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      基于“云班課”的線上線下混合教學(xué)模式探究

      2022-05-30 10:48:04曹瑞超郭穎
      求知導(dǎo)刊 2022年16期
      關(guān)鍵詞:云班課混合教學(xué)線上線下

      曹瑞超 郭穎

      摘 要:文章基于“云班課”線上教學(xué)平臺,以“學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念為基礎(chǔ),運用“NoBook物理實驗”虛擬實驗平臺,結(jié)合杜威“五步教學(xué)法”教學(xué)理論,以蘇科版八年級物理下冊第八章第一節(jié)“牛頓第一定律”的教學(xué)為例,探究線上線下混合教學(xué)模式的三種教學(xué)策略,并闡述如何利用相應(yīng)的教學(xué)策略培養(yǎng)具備物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任這四方面物理學(xué)科核心素養(yǎng)的初中生。

      關(guān)鍵詞:線上線下;混合教學(xué);教學(xué)策略;核心素養(yǎng)

      基金項目:陜西理工大學(xué)2021年研究生教育教學(xué)改革研究項目“基于卓越教師培養(yǎng)的‘論文寫作指導(dǎo)課程模式研究”(編號SLGYJG2109)。

      作者簡介:曹瑞超(1997—),男,陜西理工大學(xué)物理與電信工程學(xué)院。

      郭穎(1977—),女,陜西理工大學(xué)物理與電信工程學(xué)院。

      一、線上線下混合教學(xué)模式

      教育信息化2.0時代,智能應(yīng)用環(huán)境為“互聯(lián)網(wǎng)+教育”提供了可靠的技術(shù)支持,傳統(tǒng)的線下課堂教學(xué)模式已逐步向以智能信息化教學(xué)平臺為基礎(chǔ)的線上線下混合教學(xué)模式發(fā)展。線上線下混合教學(xué)模式是指將線上授課的優(yōu)勢和線下授課的優(yōu)勢相結(jié)合,在保持線下課堂教學(xué)組織形式的基礎(chǔ)上,利用線上教學(xué)整合優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源,提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力;結(jié)合線下課堂教學(xué)中教師的引導(dǎo)力,利用線上教學(xué)提供的多維互動教學(xué)能力,提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和課堂互動性;利用線上教學(xué)平臺所提供的學(xué)情數(shù)據(jù)分析功能,提高課堂教學(xué)效率。在教學(xué)設(shè)計上采用“以學(xué)生為主體,以教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念,利用信息化現(xiàn)代教育技術(shù)手段,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng),提高教學(xué)效率和質(zhì)量。

      二、教學(xué)案例

      杜威在《民本主義與教育》一書中論述的“五步教學(xué)法”指出,教學(xué)過程應(yīng)包含創(chuàng)設(shè)情境、提出問題、思考問題、解決問題和驗證問題五個步驟。文章以蘇科版八年級物理下冊第八章第一節(jié)“牛頓第一定律”的教學(xué)為例,基于智能教學(xué)平臺“云班課”所提供的資料庫、互動問答、評分獎勵和學(xué)生學(xué)情分析功能,結(jié)合“NoBook物理實驗”平臺提供的虛擬實驗環(huán)境,運用杜威“五步教學(xué)法”的教學(xué)理論,設(shè)計課堂授課基本流程,從課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)、課后練習(xí)三個方面探究線上線下混合教學(xué)模式的實施策略。

      (一)課前預(yù)習(xí)

      課前預(yù)習(xí)作為學(xué)習(xí)過程的開始階段,是課堂教學(xué)前的重要一步。學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中回顧舊知識,聯(lián)系新知識,提出自己的疑問,為課堂學(xué)習(xí)做好充分準(zhǔn)備。

