基于學(xué)科教室的初中物理微課資源應(yīng)用研究

■鄭智偉 王涵俊

教育部2019 年11 月20 日發(fā)布的《關(guān)于加強和改進中小學(xué)實驗教學(xué)的意見》中指出，將科技前沿知識和最新技術(shù)成果融入實驗教學(xué)，注重實效，強化學(xué)生實踐操作、情景體驗、親身感悟等?？梢姰?dāng)前中小學(xué)的實驗教學(xué)亟待加強和改進。加之微課是教育信息化應(yīng)用到教育教學(xué)的有效載體，故在初中物理這樣一門注重實驗的自然科學(xué)基礎(chǔ)課程中，可借助微課資源提升初中物理教學(xué)實效。但如何確保微課在初中物理教學(xué)中發(fā)揮其應(yīng)有作用，切實提高教學(xué)質(zhì)量，是當(dāng)務(wù)之急。

一、初中物理微課面臨的困境

“微課”的概念自提出至今已有十幾年，引起了教育工作者的廣泛關(guān)注，并且隨著研究的不斷深入，教師普遍達成了微課對提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果有積極影響的共識。但隨著微課“熱度”逐漸消退，初中物理微課的發(fā)展面臨著資源內(nèi)容碎片化、交互性不足、質(zhì)量參差不齊等困境。

1.初中物理微課資源內(nèi)容呈碎片化。

初中物理微課具有針對性強、內(nèi)容短小等特點，主要針對某一物理概念、規(guī)律或?qū)嶒炦M行講解，以便學(xué)生能夠快速了解這一物理概念、規(guī)律或?qū)嶒炓c。不可否認，這是微課出現(xiàn)的原因之一，更是其相對傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢所在，即讓學(xué)生通過幾分鐘時間在精神上高度集中，掌握這一關(guān)鍵知識點，以便提高課堂效率。但在強調(diào)深度學(xué)習(xí)的今天，各微課資源之間相對獨立，呈現(xiàn)出碎片化的特點，難以體現(xiàn)出知識的內(nèi)在聯(lián)結(jié)和結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性，導(dǎo)致學(xué)生不易將這些知識建立起內(nèi)在的聯(lián)系，對內(nèi)容的理解與把握仍然停留在較淺的層次，在靈活運用物理知識解決實際問題上會存在困難，不利于學(xué)生物理觀念的建立與科學(xué)思維的形成。

2.初中物理微課資源的交互性不足。

隨著初中物理教學(xué)改革的不斷深入，物理教學(xué)中，師生課堂互動的重要性日益凸顯。通過課堂中的有效互動，教師可以及時了解學(xué)生對知識的理解程度以及思維習(xí)慣的養(yǎng)成情況，以便針對其薄弱環(huán)節(jié)進行高效指導(dǎo)。盡管在初中物理課堂教學(xué)中，微課通過動畫的形式針對某一問題進行生動形象的講解，將知識以初中生更易接受的方式呈現(xiàn)，并且學(xué)生可以根據(jù)自身的理解情況隨時暫停、回放，有助于提升學(xué)習(xí)效率，提高物理課堂教學(xué)質(zhì)量，但目前初中物理微課資源更多的是應(yīng)用于課前預(yù)習(xí)或課后輔導(dǎo)中，這種形式的微課主要是教師單方面的信息輸出，其互動性較弱，造成學(xué)生對于微課中不理解之處產(chǎn)生的困惑、疑問不能及時與教師進行信息交流，不利于激發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生深入思考。

3.初中物理微課資源質(zhì)量參差不齊。

自微課的概念被提出后，涉及我國各級各類學(xué)校的微課比賽接踵而至，吸引了大批教師熱情參與。由于微課比賽的參與門檻低，加上大部分教師的現(xiàn)代教育技術(shù)水平不高，并沒有進行過系統(tǒng)的專業(yè)訓(xùn)練，導(dǎo)致微課的質(zhì)量參差不齊。并且，教師開發(fā)微課的目的更多的是參加微課比賽，在職稱晉升中為自己添加“籌碼”，而非運用到實際的課堂教學(xué)中。即使是比賽的獲獎?wù)?，也很少在實際教學(xué)中應(yīng)用自己制作的微課，造成開發(fā)大于應(yīng)用的局面。由于初中物理微課的開發(fā)主要呈現(xiàn)出教師各自為政的狀態(tài)，導(dǎo)致大量微課停留在淺層次的知識呈現(xiàn)上，并且內(nèi)容上的重復(fù)性較嚴(yán)重，造成微課資源質(zhì)量上的參差不齊，進而制約了微課的推廣與發(fā)展。

