葛騰霄 馬宇澄

(1. 江蘇省無(wú)錫市青山高級(jí)中學(xué)，江蘇 無(wú)錫 214036；2. 江蘇省無(wú)錫市教育科學(xué)研究院，江蘇 無(wú)錫 214000)

1 引言

當(dāng)學(xué)生回到線下課堂時(shí)，我們?cè)撊绾卧u(píng)價(jià)學(xué)生網(wǎng)課學(xué)習(xí)的成效？認(rèn)為學(xué)生已經(jīng)完全領(lǐng)會(huì)顯然不妥，因?yàn)閷W(xué)生的學(xué)習(xí)情況差異很大，并且線上教學(xué)的強(qiáng)度、深度、互動(dòng)性等方面與線下教學(xué)不可比；直接從頭開(kāi)始講也不可取，這樣不僅會(huì)否定他們已有的努力、挫傷他們的積極性，還會(huì)造成教學(xué)進(jìn)度遲緩。另一種可能的情形是滿堂灌，密集重復(fù)知識(shí)點(diǎn)，但學(xué)生對(duì)這樣的課堂既沒(méi)有興趣，也感到負(fù)擔(dān)較重，教學(xué)效果不佳。針對(duì)學(xué)生自學(xué)過(guò)的內(nèi)容，重新梳理是必要的，該選擇怎樣的課堂教學(xué)策略？我們不妨先來(lái)看看與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)密切相關(guān)的翻轉(zhuǎn)課堂。

2 翻轉(zhuǎn)課堂模式簡(jiǎn)介

翻轉(zhuǎn)課堂模式一般是：讓學(xué)生先自學(xué)(通常是使用網(wǎng)絡(luò))相關(guān)內(nèi)容，完成第一次知識(shí)內(nèi)化；教師將學(xué)生難以理解之處進(jìn)行匯總(也可由學(xué)生當(dāng)堂提出)，在課堂上以“小組協(xié)作、問(wèn)題解決”為主要方式幫助學(xué)生進(jìn)行二次內(nèi)化，以達(dá)到優(yōu)于傳統(tǒng)模式的教學(xué)效果。就技術(shù)而言，網(wǎng)絡(luò)是關(guān)鍵，預(yù)錄視頻和網(wǎng)絡(luò)直播能夠提供比傳統(tǒng)紙媒豐富得多的信息，使得學(xué)生網(wǎng)上“先學(xué)”時(shí)不僅能學(xué)到知識(shí)，還可以進(jìn)行知識(shí)內(nèi)化，從而達(dá)到“學(xué)會(huì)”狀態(tài)，以此為契機(jī)教師在課堂上才可能真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)的深化。

網(wǎng)上“先學(xué)”是翻轉(zhuǎn)課堂模式實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，卻同時(shí)會(huì)成為某些方面教學(xué)發(fā)展的障礙，設(shè)備不足、學(xué)生學(xué)習(xí)自覺(jué)性難以保證、錄課教師負(fù)擔(dān)過(guò)重等問(wèn)題會(huì)讓教學(xué)實(shí)踐困難重重。如小學(xué)生大多缺乏自主學(xué)習(xí)能力，許多學(xué)者認(rèn)為翻轉(zhuǎn)課堂不宜在小學(xué)進(jìn)行。但已經(jīng)習(xí)慣了傳統(tǒng)課堂的學(xué)生，到了中學(xué)還能“翻轉(zhuǎn)”得起來(lái)嗎？在中學(xué)課程漸趨緊張的今天，學(xué)生時(shí)間的分配、科目的統(tǒng)籌等都會(huì)成為實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的障礙。北京師大何克抗教授認(rèn)為：翻轉(zhuǎn)課堂的未來(lái)需要政府支持的學(xué)校教育系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性變革。這本是一條漫漫長(zhǎng)路，疫情卻給了我們一次實(shí)踐的機(jī)會(huì)。

3 針對(duì)學(xué)生的網(wǎng)課自學(xué)，線下課堂要解決的主要問(wèn)題

新冠肺炎疫情下的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)打破了翻轉(zhuǎn)課堂“線上難保證，長(zhǎng)久難統(tǒng)籌”的實(shí)踐門(mén)檻，使得學(xué)生擁有了充足的時(shí)間，相對(duì)公平地體驗(yàn)了一輪網(wǎng)課自學(xué)。但這些網(wǎng)課畢竟不是為翻轉(zhuǎn)課堂專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的，線下課堂教學(xué)當(dāng)然也不能照搬翻轉(zhuǎn)課堂的模式，我們首先要明確線下課堂要解決什么問(wèn)題。

疫情期間的網(wǎng)課與翻轉(zhuǎn)課堂的網(wǎng)課的特點(diǎn)對(duì)比如表1所示，從中我們可以看到疫情期間的“網(wǎng)絡(luò)教學(xué)”與翻轉(zhuǎn)課堂相比有其優(yōu)勢(shì)：如家長(zhǎng)對(duì)學(xué)生出勤的監(jiān)督比較到位。同時(shí)也存在劣勢(shì)：知識(shí)點(diǎn)過(guò)于密集，實(shí)時(shí)反饋不足，且學(xué)生在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都得不到線下課堂的二次內(nèi)化。

