)。利用問卷星的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析功能，教師可以精準地了解每一名學(xué)生現(xiàn)有的知識水平，從而準確把握學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，有針對性地開展在線教學(xué)設(shè)計。

在課中，教師可以因時制宜，通過各種各樣的課堂互動方式，讓在線課堂趣味橫生。以本課為例，筆者根據(jù)授課內(nèi)容讓學(xué)生輸入特定的字符，如數(shù)字“1”“2”等簡潔的符號，判斷學(xué)生對新授知識掌握與否。再如，筆者在上課過程中與學(xué)生隨機連麥通話，針對學(xué)生的表現(xiàn)給予及時的評價與鼓勵，從而有針對性地對學(xué)生進行檢測。又如，筆者將“粉筆”授權(quán)給學(xué)生，請學(xué)生記錄實驗數(shù)據(jù)，增加學(xué)生的實驗參與感。

此外，在本節(jié)課討論“水和煤油誰的吸熱本領(lǐng)更強”時，筆者對學(xué)生進行線上分組，每組學(xué)生在組群內(nèi)交流討論后，選出小組代表，將小組討論的成果拍照上傳至教師端，教師在課堂內(nèi)展示、分享各小組的學(xué)習(xí)成果。

在課后，教師可以通過問卷星等問卷調(diào)查平臺，了解學(xué)生對于課堂的滿意度及改進意見。例如，在本課后，筆者利用問卷星設(shè)計了如下的調(diào)查題組：（1）如果給本節(jié)課的教學(xué)效果打分，你會打幾分？（2）你認為本節(jié)課有哪些可以改進的地方？（3）今天在線課堂直播的過程中，你遇到了什么問題？通過問卷調(diào)查平臺的數(shù)據(jù)整合，教師可以真正了解學(xué)生的所思所想，從而進行自我反思，更好地調(diào)節(jié)教學(xué)任務(wù)，實現(xiàn)教學(xué)相長。

（四） 學(xué)習(xí)評價方式的應(yīng)用與創(chuàng)新

吳怡君、陳麗提出了學(xué)習(xí)評價方式的多元化，包括評價主體的多樣化以及要重視過程性評價［2］。評價主體的多樣化是指除了傳統(tǒng)的教師評價學(xué)生以外，還可以采用生生互評、學(xué)生自評的方式。過程性評價是指在教學(xué)過程中，對學(xué)生學(xué)習(xí)情況進行的評價。

目前，大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)正在改變學(xué)習(xí)評價方式，數(shù)字化評價能更有針對性地反映個體層面的表現(xiàn)［5］。在傳統(tǒng)的線下課堂中，過程性評價往往是通過教師抽取學(xué)生回答指定問題來達成的。然而，個別學(xué)生的作答情況并不能代表全班學(xué)生對知識的掌握情況。在線課堂中，教師可以利用軟件的數(shù)據(jù)分析功能，即時、精準地掌握每一名學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。例如，在本課中，筆者在本節(jié)課的不同時間節(jié)點設(shè)置了多個反饋練習(xí)，通過“未來寶”答題卡的數(shù)據(jù)分析功能，可以及時掌握學(xué)生學(xué)習(xí)目標的達成情況，并以此為依據(jù)，在課堂上作出正確的決策，對教學(xué)過程進行動態(tài)調(diào)整。

在線課堂中，同樣可以有效地進行生生互評和師生評價。在本節(jié)課中，某名學(xué)生在回答完實驗結(jié)論后，筆者請其他學(xué)生對該同學(xué)的回答作出評價及補充。此外，有部分學(xué)生通過分析表格中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量一定的水吸收的熱量與升高的溫度之間成正比的關(guān)系，并通過互動消息區(qū)發(fā)表自己的觀點。通過同伴之間的互相幫助、互相補充和互相評價，可以讓學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)成效有更加全面、清晰的認識。此外，在遇到一些計算題時，筆者通常會讓學(xué)生將過程書寫在紙上，然后拍下來，用“未來寶”私信發(fā)給筆者，從而了解學(xué)生解題格式的書寫是否規(guī)范。同時，筆者利用在線批注、標記等方式對學(xué)生作業(yè)進行反饋，也將其作為個性化輔導(dǎo)的參考依據(jù)，更好地實現(xiàn)因材施教。

教師在課堂結(jié)束之后，可以借助“未來寶”的信息記錄和分析功能，對整堂課中互動消息的數(shù)量和內(nèi)容進行分析，便捷地獲取學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的行為數(shù)據(jù)。此外，筆者借助數(shù)據(jù)處理軟件（如問卷星）進行數(shù)據(jù)分析，了解每一名學(xué)生的課堂參與度、本堂課的目標達成度、學(xué)生對課堂的滿意度等。多元化的評價方式，如在線答題、生生互評、在線問卷調(diào)查等形式，使學(xué)生的在線學(xué)習(xí)效果得到有效提升，同時也明顯提高了教師的信息化技能和信息化素養(yǎng)。

五、 結(jié)語

本節(jié)課通過課前導(dǎo)入、課中互動及評價、課后反饋等階段的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置，在有效達成教學(xué)目標的同時，充分調(diào)動起學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，提高了學(xué)生物理課堂的參與度。課后的作業(yè)反饋顯示，學(xué)生能夠用控制變量的思想準確表述實驗結(jié)論。此外，課后的問卷調(diào)查結(jié)果也表明，學(xué)生希望在之后的在線課堂中更多地利用在線模擬實驗，并增加小組討論的活動。

在線上教學(xué)模式下，沒有了教師在身旁的督促，如果想保證學(xué)生學(xué)習(xí)的專注度，教師必須使課堂更有吸引力，這樣學(xué)生才能夠孜孜不倦地保持學(xué)習(xí)的動力。要想使課堂具有吸引力，一是可以通過在線模擬實驗將學(xué)生熟悉的生活情景引入課堂，提高學(xué)生對課堂的興趣。二是可以利用大量多媒體資源充實課堂，如充分利用“空中課堂”的實驗視頻資源、實驗動畫、與本課相關(guān)的電影片段等。三是可以通過多樣化的交互方式，促使學(xué)生深度進入學(xué)習(xí)過程，激發(fā)高階思維。四是利用大數(shù)據(jù)平臺，采用多元化的學(xué)習(xí)評價方式，將數(shù)字化評價與傳統(tǒng)的師生評價、生生評價相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的元認知，從而自主調(diào)控學(xué)習(xí)策略。

線上教學(xué)向習(xí)慣于線下教學(xué)的教師提出了新的挑戰(zhàn)，也是教師新的學(xué)習(xí)和成長機遇。線上、線下相融合的混合教學(xué)模式將是未來教學(xué)的趨勢。作為年輕教師的我們，應(yīng)該以積極探求的心態(tài)，充分發(fā)掘線上線下教學(xué)模式的優(yōu)勢，兼收并蓄，大膽探索教學(xué)模式革新之路。