      學(xué)習(xí)本節(jié)課前,學(xué)生已經(jīng)掌握了力和力的作用效果等相關(guān)知識,知道力可以改變物體的運動狀態(tài)和形狀,且具有一定的實驗探究能力。因此,教師可以利用“云班課”平臺的交流討論功能,運用任務(wù)驅(qū)動策略布置課前的線上預(yù)習(xí)任務(wù),讓學(xué)生結(jié)合前期學(xué)習(xí)內(nèi)容,自主閱讀教材第八章第一節(jié)的內(nèi)容,思考以下問題:①靜止在桌面的木塊受到什么力的作用?②在何種條件下木塊可由靜止變?yōu)檫\動狀態(tài)?何種條件下運動的木塊又由運動變?yōu)殪o止?fàn)顟B(tài)?③木塊的運動是否需要力的維持?學(xué)生結(jié)合已有知識儲備就以上問題在線上平臺進行交流討論。教師在課前通過“云班課”教師端對學(xué)生的預(yù)習(xí)數(shù)據(jù)進行分析,快速掌握學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識方面存在的問題和疑慮,為后期進行課堂教學(xué)做好鋪墊。

      (二)課堂教學(xué)

      課堂教學(xué)作為一種具有較強目的性的學(xué)習(xí)活動,是整個教學(xué)活動的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生在課堂教學(xué)過程中的狀態(tài)會直接影響其對知識的理解、思維能力的提升和對相關(guān)技能的掌握。

      1.創(chuàng)設(shè)情境,任務(wù)驅(qū)動策略

      教師在線上利用“云班課”進行圖像和文字描述,展示放在桌面上靜止的水杯和用力向左推動放在桌面上的水杯,并讓學(xué)生思考如下問題:當(dāng)無推力和有推力時,杯子的運動狀態(tài)是怎樣的?

      學(xué)生根據(jù)“云班課”提供的信息,拿出自己的水杯,動手實驗后,得出“無推力時,水杯靜止;有推力時,水杯運動”的結(jié)論。之后,教師進行總結(jié):通過上述實驗現(xiàn)象,我們發(fā)現(xiàn)“力推物動,力撤物停”,物體的運動需要力來維持,此結(jié)論能否解釋其他現(xiàn)象?

      基于此,教師創(chuàng)設(shè)線下實驗:向右推動放在水平桌面上的小車,手離開后,小車?yán)^續(xù)運動一段距離,最終停止運動。教師要求學(xué)生觀察并思考如下問題:手離開小車后,小車處于什么狀態(tài)?受什么力?教師要求學(xué)生在“云班課”中提交討論結(jié)果。

      學(xué)生從推小車演示實驗的情境出發(fā),結(jié)合已有的知識儲備得出結(jié)論,認(rèn)為手離開小車后,推力消失,小車仍處于運動狀態(tài),受到重力、支持力和與小車運動方向相反的摩擦力的作用。

      教師利用“云班課”提供的學(xué)情數(shù)據(jù)分析,快速對學(xué)生提交的討論結(jié)果進行歸納總結(jié):據(jù)受力分析,推力撤銷后小車?yán)^續(xù)向前運動,且在運動方向上無力的作用,“力撤物不?!迸c之前“力撤物?!钡默F(xiàn)象矛盾。而后,教師繼續(xù)提問:“通過以上分析,我們知道小車的運動并不需要受到力的作用,這與‘物體的運動需要力來維持這一結(jié)論相互矛盾,請同學(xué)們思考,為什么會出現(xiàn)矛盾,原因是什么?”

      2.問題主導(dǎo),實驗探究策略

      為進一步分析兩種現(xiàn)象的矛盾,明確“力是維持物體運動的,還是改變物體運動狀態(tài)的?”這一問題,教師進行如下教學(xué)過程。

      教師根據(jù)推小車演示實驗的現(xiàn)象設(shè)計任務(wù):對比撤去推力后運動的小車和最終靜止的小車,受力有何不同?學(xué)生對靜止的小車進行受力分析,認(rèn)為撤去推力后運動的小車最終靜止是因為受到摩擦力的作用,摩擦力是阻礙物體運動的一種阻力。教師繼續(xù)提出問題:“運動的小車因受到摩擦力而靜止,如果改變摩擦力的大小,小車的運動狀態(tài)會發(fā)生怎樣的變化?”而后,教師通過實驗“阻力對物體運動狀態(tài)的影響”進行探究,并向?qū)W生提出如下任務(wù):交流討論改變阻力大小的方法有哪些?猜想阻力的大小對物體運動狀態(tài)的影響。

