基于核心素养的“线上线下”混合教学模式的教学实践 ——以《力的合成》为例

发表时间:2021/1/7   来源:《教学与研究》2020年9月第26期   作者: 李芳
[导读] “线上线下”混合教学,学生不仅可以利用网络教学资源完成基础知识的自主学习、

        李芳   
        天津市小站第一中学    300350
        摘要:“线上线下”混合教学,学生不仅可以利用网络教学资源完成基础知识的自主学习、自我检测,还可以完成重点内容、难点知识的探究学习、合作学习。依托互联网+教育,利用课堂派平台,通过“线上线下”混合教学模式改变教师传统的教与学模式,能为学生创造一个生动的学习空间,培养学生自主学习和合作学习的意识和能力。
        关键词:核心素养;“线上线下”混合教学;新模式;教学实践;《力的合成》  
        突如其来的新冠疫情,让我们开展了一场大规模的在线教育实践。后疫情时代,线上教育与线下教育的深度融合必然会带来一场新的教育革命。立足提升学生物理学科核心素养,培养提高学生创新意识和实践能力,是高中物理新一轮课程教学改革的主要目标。“线上线下”混合教学模式以线上的基本理论、基础知识学习为基础,线上的基础检测为依据,强化物理思维的形成过程;以线下翻转为手段,以实验设计的思维活动过程、规范操作、科学作图为习惯的养成教育为重点,增强学生实验探究过程中态度与责任的体验;结合课程的特点,适应不同层次的学生发展要求,开发具有不同需求层次的线上线下学习资源。
        一、基于线上线下混合学习模式的高中物理教学
        高中物理与初中物理相比,知识的逻辑性更强,学习的难度也更大了。一些学生由于不适应高中的教学节奏和教学难度,原本初中物理学的不错,但是也不可避免地会出现知识盲点,影响下一步的学习。此时采取“线上线下”混合教学能够借助网络较好地帮助进行相关知识的巩固和提升,帮助他们更好地消化吸收课堂内容。同时,“线上线下”混合教学还可以赋予学生一定的选择权和自主性,以学生为主体,适应高中生年龄和心理发展特点,学生可以积极主动参与其中。
        (一)立足目标,合理甄选有效资源
        教学目标是教学活动的方向和预期效果,是一切活动的出发点和落脚点,是在教学活动中所期望学生达到的学习结果。在教学过程中,教学目标起着十分具有重要的作用。教学活动应以教学目标为指导,始终围绕实现教学目标进行。因此,在课堂教学设计过程中,教学检测的标准是“满足教学目标的要求”,把目标的落实纳入课堂教学的细节,实现目标设计、活动实施的教学初衷。在线上线下的混合式教学中更是如此,我们不能盲目使用网络,只有根据教学目标的设置科学合理地使用,才能起到事半功倍的效果。在物理课堂教学中,很多教师总是存在这样的问题:过于依赖信息技术,为学生呈现大量的视频、图片等信息,幻灯片的更换速度很快,信息量过大,学生吸收效率很低。本来应该是轻松活泼的课堂,变得拥挤繁重,增加了学生的学习负担。学生把过多的精力花在看一个课件上,反而更容易分神,不利于提高他们对重点、难点的关注与理解。另外,在教学设计的初始阶段,过于注重知识素材的开发,信息量过多,反而会影响学生的有效学习,导致课堂偏离了原来设计的教学轨道。虽然课堂教学呈现的鲜明美丽,但与我们的教学目标不相符,效率大大降低。
         (二)学生主体,提升核心素养
         “线上线下”混合教学将网络教学与课堂教学结合起来,教师充分利用网络平台,根据不同学生的学习情况进行在线指导,提高学生的学习效率。当然这种学习方式更加注重学生的自主学习和合作学习,主张以学生为主体,在他们的交流与互动中,推动教学内容的动态生成,实现以教导学、以学促教。在线学习,人人是学生,人人是教师,在教学过程中充分发挥学生的主体作用,解决了教师精力有限,指导不够的问题。“线上线下”混合教学使学生不仅在“线上”积极主动参与,还能够在“线下”灵活应用,把课上学习内容带进我们的实际生活,在实践中检验与创新。有利于学生加深对知识的反思和理解,灵活熟练地掌握深层原理和应用,使学生真正成为课堂教学的主人,提升学生的核心素养。  
        二、基于“线上线下”混合学习模式的教学实践
        (一)教材与学情分析
          1、教材分析
