核心素養(yǎng)視域下混合式教學(xué)在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

混合式教學(xué)是綜合運(yùn)用不同的學(xué)習(xí)理論、技術(shù)和手段以及不同的應(yīng)用方式來開展教學(xué)的一種方式，可以將線上教學(xué)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相結(jié)合，發(fā)揮線上教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)課堂教學(xué)存在的不足，引導(dǎo)學(xué)生展開深度學(xué)習(xí)。

一、整合資源，制訂提綱

在高中物理課堂中應(yīng)用混合式教學(xué)時(shí)，教師可以按照課程的類型設(shè)計(jì)教案，如復(fù)習(xí)課、實(shí)驗(yàn)探究課以及概念課等，再借助網(wǎng)絡(luò)課程資源整合物理相關(guān)資料，圍繞教材內(nèi)容、教輔資料等制作有趣味性的教學(xué)視頻、制訂課前學(xué)習(xí)提綱、優(yōu)化課前檢測(cè)習(xí)題等。在教學(xué)視頻制作中，教師應(yīng)充分利用學(xué)習(xí)平臺(tái)，為學(xué)生展示多維度、多角度的物理實(shí)驗(yàn)過程，以此提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

●案例一：以豎直方向的圓周運(yùn)動(dòng)為例

教學(xué)重點(diǎn)：在軌道模型當(dāng)中，實(shí)驗(yàn)小球在無法達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)的分析相對(duì)較難，需要融合斜拋運(yùn)動(dòng)和牛頓第二定律。

教學(xué)重點(diǎn)：對(duì)繩和桿兩種模型的特點(diǎn)進(jìn)行理解。

教學(xué)過程：

教師展示現(xiàn)實(shí)生活中的過山車圓周運(yùn)動(dòng)圖片。

師：過山車是一項(xiàng)充滿刺激的游戲，大家體驗(yàn)過嗎？

生：小時(shí)候在公園里坐過。

師：其實(shí)過山車的運(yùn)動(dòng)包含許多物理學(xué)原理，大家說一說。

生：能量守恒、加速度和力。

師：在回環(huán)的頂部，乘客完全倒轉(zhuǎn)過來，為什么不會(huì)掉下來呢？讓我們通過下面的例子分析其中的物理原理。請(qǐng)看圖1。

圖1 豎直平面內(nèi)軌道模型圖

師：該圖形為一個(gè)光滑的圓軌道圖形，此時(shí)給小球一個(gè)運(yùn)動(dòng)的速度，已知圓環(huán)半徑為R，重力加速度為g。請(qǐng)問：

（1）要想小球順利通過圓環(huán)最高點(diǎn)，小球在最低點(diǎn)的最小初速度為多少？

（2）在不離開圓環(huán)的情況下，小球在最低點(diǎn)的初始速度需要何種條件？

（3）小球脫離圓環(huán)的情況下，小球脫離的條件和脫離位置分別是什么？

（設(shè)計(jì)意圖：利用上述三個(gè)小問題打開學(xué)生的思維，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行針對(duì)性分析和討論。）

生1：想要讓小球順利通過最高點(diǎn)，那么小球的速度條件應(yīng)為mg≤，最高點(diǎn)的速度為v≥，從而在最低到最高兩個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程，按照動(dòng)能定理可表示為：mv02=2mgR+mv2，進(jìn)而將公式v≥帶入公式mv02=2mgR+mv當(dāng)中，可得到初始速度條件，表示為：v0≥。

生2：想要解決第二個(gè)問題，就需要讓小球順利通過最高點(diǎn)，或者小球在最低點(diǎn)到處做運(yùn)動(dòng)，那么按照上一位同學(xué)的解釋，第一個(gè)問題就可以解決；而第二種情況下，小球的速度應(yīng)當(dāng)為0，所以按照動(dòng)能定理，可知mv02=mgR，也就是說v0≤，進(jìn)而想要小球不脫離軌道，那么最低點(diǎn)的速度就需要滿足v0≤或v0≥兩種條件。

（設(shè)計(jì)意圖：在分享成果的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力與邏輯推理能力，同時(shí)能按照學(xué)生的探究成果，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)和思考情況。）

二、上傳資料，獨(dú)立學(xué)習(xí)