      基于思考和已掌握的知識,學(xué)生認(rèn)為阻力的大小可以通過改變接觸面的粗糙程度實現(xiàn),物體的運動距離較短是因為受到的阻力較大,當(dāng)物體受到的阻力較小時,其運動距離變長。教師對學(xué)生的回答給予肯定,而后總結(jié):“我們實驗的目的是探究阻力對物體運動狀態(tài)的影響,應(yīng)該確定唯一變量為阻力,要保證物體開始受到不同的阻力作用時的速度相同。”

      教師:怎樣才能使物體在平面上開始運動時具有相同的速度?

      學(xué)生:保證物體從同一高度下落。

      教師:如何判斷阻力對物體運動狀態(tài)的影響?

      學(xué)生:比較同一物體在接觸面粗糙程度不同的條件下移動的距離,判斷阻力的大小與物體運動狀態(tài)之間的關(guān)系。

      教師:根據(jù)以上分析我們需要什么實驗器材?

      學(xué)生:需要小車作為運動物體,需要斜面保證小車有相同的初始速度,用木板、棉布、毛巾來改變接觸面阻力的大小。

      教師:請同學(xué)們利用“NoBook物理實驗”平臺提供的虛擬實驗環(huán)境,以學(xué)習(xí)小組為單位選擇實驗儀器進行實驗方案設(shè)計,將設(shè)計結(jié)果提交到“云班課”。

      學(xué)生設(shè)計出如下實驗方案。

      實驗原理:以木板、棉布和毛巾作為接觸面,因為各接觸面摩擦力不同,對物體產(chǎn)生的阻力大小不一。利用控制變量法,在保證小車每次釋放高度相同的條件下,比較小車運動距離的長短,探究阻力大小與物體運動狀態(tài)之間的關(guān)系。

      實驗步驟:

      (1)將水平表面設(shè)置為粗糙的棉布,將小車從斜面某一固定點釋放(標(biāo)記小車釋放的位置),記錄小車最終停止時的位置與斜面底端之間的距離。

      (2)將水平表面設(shè)置為較粗糙的毛巾,將小車從斜面上標(biāo)記的同一點釋放,記錄小車最終停止時的位置與斜面底端之間的距離。

      (3)將水平表面設(shè)置為較光滑的木板,將小車從斜面上標(biāo)記的同一點釋放,記錄小車最終停止時的位置與斜面底端之間的距離。

      (4)將不同情況下的實驗數(shù)據(jù)輸入表格中。

      教師通過“云班課”對各組實驗設(shè)計方案進行組間互評和打分,對學(xué)生設(shè)計的實驗方案進行補充完善后,指導(dǎo)學(xué)生在虛擬實驗平臺進行實驗探究,并于實驗結(jié)束后,在“云班課”提交實驗結(jié)果截圖、實驗數(shù)據(jù)和分析結(jié)果。

      實驗結(jié)論:當(dāng)保證小車在同一高度下落即到達(dá)斜面底端的速度大小一致時,小車所受到的阻力大小會影響小車的運動距離,阻力越小時,小車的運動距離越長,而阻力越大時,小車的運動距離越短。

      教師總結(jié)并提問:根據(jù)實驗結(jié)論,在物體運動的初始速度相同的情況下,接觸面粗糙程度越小,物體所受到的阻力越小,物體運動的距離越長。問題是,若接觸面可以達(dá)到絕對光滑,運動的物體不再受阻力作用時,其運動狀態(tài)又如何?