二、學(xué)科教室在初中物理微課教學(xué)中的優(yōu)勢

（一）初中物理學(xué)科教室的功能定位

初中物理學(xué)科教室與傳統(tǒng)教室或?qū)嶒炇蚁啾?，是一種新型的、具有物理學(xué)科特色、旨在培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的教學(xué)場所。教室內(nèi)的布置以48名學(xué)生為例，中間為自由組合桌凳，兩側(cè)分別擺放兩列配有計算機的實驗臺，每列有6張可供2 名學(xué)生一起使用的實驗臺，共計24 張（如圖1所示）。每張實驗臺上放置兩個攝像頭，記錄學(xué)生的實驗操作情況，以便于課上投屏、課后回看等。為充分利用學(xué)科教室空間及營造學(xué)科氛圍，可在實驗臺下方及教室后部放置系列實驗箱，在墻壁上放置立面掛壁式物理展品，在窗簾上繪制物理學(xué)科知識以及設(shè)置初中物理資源角等。教室頂部設(shè)置了集成系統(tǒng)，可集成多樣化的媒介，如電源、通風(fēng)、照明、網(wǎng)絡(luò)等，并且集成媒介易于改裝或更換，以便靈活適應(yīng)新的布局及需求。

基于以上布局，初中物理學(xué)科教室主要具備以下功能：首先是常規(guī)教室功能，師生可利用教室中部自由組合桌凳開展常規(guī)教學(xué)活動；其次是實驗室功能，師生可借助兩側(cè)實驗臺進行實驗教學(xué)；再次是圖書館功能，學(xué)生可根據(jù)興趣、需求借閱物理資源角的圖書、期刊等；最后是微機室功能，學(xué)生可通過計算機上網(wǎng)查閱資料、查看教師下發(fā)的學(xué)習(xí)資源等，有針對性地開展自主學(xué)習(xí)。

（二）初中物理學(xué)科教室的優(yōu)勢所在

1.濃厚的物理學(xué)科探究氛圍。

初中物理學(xué)科教室相比于常規(guī)教室，在空間布局上通過中部區(qū)域自由組合桌凳，方便學(xué)生進行集中的理論學(xué)習(xí)與小組討論。在完成理論學(xué)習(xí)后，可直接借助兩側(cè)的實驗臺進行實驗探究，讓理論知識與實驗探究能夠同步進行，打破兩者之間的時空阻隔，更好地幫助學(xué)生內(nèi)化理論知識。通過學(xué)科教室內(nèi)富含物理學(xué)科元素的墻壁、窗簾、櫥柜等布置，營造物理學(xué)習(xí)情境，豐富學(xué)生的體驗環(huán)境，以幫助學(xué)生調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性。

2.現(xiàn)代教育技術(shù)的有效輔助。

初中物理學(xué)科教室中硬件資源的信息化程度較高，有利于教師將更為先進的教育教學(xué)手段融入課堂教學(xué)中。對于演示實驗，教師可在講臺上操作，通過直播的形式同步到學(xué)生實驗臺的計算機上，或下發(fā)相關(guān)微課資源，讓學(xué)生直接觀看，以解決兩側(cè)及后排學(xué)生難以觀察到實驗現(xiàn)象的問題，更好地關(guān)注每一名學(xué)生。對于不易操作、成功率低、實驗過程過長、危害性較大的演示實驗，可借助虛擬仿真實驗、快錄、慢錄等形式，將其制成微課資源，下發(fā)到學(xué)生的計算機上。這樣既有助于提高課堂效率，又有利于吸引學(xué)生的注意力。通過信息技術(shù)手段，學(xué)生可以個性化地使用暫停、回放等功能，彌補理解能力的差異性，提高整體學(xué)習(xí)效果。在傳統(tǒng)實驗室中，當(dāng)學(xué)生進行分組實驗時，教師主要采取“巡邏”的方式幫助有困難的小組，或引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實驗中的問題。這種情況下，一些動態(tài)生成的問題難以重現(xiàn)，更多的是實驗結(jié)束后采取口述的方式引發(fā)全班學(xué)生思考，不利于學(xué)生構(gòu)建實驗情境。而初中物理學(xué)科教室中，由于實驗臺上配備了兩個攝像頭，可以實時錄制學(xué)生的實驗操作，因而教師可在公屏上針對問題進行回放，實現(xiàn)實驗情境的重現(xiàn)，將生成的問題更加直觀化，不僅易于學(xué)生理解，更有助于提高學(xué)生的參與度。

