基于翻转课堂的物理在线教学

    唐建华 李刚

    

    

    

    摘? ?要： 从翻转课堂角度出发设计初中物理在线教学，课前给学生发布任务单和微视频，让学生带着任务观看视频并完成家庭实验和在线检测，教师再根据检测反馈设计在线教学。在课堂中不仅可以利用“连麦”“留言”等功能与学生互动，进行答疑解惑，还可以利用移动摄像头给学生演示实验，纠正错误前概念，促进深度学习。

    关键词：翻转课堂;前概念;在线教学;二维码

    中图分类号：G633.7 文献标识码：A ? ? 文章编号：1003-6148（2020）12-0061-3

    1? ? 翻转课堂与在线教学

    翻转课堂译自“Flipped Classroom”，或称颠倒课堂，即课前学生借助教师制作的微课等资源完成自主学习;课堂活动可以是进阶练习、拓展实验、项目学习等，课上通过师生互动、展示交流，从而获得对知识更深層次的理解。苏州原电教馆馆长金陵团队对翻转课堂进行深入研究，提出“课前任务单”“课前学习视频”“课堂任务单”组合的微课程教学法[1]。即教师先要进行翻转课堂的教学设计，提出课前和课堂的学习目标，根据课前的学习目标，设计“课前学习任务单”和相应的学习视频。在任务单中根据目标设计任务，根据任务设计问题，通过问题引导学生思考，让学生带着问题观看视频，辅助学生自主学习。根据课堂的学习目标和学生自学反馈设计课堂任务单，课堂活动从基础检测、进阶练习、拓展提升到展示交流，逐步促进学生深入理解知识。

    在线教学或称在线学习、远程教育，就是教师利用网络进行教学，学生利用电脑、移动智能终端进行学习的过程。在线教学的主要特点是跨越空间的限制，只要有网络的支持就能随时随地组织教学。根据教和学是否同步，可以将其分为在线同步学习和在线异步学习。在线同步学习主要是在线直播教学，这种模式下师生能及时互动，教师能很快掌握学生的学习情况。但教师只能根据大部分学生的情况统一教学，难免部分学生“吃不饱”，部分学生“消化不了”。在线异步学习主要是视频点播学习，学生可以点播需要学习的内容，根据学习掌握情况暂停或快进学习进程，但缺少互动，有些知识点对于学生来说即使暂停，短时间也是不能理解的，这时需要同伴和老师的帮助。

    所以，笔者提出在线教学中采用翻转课堂的教学形式，将难度不大的知识点讲解录制成微课，让学生借助任务单，带着问题观看微课掌握知识。将难度较大的知识点设计成问题也放在微课中，让学生课前先思考，课堂再一起交流讨论。老师创设情境，暴露学生错误前概念，再设计实验纠正错误，最终建立正确概念。同时，课堂可以有更多时间应用新知识解决实际问题，促进深度学习。

    2? ? 翻转课堂的课前学习

    下面以苏科版物理八年级下册第四节《力的作用是相互的》为例，探讨基于翻转课堂的在线教学。分析教材，提出课前、课堂的教学目标，课前主要学习弹力的作用是相互的，主要原因是弹力实验学生可以在家完成，该类实验比较接近生活;课堂中探讨其他形式的力的作用是相互的，同时探讨相互作用力之间的特点。最终设计出“课前自学任务单”，见表1。让学生带着问题学习视频，再完成检测，通过检测教师可以了解学生的掌握情况。其中，视频是教师预先录制好发布于优酷网站，然后将相应的网址生成二维码[2];检测是借助于网络平台“问卷星”，将检查的题目制作成问卷，借助智能移动终端让学生在线完成检测，系统会自动评分和完成分析报告。教师只用关注“问卷星”的微信公众号，打开“问卷星”公众号，查询“我的问卷”，系统就会将已参与答题的学生的各种分析情况反馈到用户手机中，教师就可以及时掌握学生的学习情况，方便进行在线教学设计。

    通过检测结果，可以看出学生具有这些问题：对于拳击手打倒对手和锤子钉钉子问题，学生只是停留在对手被打倒、钉子被钉进木块这个现象上，感受到它们都受到很大的力，但不能体验到拳击手和锤子本身受到力的作用，学生脑中的错误前概念是锤子和拳击手对其他物体施力时，不会受到反作用力或者受到的反作用力要小[3]。学生有过带电体吸引纸屑的实验体验，看到纸屑被带电体吸过来，但没有感受到纸屑对带电体的反作用力，因此不少学生处于不确定状态，也有学生形成纸屑不能吸引带电体的错误前概念。针对这些错误的前概念，教师需要在线上教学时让学生暴露出其原始想法，然后针对性地设计实验引起其思维冲突，使学生明白其原始想法的错误，逐渐自主建构正确的知识。根据学生的反馈设计课堂任务单，见表2。

    3? ? 翻转课堂的在线教学

    在线教学时，笔者选择的是阿里巴巴的钉钉在线教学软件，课前将设计好的课前自学任务单发在钉钉班级群中，方便学生课前阅读任务单、观看视频、自学并完成检测，然后将自拍的“力的作用是相互的”实验上传至钉钉中的“家校本”。在线教学时，采用的是钉钉“班级直播授课”中的“共享屏幕”与学生同时相约线上课堂，与学生在线交流是用的“留言”与“连麦”形式，给学生演示实验是采用的一个移动摄像头，将实验直播给学生观看。同时，系统支持将线上教学过程录播下来，方便学生随时看“回播”。