        《力的合成》选自人教版高中物理必修一第三章第4节。力的合成是解决力学的基础和工具,贯穿学生高中三年的物理学习,而力的“平行四边形定则” 又始终贯穿在高中物理知识学习的全过程中,具有较强的基础性和预备性,是中学阶段其他矢量运算的基础、对以后理解运动的合成、场的叠加等产生重要影响。在本章这节课前接三种常见的力,后启力的分解和力学的一些重要定律的应用,因此这节课在物理学体系中具有承上启下的重要地位和作用。力的合成渗透的的“等效替代”的思想和方法,是高中阶段常用的方法之一,掌握等效替代的思想和方法有助于开阔学生视野,提高学生解题的灵活性,培养学生的发散思维和创新思维能力,是对学生进行科学思维培养的重要内容。
        2、学情分析
        从知识储备看,学生已经掌握了:1.同一直线合力求法。2.位移等矢量的掌握。3.力的图示。从能力储备看,高一的学生具有一定的实验探究及实验结果处理能力和基本的网上自主学习的能力。因此开通线上线下的混合学习,学生可以利用网络平台完成基本概念基础知识的学习,学生学习的难点可能出现在如何在实验中体验等效的思想,如何有效进行实验设计及实验优化,如何养成规范作图的学习习惯,以及实验结论的得出及推广。
(二)教学目标与重、难点
          教学目标:
          1、知识与技能
        (1)通过线上学习能从力作用的等效性来理解合力、分力的概念
        (2)通过线下学习探究求合力的方法---力的平行四边形定则,知道它是矢量运算的普遍规则。
        (3)通过线下学习会用作图法和直角三角形知识求共点力的合力
          2、过程与方法
        (1)通过线上学习合力和分力的概念,了解物理学常用的方法——等效替代法。
        (2)通过线下学习实验方案的设计与实施,初步认识科学探究的意义和基本过程,并进行初步的探究。


          3、情感、态度与价值观
        (1)通过线下学习培养学生善于交流的合作精神,在交流合作中发展能力,并形成良好的学习习惯和学习方法。
        (2)通过线上学习力的等效替代,使学生领略跨学科知识结合的奇妙,同时领会科学探究中严谨、务实的精神和态度。
        (三)教法与学法
        基于网络空间的自主探究学习平台,我在课堂派上投放课件、微课、练习题,通过布置预习任务引导学生完成线上预习、自我检测,为了帮助学生形成“等效替代”的思维过程,我投放了曹冲称象与等效代替的相关文字材料,让学生通过阅读然后寻找生活中的等效替代,并且在网上开展交流互动,了解和掌握等效替代思想。但是要让学生能接受平行四边形定则就必须要让学生亲自去体验、去探究、去得出结论,这是突破重难点的重要手段,因此本节课线下课堂教学运用启发式问题引领帮助学生完成实验中等效替代的设计环节,帮助学生建立等效替代的思维过程,培养学生的科学思维;在指导学生规范作图环节,做好力的平行四边形作图示范,引导学生分析实验误差形成原因,培养学生科学的态度与责任;通过科学思维的训练,科学态度与责任的体验,提升学生物理学习的核心素养。
        (四)教学准备
线上学习平台:利用课堂派平台组织学生开展线上学习
实验器材:线下物品准备:①木板1块;②白纸1张;③图钉5枚;④橡皮条1根;⑤细绳2根(两端做好套);⑥弹簧秤2个;⑦铅笔1支;⑧量角器1把;三角尺1-2把;⑨钩码若干;
(五)教学过程
        1.布置课前预习,明确预习目标
        教师利用课堂派平台,发起话题,讨论曹冲称象和等效替代,思考交流日常生活中还有哪些等效替代的实例。学生在课堂派平台上利用教师提供的资料,观看课件、视频等资源开展自主学习,完成预习作业,掌握合力、分力的概念,理解生活和物理中的等效替代法,观看实验操作,对该实验有一个初步的了解。
        设计意图:设计这样一个线上学习,一是借助互联网的优势运用网络空间给学生提供一个资料查询、交流互动、学习展示、生动个性的学习空间,同时学生的学习可以突破时空限制,随时随地的与老师和同伴交流,利用手机等移动设备,捕捉生活中的物理现象如付费时一个拾元和两个伍元的等效替代,刑侦破案时专家根据脚印等痕迹判断嫌疑人身高体重的等效替代等等,将这些收集到的信息及时与同伴分享交流让同学们感受到物理学习的兴趣和科学思维的魅力所在。
        2、反馈预习检测,问题导入新课
        在预习检测环节,有这样一道题错误率极高,很多同学选择B选项,两个共点力的合力一定大于任何一个分力。是这样的吗?大家在同一直线上同方向的两个力合成中似乎得到了这样一个结论,那么如何两个互成角度呢,合力的大小与他们的夹角有关系吗?今天我们就来探究互成角度的两个共点力合成所满足的规律?