混合式教學(xué)要求學(xué)生能夠獨(dú)立且主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中，利用在線學(xué)習(xí)方式學(xué)習(xí)，這樣的學(xué)習(xí)模式需要學(xué)生具備一定自我管控能力和約束力。教師借助信息技術(shù)將相關(guān)學(xué)習(xí)資料上傳到學(xué)生學(xué)習(xí)平臺(tái)，學(xué)生根據(jù)教師上傳的資料自主學(xué)習(xí)，初步認(rèn)識(shí)本節(jié)課的物理知識(shí)，高效完成學(xué)習(xí)計(jì)劃。當(dāng)教師講解物理知識(shí)時(shí)，學(xué)生要及時(shí)做好知識(shí)記錄，標(biāo)注自己不懂的物理問題，通過學(xué)習(xí)平臺(tái)和教師上傳的視頻資料，在初步了解和掌握物理知識(shí)后，采取循序漸進(jìn)的方法學(xué)習(xí)物理知識(shí)。教師則可以借助信息技術(shù)及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，做好教學(xué)安排，并在學(xué)習(xí)平臺(tái)上設(shè)定相應(yīng)的物理問題，實(shí)時(shí)觀察和了解學(xué)生的自主學(xué)習(xí)狀態(tài)，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)難點(diǎn)，有針對(duì)性地優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)和物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)提高教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)。

●案例二：以完全非彈性碰撞課程為例

教學(xué)重點(diǎn)：學(xué)會(huì)利用動(dòng)量和能量處理碰撞問題。

教學(xué)難點(diǎn)：在同種場(chǎng)景或條件下，對(duì)不同運(yùn)動(dòng)過程的分析。

教學(xué)過程：

教師將本次課程的教學(xué)引導(dǎo)內(nèi)容以練習(xí)的形式上傳至線上學(xué)習(xí)系統(tǒng)當(dāng)中，利用圖像觀察的方式，幫助學(xué)生構(gòu)建課程初始知識(shí)結(jié)構(gòu)，之后結(jié)合圖片提出對(duì)應(yīng)的思考問題，要求學(xué)生完成思考內(nèi)容的填寫，教師提出問題：

（1）在牛頓小擺球?qū)嶒?yàn)當(dāng)中，為什么只需要對(duì)首尾其中一個(gè)球施加動(dòng)能，另一端小球就會(huì)彈起？

（2）之前學(xué)習(xí)的三種碰撞類型分別為什么？

（3）不同類型的碰撞條件分別為什么？

生1：當(dāng)兩個(gè)金屬球碰撞時(shí)，就會(huì)發(fā)生彈性碰撞。

生2：有完全彈性碰撞、非完全彈性碰撞、完全非彈性碰撞三種。

生3：三種碰撞碰前后需要滿足動(dòng)量守恒的條件，其中完全彈性碰撞，前后能量不變；非完全彈性碰撞，前后能量出現(xiàn)減少；完全非彈性碰撞，前后能量減少，并且減少量為最大。

（設(shè)計(jì)意圖：將生活中的物理現(xiàn)象融入課程教學(xué)中，加深學(xué)生對(duì)物理與生活息息相關(guān)的意識(shí)。）

在學(xué)生完成該部分內(nèi)容后，教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，并建立相應(yīng)模型，以及在課件當(dāng)中逐條展示出模型的規(guī)律，如圖2所示。

如圖2所示，在水平光滑的地面上A、B兩個(gè)物體之間用一個(gè)彈簧進(jìn)行連接，已知物體A的質(zhì)量為G，物體B的質(zhì)量為2G。此時(shí)物體A位于墻邊，對(duì)物體B施加一個(gè)F的力，使其逐漸向物體A靠近，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能表示為：Ep=8Gg，之后將F撤掉，請(qǐng)問：

