S-3PBL科創(chuàng)教育模式下線上與線下混合式教學(xué)初探

段捷 裴加旺 馬龍敏

【摘 要】以互聯(lián)網(wǎng)新融合為特征的第四次工業(yè)革命正在深度地影響我們的文化、生產(chǎn)和生活，全球性新冠肺炎疫情也加速了第四次工業(yè)革命的歷史進(jìn)程，線上教學(xué)日益走向常態(tài)化。本文以“測量平均速度”教學(xué)為例，探討了基于S-3PBL科創(chuàng)教育模式的初中物理線上與線下混合式教學(xué)方法。初步嘗試表明，這種基于網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)方法有利于減小線上教學(xué)與線下教學(xué)的效果差距，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和學(xué)以致用能力。

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)教學(xué)；線下教學(xué)；S-3PBL科創(chuàng)教育模式

【中圖分類號(hào)】G434? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【論文編號(hào)】1671-7384（2023）09-089-02

背景與問題

以互聯(lián)網(wǎng)新融合為特征的第四次工業(yè)革命正在深度地影響文化、生產(chǎn)和生活的各個(gè)方面，新冠肺炎疫情在全球的蔓延，加劇了這一影響的速度和深度，近兩年來的線上教學(xué)已經(jīng)使得師生們逐漸適應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)授課現(xiàn)實(shí)。如何發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)授課優(yōu)勢，保證網(wǎng)絡(luò)授課質(zhì)量與線下授課質(zhì)量相當(dāng)，已經(jīng)成為目前教育工作者探索和實(shí)踐的目標(biāo)。由于在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中缺乏監(jiān)督，學(xué)生自控力比較差，以及某些學(xué)科可能帶有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容而難以實(shí)施等問題，導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)效率降低。

如何解決網(wǎng)絡(luò)教學(xué)效率低、實(shí)驗(yàn)難的問題呢？其中一種方法是采取混合式教學(xué)，將傳統(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)勢與線上學(xué)習(xí)的優(yōu)勢結(jié)合起來[1]。它不是線上教學(xué)和線下教學(xué)的簡單相加，而是將兩者融合，實(shí)現(xiàn)“1+1>2”。線上教學(xué)具有獨(dú)特的教學(xué)優(yōu)勢。學(xué)生在云平臺(tái)上組成討論小組，可以提高討論效率；在家學(xué)習(xí)，有利于在生活中學(xué)習(xí)與運(yùn)用學(xué)科知識(shí)，讓學(xué)生探究生活中的學(xué)科問題；還可以借助常見的電子設(shè)備進(jìn)行觀察與測量等。這些都是傳統(tǒng)課堂教學(xué)難以實(shí)現(xiàn)的。在混合運(yùn)用線上教學(xué)與線下教學(xué)的時(shí)候，要想發(fā)揮線上教學(xué)優(yōu)勢，首先需要貫徹S-3PBL科創(chuàng)教育模式理念，從生活問題出發(fā)，鼓勵(lì)學(xué)生大膽利用身邊的工具解決問題，同時(shí)借助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交流與分享。這樣做有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)投入度，解決實(shí)驗(yàn)難的問題。筆者在初中物理線上與線下混合式教學(xué)實(shí)踐中，形成了如下教學(xué)方法（圖1）。

“測量平均速度”是人教版物理第一章的內(nèi)容，是學(xué)生開始學(xué)習(xí)物理時(shí)遇到的第一個(gè)需要測量與計(jì)算的物理量。下面以初中“測量平均速度”線上教學(xué)為例，探討如何基于S-3PBL-1科創(chuàng)教育模式和線上與線下混合式教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和解決復(fù)雜真實(shí)問題的能力。

案例設(shè)計(jì)與實(shí)踐

1.驅(qū)動(dòng)問題的提出

基于生活場景，提出項(xiàng)目的驅(qū)動(dòng)問題：同學(xué)們每天去同一地點(diǎn)做核酸，路上要走的路程是多遠(yuǎn)？需要的時(shí)間有多長？路上的平均速度如何測量？

2.問題解決方案的設(shè)計(jì)

首先，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)（釘釘?shù)募倚１竟δ埽┌l(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)：如何測量做核酸路上的平均速度呢？其次，利用云課堂討論實(shí)驗(yàn)方案并建立云討論小組：利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建立云討論小組（微信群、騰訊課堂討論群），給出一些可行的測量工具供大家參考。最后，確定問題解決方案：各小組進(jìn)行資料搜集和討論，確定方案。學(xué)生的方案包括以下幾種。

方案一：利用計(jì)步器進(jìn)行距離測量，利用累積法減小距離測量誤差；利用手表直接進(jìn)行時(shí)間測量；通過機(jī)械類工具進(jìn)行速度測量。

方法二：利用電話手表直接進(jìn)行步數(shù)的計(jì)量，再通過刻度尺工具進(jìn)行每一步長度的測量；通過時(shí)鐘進(jìn)行時(shí)間測量，利用手表計(jì)算器功能進(jìn)行速度計(jì)算。