      學(xué)生:運動的物體不受阻力作用時,將一直運動下去。

      3.歸納總結(jié),應(yīng)用遷移策略

      教師:通過實驗探究,我們可以得出結(jié)論,力是物體從靜止變成運動、從運動變成靜止的原因,物體的運動與否并不需要受到力的作用,力僅僅是使物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的原因。請同學(xué)們依據(jù)新的結(jié)論,解釋第一個實驗“用力推動水杯”的現(xiàn)象。

      學(xué)生:當(dāng)水杯受到推力時,水杯由靜止變?yōu)檫\動,當(dāng)推力撤去后,水杯由運動變?yōu)殪o止。力是改變物體運動狀態(tài)的原因。

      教師:科學(xué)探究是一個不斷修正的過程,當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)理論與實際不符時,要堅持科學(xué)的態(tài)度,通過實驗驗證,對理論進行修改完善,得到正確、合理的理論結(jié)果。我們今天的學(xué)習(xí)和探究過程,很早之前的物理學(xué)家伽利略已經(jīng)實踐過,他曾在理想斜面實驗中提道:“若表面絕對光滑,運動的物體將不受阻力,永遠(yuǎn)運動下去?!边@與我們本次實驗探究的推論相同。牛頓在伽利略等前人的研究基礎(chǔ)上,總結(jié)提出“一切物體在沒有受到力的作用時,總保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)”,即牛頓第一定律。

      教師:是否可以設(shè)計實驗來驗證牛頓第一定律的內(nèi)容?

      學(xué)生:因為絕對光滑的接觸面在自然世界中并不存在,物體不可能不受阻力的作用,因此牛頓第一定律的內(nèi)容是通過實驗數(shù)據(jù)合理推理出來的結(jié)果,不能通過實驗驗證。

      教師:請同學(xué)們簡單闡述牛頓第一定律的基本內(nèi)容。

      學(xué)生:因為力是改變物體運動狀態(tài)的原因,物體在沒有受到力的作用時將保持原有運動狀態(tài)不變,所以一切物體在沒有受到力的作用時,總保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。

      教師:以上分析表明,一切物體都具有保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì),我們將這種性質(zhì)稱為慣性。在生活中哪些地方體現(xiàn)了物體具有慣性?

      學(xué)生甲:公交車剎車時乘客前傾,起步時后倒,出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因為車上乘客具有慣性,公交車剎車導(dǎo)致原來的運動狀態(tài)發(fā)生改變,而乘客要繼續(xù)保持原來的運動狀態(tài)不變。

      學(xué)生乙:駕駛或乘坐車輛時要系安全帶,是因為物體具有慣性。當(dāng)駕駛員剎車導(dǎo)致運動狀態(tài)發(fā)生改變時,人由于具有慣性要保持原有運動狀態(tài),所以向前傾,安全帶可以保證人員的安全。

      教師:我們可以總結(jié)出慣性是一種物體本身就具有的屬性,任何物體在任何情況下都具有這種屬性,且慣性僅與物體的質(zhì)量大小有聯(lián)系,與物體是否受到力的作用以及運動的形式和運動的速度大小皆無關(guān)聯(lián)。例如田徑比賽中,運動員沖刺到終點后,體重大的很難停下來。

      (三)課后練習(xí)

      德國心理學(xué)家艾賓浩斯關(guān)于遺忘曲線的研究表明,人類對于學(xué)會的新知識和掌握的新技能具有先快速后緩慢的遺忘規(guī)律。學(xué)生若想更好地掌握知識,就需要不斷鞏固練習(xí)。課后練習(xí)是教學(xué)中不可缺少的環(huán)節(jié),學(xué)生只有通過反復(fù)的練習(xí),減慢知識的遺忘速度,才能鞏固學(xué)習(xí)效果和形成技能技巧,從而提升自身的思維意識和智力水平。

      關(guān)于本節(jié)課,教師可以要求學(xué)生在“云班課”中完成以下課后練習(xí)。

      一個從空中下落的物體,若不考慮空氣阻力的影響,假設(shè)下落過程中某一時刻物體所受到的重力變?yōu)?,物體的運動情況將是以下哪一選項?()