（1）在施加F力過程中，物體A和B之間形成系統(tǒng)機(jī)械能和動(dòng)量是否守恒？

（2）撤掉力F后，物體A和B之間形成系統(tǒng)動(dòng)量與機(jī)械能是否守恒？

（3）撤掉力F后，物體A離開墻面，物體A和B之間形成系統(tǒng)動(dòng)量和機(jī)械能是否守恒？

生1：物體A和B之間形成系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，動(dòng)量也不守恒。

生2：撤掉力F后，物體A和B之間形成系統(tǒng)動(dòng)量守恒，動(dòng)量不守恒。

生3：撤掉力F后，物體A離開墻面，物體A和B之間形成系統(tǒng)動(dòng)量和機(jī)械能守恒。

（設(shè)計(jì)意圖：提供模型演練的方式，使學(xué)生可以輕松理解物理概念。）

三、線下教學(xué)，解答難題

利用信息技術(shù)回收學(xué)生學(xué)習(xí)難題清單，結(jié)合學(xué)生對(duì)物理知識(shí)產(chǎn)生的疑問，在線下教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)，幫助學(xué)生解決難題。在答疑解惑的過程中，教師分類講解相關(guān)知識(shí)，當(dāng)學(xué)生領(lǐng)悟物理知識(shí)點(diǎn)以后，教師詳細(xì)講解課前習(xí)題，深化學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的記憶和領(lǐng)悟。

●案例三：以實(shí)踐物理實(shí)驗(yàn)——向心力的計(jì)算為例

首先，設(shè)定實(shí)驗(yàn)背景。在游樂園當(dāng)中有飛椅的娛樂項(xiàng)目，將座椅用鋼索固定在一個(gè)較大的轉(zhuǎn)盤上，之后啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤，致使轉(zhuǎn)盤進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)座椅出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)并超過轉(zhuǎn)盤的區(qū)域，那么此時(shí)座椅受到的向心力該如何計(jì)算。

其次，制作實(shí)驗(yàn)器械。利用學(xué)?，F(xiàn)有的呼啦圈，將其作為轉(zhuǎn)盤，再在呼啦圈上系上一重物，將其作為座椅，之后教師在黑牌上畫出處理后的抽象示意圖，如圖3所示。

圖3 飛椅抽象處理示意圖

由圖3可知，d為呼啦圈的半徑，F(xiàn)為轉(zhuǎn)動(dòng)的力，轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針，θ為重物與垂直方向的夾角，進(jìn)而不考慮重物自身質(zhì)量的條件下，直接計(jì)算出座椅的轉(zhuǎn)動(dòng)過程所呈現(xiàn)的夾角。

最后，分析效果。通過分析上述已知條件，可以準(zhǔn)確知道座椅在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，將角速度設(shè)定為α，將重物與垂直方向的角設(shè)定為θ，那么轉(zhuǎn)動(dòng)過程中與轉(zhuǎn)軸之間的距離即為D，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的向心力計(jì)算表示為：F=mg tanθ=mDα2，經(jīng)過計(jì)算后得出α，表示為：α=。

（設(shè)計(jì)意圖：運(yùn)用物理實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生思考，使學(xué)生可以將物理與生活聯(lián)系起來）。

四、優(yōu)化習(xí)題，鞏固知識(shí)

進(jìn)入知識(shí)內(nèi)化階段，教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀和教學(xué)重難點(diǎn)，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)資源豐富、信息多元化的優(yōu)勢(shì)，搜集專業(yè)的物理習(xí)題，并同步到學(xué)習(xí)平臺(tái)上，通過循序漸進(jìn)的知識(shí)練習(xí)讓學(xué)生鞏固物理知識(shí)。學(xué)生完成學(xué)習(xí)平臺(tái)上的習(xí)題后，系統(tǒng)可以將最終成績(jī)反饋到教師平臺(tái)，這樣教師就能及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從而適當(dāng)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，通過有針對(duì)性的教學(xué)方式強(qiáng)化學(xué)生的物理意識(shí)。

●案例四：以豎直方向的圓周運(yùn)動(dòng)習(xí)題講解為例

題目：多選題，如圖4所示，球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，內(nèi)側(cè)壁半徑為R，小球半徑為r，重力加速度為g。下列說法正確的是（ ?）

A.小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為vmin=

B.小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin=0

C.小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定沒有作用力，外側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力

D.小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定沒有作用力，外側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力

習(xí)題講解：

按照已知條件可知：小球在ab內(nèi)的圓管當(dāng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，圓管內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球不存在作用力，進(jìn)而就需要圓管的外側(cè)管壁對(duì)小球提供可以運(yùn)動(dòng)的向心力，假若該模型為軌道模型時(shí)，那么就只存在外軌道，所以小球在最高點(diǎn)的最小速度為0。因此，該習(xí)題選B和C。

（作者單位：山東省濟(jì)北中學(xué)）

編輯：曾彥慧

作者簡(jiǎn)介：安波（1982—），男，漢族，山東濟(jì)南人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，研究方向：高中物理。