        设计意图:这样的一个导入环节的设计,即是对课前线上预习环节的一个检测反馈,同时又是从学生的疑难困惑处入手,生成物理问题,与已有认知产生冲突,激发学生的求知欲,调动学生的学习主动性。
        3、立足核心素养,参与科学探究
        环节一:问题引领,完善实验设计方案
        通过网上自主学习,学生观看了互成角度两个力合成的视频。仅仅对这个实验有了一个初步认识,但是对于互成角度的两个力的合成实验的设计思路、操作流程,仍然存在很多困惑。线上学习可以解决学生知识上的某些困惑,但是观看视频不能代替学生的真实体验,线下必须让学亲自动手实验,发现实验中的问题,理清实验设计的思维过程,完成实验操作。
        环节二:学生动手,完成实验操作
        学生根据实验设计方案,分组合作完成实验操作,画出合力、分力。
        设计意图:这个环节的安排,就是让学生把纸上的实验设计方案实际操作出来。在实验操作上,部分学生存在实践能力动手能力差的问题,学生不能将头脑中实验设计方案合理规范的操作出来,这是就需要应用信息技术的实验视频给学生做一个规范的操作示范,学生可以模仿操作,完成实验,这样线上线下的一个互相补充可以大大提高学生实验的成功率,课堂效果也大幅提升。
        环节三:分析实验数据,交流实验结论。
        学生尝试作出平行四边形,分析误差产生的原因,小组之间交流实验结论。
        设计意图:分析交流,既是我们引导学生亲历一次完整科学探究的过程,也是我们培养学生科学态度的关键所在,这个实验往往由于实验器材、操作的不规范等等原因造成实验误差较大。面对较大的实验误差,引导学生分析误差产生的原因总结实验操作的注意事项,培养学生实事求是、尊重事实,不随意更改实验数据的科学态度。
        4.练习巩固,强化双基规范习惯
        例题:共点力F1 =45N方向水平向右,F2=60N方向竖直向上,用两种方法求这两个力的合力F的大小和方向。在引导学生用作图法和计算法解决问题的过程中,强调学生动笔,重点指导学生规范作图,独立完成,然后小组讨论
        设计意图:规范作图是学生学习品质的一种外在表现形式,这种品质的培养离不开教师的以身作则的规范示范和严格要求。这个过程是我们线上很难实现的一个学习过程,因此利用线上学习掌握基础知识,线下充分开展的验探究,交流合作,规范答题。这样“线上”与“线下”的混合学习完美统一,能够有效地拓展物理课堂教学的空间,立足物理核心素养,有效落实教学目标,增强学生的创新意识和实践能力。
        5、自主选择提升,及时监测反馈
        学生可以针对自己学习中存在的疑难问题再次回到线上发起互动交流,或是再次观看相关视频、微课、课件进行反复学习。也选择自己感兴趣的学习内容进行自我的学习提升,例如打算选修物理学科的同学可以进一步了解等效替代的物理思想,可以尝试定量分析分力大小一定合力随夹角的变化等等,同时同学们可以选择不同级别的习题完成在线的检测,根据检测结果查漏补缺,找准问题。
     整个教学过程的设计,我坚持“给一个空间,让学生自己拓展;给一段时间,让学生自己去安排;给一个问题,让学生自己去探究;给一个困难,让学生自己去解决;给一个平台,让学生自己去展示”的教学理论;放手让学生在线上积极自主探索的学习,在线下主动地参与到知识形成的整个思维过程,力求使学生在积极、愉快的课堂氛围中提高自己的认识水平,从而达到预期的教学效果。
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