    3.1? ? 展示学生自拍实验

    课堂展示学生自拍实验的目的不仅是展示学生的作业情况，还可以作为在线教学的上课资源，通过各种力的作用实验归纳发现力的作用总是相互的，弥补在线教学实验不足的问题;更能让学生在家发挥自主能动性，寻找身边的物品进行物理探究实验，最终养成开展家庭实验的习惯。

    3.2? ? 学生辩论片段

    辩论采用的是学生“连麦”和“留言”的形式，以下是其中一个辩论的教学片段：

    生1：羊角锤钉钉子，羊角锤也受力，我们的理由是用手掌钉钉子，手会疼，手受到反作用力，所以羊角锤也受到力。

    生2：羊角锤比手掌硬，也看不到羊角锤变形，应该不受力，即使受力也应该很小。

    生1：我們用砖块钉钉子，发现砖块上面会留下痕迹，说明钉子对砖块有反作用力，所以羊角锤应该受到力。

    反方：但羊角锤比砖块硬，这些现象都不能直接说明钉子对羊角锤有反作用力。

    至此，笔者暂停了辩论，同时用课件展示了长期使用的变形的锤子的图片，最终达成了共识，羊角锤钉钉子时，钉子也对羊角锤施力。总结这个过程，由用手钉钉子时手会痛，到砖头钉钉子时留下“伤痕”，最后学生看到变形的羊角锤，学生通过层层递进、推理得出坚硬的羊角锤钉钉子时也受到反作用力。

    3.3? ? 在线实验

    实验不仅是物理教学的重要手段，也是物理教学的重要内容。实验对于初中物理教学尤其重要，对于在线教学也是如此，所以教师应与时俱进，思考在线教学中如何开展实验。在线教学时，笔者运用移动摄像头给学生直播演示实验，通过学生“连麦”参与老师的演示实验。下面是笔者的两个实验过程：

    （1）两根橡皮筋探究相互作用力的特点

    学生对于“力的作用是相互的”已有定性认识，但对相互作用力的大小、方向、作用点的问题，以及相互作用力是否有时间先后等问题缺少更深入的认识。笔者进行在线教学时，由于家中没有弹簧测力计，所以选择了两根完全相同的橡皮筋在方格纸上进行实验，利用方格纸来比较橡皮筋伸长的长度。在线教学时移动摄像头给学生直播演示实验，一边实验一边提出这些问题：如何判断橡皮筋受力？如何用两根橡皮筋探究相互作用力的关系？如何比较两根橡皮筋受力的大小关系？若将相连两根橡皮筋中一根的一端固定，拉另一根橡皮筋的另一端时会出现什么情况？两根橡皮筋间的作用力是否有先后，如何判断？通过这一系列问题，促进学生高度参与老师的远程实验。

    （2）两根带电吸管探究相互作用力的特点

    通过上面的实验，学生已经了解弹力的相互作用特点，但还不清楚这个特点是否适用于其他形式的力，因此笔者给学生演示带电体间的相互作用特点。笔者选用了两根完全相同的彩色吸管，将其用绳子采用如图1的方式挂起来，这种挂法使两根吸管只能在同一平面内活动，若两根吸管间有力的作用时，就可以在这个平面内稳定地展示给学生看。实验开始时先用手推动吸管，发现推动的力越大，吸管与竖直方向的倾斜角就越大，这可以提醒学生运用转化的方法，只看吸管的倾斜角度判断吸管受力大小。然后，将两个吸管同时与餐巾纸摩擦，将其中一根吸管的电荷变少，再观察现象。一边实验一边提出系列问题：将带有同样多电荷的吸管靠近，它们间的作用力谁大？若将其中一根吸管的部分电荷通过手带走，另一根吸管所带电荷量不变，则它们间的作用力谁大？继续将其中一根吸管的部分电荷带走会出现什么现象？通过移动摄像头的放大功能将实验高清展示给学生，学生惊讶地发现电荷间的作用力也是相互的，其特点与弹力一致，这个实验丰富了学生的体验，有助于其深刻理解知识。

    4? ? 小? 结

    在线教学不仅是当前新型冠状病毒（2019-nCoV）席卷全球背景下的教学方式，更是将来网络环境下的一种新型教学方式。利用翻转课堂的教学模式，先让学生借助于课前任务单和微视频学习知识，在线教学时，教师可以在有限的时间内，集中精力解决学生学习中的重点、难点问题。笔者通过实践发现，这种模式能让教师及时了解学生课前掌握的情况，有效弥补在线教学互动不如面授教学的问题，提高在线教学的针对性，同时有利于教师设置基于实际情境的物理原始问题让学生解决，促进学生深度学习。

    参考文献：

    [1]金陵.翻转课堂与微课程教学法[M].北京：北京师范大学出版集团，2015：205-207.

    [2]唐建华.网络环境下物理作业差异化的设计[J].教学与管理，2019（28）：49-50.

    [3]刘炳昇.基于“随手取材”物理实验的课堂教学设计[J].物理之友，2014（7）：9-12.

    （栏目编辑? ? 张正严）