3.觸手可及的物理實驗器材。

相比于傳統(tǒng)教室和實驗室，初中物理學(xué)科教室同時具備了兩者的功能，讓學(xué)生隨時動手實驗成為可能。在日常教學(xué)中，只有當(dāng)教材中要求進行學(xué)生分組實驗時，教師才會帶學(xué)生前往實驗室，或者將實驗器材帶到教室。這導(dǎo)致有時會出現(xiàn)器材數(shù)量不夠或突然損壞的情況，需要重新準(zhǔn)備，勢必浪費寶貴的課堂時間。除此之外，由于學(xué)生的不同，課堂上動態(tài)生成的內(nèi)容往往也會不一樣，教師在針對此內(nèi)容進行講解時，也往往會發(fā)現(xiàn)要是學(xué)生手邊有這樣一個實驗器材的話，就可以更好地幫助學(xué)生理解。但由于課前難以將所有情況都做好預(yù)設(shè)，導(dǎo)致無法實現(xiàn)讓學(xué)生動手操作。不過在學(xué)科教室中，由于實驗器材都在學(xué)生觸手可及的地方，因而教師可以根據(jù)需要隨時讓學(xué)生動手進行小實驗，有利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和物理思維。

三、基于學(xué)科教室的初中物理微課資源應(yīng)用策略

結(jié)合當(dāng)前物理微課面臨的資源內(nèi)容碎片化、交互性不足、質(zhì)量參差不齊等困境，教師要最大化地利用信息化教學(xué)資源，注重讓學(xué)生經(jīng)歷實驗探究過程。鑒于此，教師可將微課應(yīng)用于初中物理學(xué)科教室（基于初中物理學(xué)科教室的微課教學(xué)模式如圖2 所示），確保微課在初中物理教學(xué)中發(fā)揮其應(yīng)有作用，切實提高教學(xué)質(zhì)量。根據(jù)教學(xué)環(huán)節(jié)，主要引入預(yù)習(xí)型、實驗型、習(xí)題型以及復(fù)習(xí)型四類物理微視頻。在該教學(xué)模式下，通過搜集、制作微視頻，搭建微課資源平臺，以實現(xiàn)初中物理教學(xué)資源的合理共享。在教學(xué)過程中，精準(zhǔn)掌握學(xué)生學(xué)情，提高師生互動質(zhì)量，并借助多樣化的評價方式，最終促進學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的形成。

1.搭建微課資源平臺，實現(xiàn)資源合理共享。

如何在初中物理教學(xué)過程中將微課資源的優(yōu)勢發(fā)揮出來，達到超越傳統(tǒng)課堂的教學(xué)效果，肯定離不開對各類微課資源的搜集、加工、整合、制作，是以搭建微課資源平臺尤為重要。平臺為教師的正常教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革提供了有力的保障。但平臺只是平臺，如何用好平臺所提供的大量資源則是關(guān)鍵，這就需要對初中物理教學(xué)特點進行深入剖析。

初中物理幾乎所有的教學(xué)活動都圍繞物理實驗展開，但很多實驗所涉及的物理原理比較抽象，并且許多實驗涉及的物品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效果不明顯，也很難推廣為學(xué)生實驗。學(xué)校的實驗資源有限，即使進行演示實驗，也難以達到預(yù)期的教學(xué)效果。但可借助信息化資源幫助教師解決這些問題，即將預(yù)習(xí)型、實驗型、習(xí)題型、復(fù)習(xí)型微課應(yīng)用于學(xué)科教學(xué)。其中預(yù)習(xí)型微課主要用于課前階段，教師在前一天進行微課的推送，學(xué)生也可在課前自行前往學(xué)科教室預(yù)約觀看。該類型微課旨在幫助學(xué)生在預(yù)習(xí)的過程中生成有效的問題，帶著問題進入課堂，以提高學(xué)習(xí)效率。實驗型微視頻主要用于課堂，教師帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)實驗原理，根據(jù)實驗的難易程度搜集或錄制一些簡化實驗裝置的微課，也可選擇一些凸顯實驗現(xiàn)象的微課。學(xué)生在進行實驗操作的過程中，根據(jù)實驗進展情況可自行選擇不同類型的微課，通過實驗臺的計算機進行觀看，保障個性化學(xué)習(xí)需求，以便操作實驗、記錄實驗數(shù)據(jù)。習(xí)題型和復(fù)習(xí)型微課主要用于課后階段，學(xué)生作業(yè)未達標(biāo)或不理想時，可以自主選擇不同類型的微課進行鞏固學(xué)習(xí)，以完成學(xué)習(xí)，解決課前問題。