方案三：利用Keep、悅動(dòng)圈、咕咚等運(yùn)動(dòng)軟件直接進(jìn)行速度的測量。利用電腦Excel軟件錄入每分鐘的路程，利用插入圖表制作出“路程-時(shí)間”圖像。

方案四：利用手機(jī)地圖軟件的出發(fā)地和目的地確定路程，利用手機(jī)計(jì)時(shí)器進(jìn)行時(shí)間的測量，利用紙筆進(jìn)行速度的計(jì)算。

方案五：利用手機(jī)導(dǎo)航功能，直接進(jìn)行實(shí)時(shí)導(dǎo)航，記錄實(shí)時(shí)速度，再利用手機(jī)時(shí)鐘記錄每段路所用時(shí)間。最后，通過電腦Excel軟件錄入每分鐘時(shí)間和速度，繪制“速度-時(shí)間”圖像。

3.實(shí)際測量與分析數(shù)據(jù)

每個(gè)小組確定方案后進(jìn)行實(shí)施，用同一方法或者不同方法測量，繪制s-t圖像和v-t圖像。學(xué)有余力的小組可以測量核酸檢測排隊(duì)速度，繪制圖像并提交。

學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上利用騰訊課堂進(jìn)行數(shù)據(jù)和測量過程的分享。部分方案及成果結(jié)果如下。

小組一：利用手機(jī)運(yùn)動(dòng)軟件記錄路程和時(shí)間，軟件直接出配速。具體數(shù)據(jù)如下：時(shí)間00：03：33、路程0.23km、配速14′49″，學(xué)生發(fā)現(xiàn)軟件數(shù)據(jù)與物理學(xué)習(xí)中常用單位不同，進(jìn)行單位換算，時(shí)間t=3min33s=213s、路程s=230m。學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)搜索學(xué)習(xí)到配速的概念為1km所用時(shí)間，根據(jù)配速14′49″，可以計(jì)算出速度約為1.12m/s，雖然從手機(jī)軟件中得到的配速比自己計(jì)算的速度要略大一些，通過查詢教材，一般步行速度1.1m/s，可以初步判斷自己的測量結(jié)果應(yīng)該在可接受范圍之內(nèi)。

小組二：利用手機(jī)軟件每兩分鐘截圖一次，記錄路程和時(shí)間，得到如表1所示路程時(shí)間表格，進(jìn)一步利用電腦Excel軟件繪制出路程時(shí)間圖像，如圖2所示。

學(xué)生分析本次核酸的圖像，將這個(gè)過程分為三個(gè)階段，并對(duì)三個(gè)階段平均速度大小進(jìn)行對(duì)比，分析觀察圖像，對(duì)s-t圖像有了初步的認(rèn)識(shí)。學(xué)生依據(jù)圖像和測量過程分析，發(fā)現(xiàn)三個(gè)階段中第一個(gè)階段平均速度最快，是趕去做核酸的路上，第二階段是正在排隊(duì)做核酸，速度較慢，第三階段是做核酸結(jié)束立即返回家中，正常步行速度。通過對(duì)比速度大小和圖像，發(fā)現(xiàn)s-t圖像中，圖像越陡表示速度越大，圖像越緩表示速度越小。

總結(jié)與反思

初中物理線上與線下混合式教學(xué)總體可以概括為提出問題、方案制定、實(shí)際測量、分析數(shù)據(jù)、成果分享、聯(lián)系生活幾個(gè)環(huán)節(jié)。以問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生選用生活中的數(shù)字化工具，體驗(yàn)探究過程，體現(xiàn)學(xué)科教學(xué)的跨學(xué)科性。通過這樣的方式，學(xué)生不僅僅只是“聽課”，而且充分參與到驅(qū)動(dòng)問題的探究過程之中，可以保證線上學(xué)科教學(xué)的基本質(zhì)量。該方法不僅僅可以應(yīng)用于物理學(xué)科線上教學(xué)，還可以在其他學(xué)科中加以推廣實(shí)踐。此外，線上教學(xué)不僅拓寬了物理空間，隨著網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程測控技術(shù)、大數(shù)據(jù)測評(píng)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、虛擬數(shù)字人技術(shù)、元宇宙技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推廣與普及，未來的網(wǎng)絡(luò)教育將具有更加廣闊的科創(chuàng)教育前景。

注：本文系中國教育發(fā)展戰(zhàn)略學(xué)會(huì)一般課題“新時(shí)代科創(chuàng)教育與學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)展方略研究”（課題編號(hào)：3003053）研究成果

參考文獻(xiàn)

王姍姍. 后疫情時(shí)代混合式教學(xué)模式初探——以高校研究生教學(xué)為例[J]. 甘肅科技，2021，37（17）： 47-49.

作者單位：北京景山學(xué)校

編? ?輯：徐靖程