      A.物體將靜止懸浮在空中

      B.物體的下落速度將減小

      C.物體將保持一定速度繼續(xù)向下做勻速直線運動

      D.無法確定

      學(xué)生在“云班課”提交答案后,可以實時獲得答案結(jié)果和解析。教師可以利用平臺的數(shù)據(jù)分析功能,掌握學(xué)生的習(xí)題作答情況,對答錯人數(shù)較多的習(xí)題進行課堂講解,以進一步幫助學(xué)生鞏固新知識。課后,教師可以利用平臺的評分功能對本節(jié)課中每位學(xué)生的表現(xiàn)進行評價和積分獎勵。

      三、策略分析

      在線上線下混合教學(xué)模式中,教師作為引導(dǎo)者,利用“創(chuàng)設(shè)情境,任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)策略,運用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù),基于“云班課”線上平臺以日常生活現(xiàn)象為學(xué)習(xí)情境,通過情境描述和學(xué)生動手實驗,結(jié)合線下現(xiàn)場演示實驗等教學(xué)方法,創(chuàng)設(shè)符合教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)情境,能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教師結(jié)合教學(xué)目標(biāo)設(shè)計合理的學(xué)習(xí)任務(wù),以任務(wù)為驅(qū)動力,引導(dǎo)學(xué)生帶著任務(wù),用物理思維思考問題并完成任務(wù),能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)知識的興趣和欲望,培養(yǎng)學(xué)生以物理觀念看待和思考問題的素養(yǎng)。學(xué)生在相應(yīng)的學(xué)習(xí)情境中,能提升發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力,為后期深入學(xué)習(xí)知識打好基礎(chǔ)。

      教師以虛擬實驗教學(xué)平臺“NoBook物理實驗”的功能為輔助,利用“問題主導(dǎo),實驗探究”教學(xué)策略,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)分析問題、設(shè)計實驗、虛擬實驗操作、分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論這幾個步驟逐步進行實驗探究,可以提升學(xué)生科學(xué)探究和解決問題的能力,讓學(xué)生通過實驗探究活動完成知識建構(gòu)。教師以問題為主導(dǎo),構(gòu)建具有教育性、創(chuàng)造性、實踐性的實驗探究活動,在鍛煉學(xué)生提出問題并分析問題能力的基礎(chǔ)上,提高學(xué)生探究問題和解決問題的能力,引導(dǎo)學(xué)生的思維從感性認(rèn)知向理性認(rèn)知過渡,從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究素養(yǎng)。

      教師采取“歸納總結(jié),應(yīng)用遷移”的教學(xué)策略,引導(dǎo)學(xué)生分析虛擬實驗探究的結(jié)論,以歸納總結(jié)知識內(nèi)容為手段,利用線上教學(xué)平臺的數(shù)據(jù)分析功能,快速了解學(xué)生對知識的掌握程度和存在的問題,再遵循學(xué)生在不同階段的認(rèn)知規(guī)律,以學(xué)生為主體,總結(jié)重點知識,并以精確的語言加以描述,能深化學(xué)生對知識的理解,使學(xué)生更好地把握知識點的精髓。教師運用所學(xué)知識解釋實際問題,將知識點融合,并擴展到更深奧、更復(fù)雜的自然和社會領(lǐng)域,能夠激發(fā)學(xué)生的理性推理思維,促進學(xué)生知識遷移能力的提升,能夠鍛煉學(xué)生運用知識解決實際問題的能力,使教學(xué)過程成為有利于學(xué)生積極探究的過程,從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和知識遷移應(yīng)用能力,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

      結(jié)語

      教師在線上線下混合教學(xué)模式中,發(fā)揮線上教學(xué)平臺強大的信息收集與分析、數(shù)據(jù)可視化、互動模式多樣性等優(yōu)勢,為線下課堂教學(xué)提供輔助,能夠有效提高課堂教學(xué)效率,促進學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提升,培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

      [參考文獻]

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