通過學(xué)科教室的信息化平臺，教師不僅能及時得到每名學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋，借助教育大數(shù)據(jù)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，實現(xiàn)與家長的“資源共享”，也能解決當(dāng)前初中物理微課資源存在的碎片化、質(zhì)量參差不齊等問題，并且基于微課資源平臺，與眾多物理教師實現(xiàn)教學(xué)資源的合理共享。

2.精準(zhǔn)掌握學(xué)生學(xué)情，提高師生互動質(zhì)量。

在課堂教學(xué)中，仍然存在學(xué)生只是知識接受者的現(xiàn)象，尤其在物理實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中，很多教師將學(xué)生實驗簡化為演示實驗，造成學(xué)生只能被動地接受設(shè)定好的實驗過程、實驗現(xiàn)象以及實驗結(jié)論。這既不利于學(xué)生體驗科學(xué)探究的樂趣，也使他們無法在實驗探究過程中動態(tài)生成相關(guān)問題，針對問題展開的有效互動也就無從談起，限制了主體性發(fā)展。

為此，教師應(yīng)基于初中物理學(xué)科教室信息化平臺，借助信息化教學(xué)手段，通過對“課前”環(huán)節(jié)，即預(yù)習(xí)型微視頻觀看情況的實時監(jiān)測，即時了解未觀看視頻學(xué)生的情況并督促其按時進行學(xué)習(xí)。在“課中”環(huán)節(jié)，教師可以了解每名學(xué)生在學(xué)習(xí)原理后實驗的進展情況。為避免初中物理在線教學(xué)的“一刀切”現(xiàn)象，充分考慮學(xué)生的差異，教師可設(shè)置簡化實驗裝置微課、凸顯實驗現(xiàn)象微課、優(yōu)化實驗過程微課以及創(chuàng)新實驗過程微課等不同類型的微課，以滿足學(xué)生的個性化需求，并根據(jù)學(xué)生在實驗學(xué)習(xí)后所選的微課類型及所用時長和回看之處，大致了解學(xué)生對于實驗的掌握程度，及其所認為的知識難點是什么。例如：若學(xué)生選擇了簡化實驗裝置微課或凸顯實驗現(xiàn)象微課，則可能表明其對基礎(chǔ)內(nèi)容的掌握尚不牢固，在與其互動的過程中可偏向于基礎(chǔ)知識的相關(guān)內(nèi)容。除此之外，在“課后”環(huán)節(jié)中，教師可以獲取到每名學(xué)生的作業(yè)完成時長及正確率，并且能夠掌握每一題的正確率和易錯選項，這相對于線下作業(yè)的統(tǒng)計十分便捷、高效。教師根據(jù)作業(yè)數(shù)據(jù)情況，可在后續(xù)微視頻中針對性地進行講解、交流，提高師生互動的有效性。

3.有效發(fā)揮學(xué)生評價作用，促進學(xué)生差異發(fā)展。

有效發(fā)揮學(xué)生評價作用不僅能促進學(xué)生物理核心素養(yǎng)的提高，也能促進教師專業(yè)發(fā)展及物理教學(xué)的改進。在基于初中物理學(xué)科教室的教學(xué)模式中，課中及課后涉及的三大類型的微課，以及其中實驗型微課所包含的四類微課在很大程度上滿足了不同學(xué)生的多樣化需求。但是，由于微課平臺中資源眾多，微課面向的對象較為廣泛，加上不同教師的教學(xué)風(fēng)格不一，關(guān)于同一知識點的不同微課側(cè)重點不同，導(dǎo)致該微課必然只會更適用于一部分學(xué)生，學(xué)生在觀看后可以對微課進行評價，以便其他學(xué)生能夠更精準(zhǔn)地找到適合自己學(xué)習(xí)的微課。錄制該視頻的教師亦可根據(jù)學(xué)生的評價進行改進，進一步促進學(xué)生差異發(fā)展。