基于上述情況，開(kāi)學(xué)以后的線下課堂應(yīng)主要解決以下4個(gè)問(wèn)題：(1) 知識(shí)的遺忘；(2) 因網(wǎng)課缺少反饋機(jī)制，知識(shí)點(diǎn)又密集，學(xué)生對(duì)聯(lián)系緊密的概念較容易混淆；(3) 疫情期間的網(wǎng)課沒(méi)有線下二次深化的過(guò)程，因此幫助學(xué)生進(jìn)一步內(nèi)化和深化認(rèn)知是重點(diǎn)；(4) 知識(shí)體系的完善。

表1

4 問(wèn)題解決教學(xué)策略在線下教學(xué)中的運(yùn)用

針對(duì)上述問(wèn)題，筆者在線下教學(xué)中采用了問(wèn)題解決教學(xué)。下面以“功”的教學(xué)為例，根據(jù)學(xué)生網(wǎng)課自學(xué)的情況，設(shè)計(jì)問(wèn)題鏈，探討問(wèn)題解決教學(xué)策略的具體應(yīng)用。

4.1 利用問(wèn)題進(jìn)行診斷性評(píng)價(jià)

為幫助學(xué)生鞏固基本概念，在本節(jié)課的開(kāi)頭以問(wèn)答的形式進(jìn)行診斷性評(píng)價(jià)，將其作為后續(xù)教學(xué)的基礎(chǔ)。

例1：關(guān)于功，下列正確的說(shuō)法是( )。

A. 物體受到力的作用，且有位移，該力一定做了功

B. 在功的計(jì)算式中，F(xiàn)、s和cosθ均可取正值、負(fù)值或零

C. 合力的總功等于每個(gè)分力所做功的絕對(duì)值之和

D. 功不是描述物體狀態(tài)的物理量

問(wèn)題1：請(qǐng)用事實(shí)來(lái)判斷A選項(xiàng)的對(duì)與錯(cuò)。

生：人提水桶在水平地面上勻速前進(jìn)，拉力不做功；球沿水平地面滾動(dòng)，重力不做功。由這兩個(gè)事例可說(shuō)明選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的。

問(wèn)題2：你所說(shuō)的兩個(gè)事例有什么共同點(diǎn)？

生：物體的所受力與運(yùn)動(dòng)方向垂直。

問(wèn)題3：如果一個(gè)物體受力做圓周運(yùn)動(dòng)，是否可能出現(xiàn)某個(gè)力不做功的情況？

生：(思考)用細(xì)線拴一小球，使它沿圓弧運(yùn)動(dòng)，拉力不做功。

師：請(qǐng)?jiān)诤诎迳袭?huà)出示意圖。

學(xué)生畫(huà)示意圖，細(xì)線對(duì)小球的拉力與小球運(yùn)動(dòng)方向垂直。

問(wèn)題4：對(duì)于B選項(xiàng)，在功的計(jì)算式中引入cosθ有什么意義？

生：如果力與位移不在同一直線上，也可以計(jì)算功了。

問(wèn)題5：余弦在這里出現(xiàn)的根本原因是什么？

生：把力分解成兩部分，與位移共線的力做功，與位移垂直的力不做功。

師：余弦的使用是從力與位移這兩個(gè)矢量中提出了方向問(wèn)題，那力與位移在這個(gè)公式中只需要考慮大小，還可能是負(fù)的嗎？

生：不可能。

問(wèn)題6：功作為能量轉(zhuǎn)化的量度，是標(biāo)量還是矢量？

生：標(biāo)量。

問(wèn)題7：那么C選項(xiàng)的問(wèn)題在哪里？

生：標(biāo)量相加應(yīng)該是代數(shù)和，不應(yīng)取絕對(duì)值。

問(wèn)題8：功不是狀態(tài)量是什么量？

生：過(guò)程量。

問(wèn)題解決思路分析：由于網(wǎng)課重點(diǎn)在“功”概念的建立與完善上，因此這部分可主要著眼于初高中“功”的概念的銜接。問(wèn)題1-3從學(xué)生在初中就已非常熟悉的做功條件入手，引導(dǎo)學(xué)生回憶不做功的情景，使其對(duì)做功條件的理解拓展、延伸至功的一般概念。問(wèn)題4-5從公式角度幫助學(xué)生回顧功定義式的推導(dǎo)思路，為后續(xù)物理課程中的類(lèi)似處理(如安培力公式的推導(dǎo))做鋪墊，打牢科學(xué)方法基礎(chǔ)。問(wèn)題6-8是關(guān)于“功”本質(zhì)的理解，理解功和能的關(guān)系是進(jìn)一步學(xué)習(xí)“功”的要求，初中生只了解功與能有關(guān)，并且是基于具體事例。因此，從功能的普遍關(guān)系入手，能幫助學(xué)生發(fā)展能量觀。

4.2 以問(wèn)題促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的內(nèi)化、深化

例2：如圖1所示，某興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)玩具軌道模型，將一質(zhì)量為m的玩具汽車(chē)放在O點(diǎn)，用彈簧裝置將其彈出，每次彈簧的壓縮量均相同，使其沿著光滑的半圓形軌道OMA和ANB運(yùn)動(dòng)，BC段是一長(zhǎng)為L(zhǎng)1=10m的粗糙水平面，CD是傾角θ=37°的粗糙斜面,長(zhǎng)度L2=6m,DE段是一長(zhǎng)為L(zhǎng)3=1m的粗糙水平面。圓弧OMA和ANB的半徑分別為r=1m、R=4m。滑塊與BC、CD、DE間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5，不考慮在C點(diǎn)的能量損失，g取10m/s2。

圖1

(1) 若玩具汽車(chē)的質(zhì)量為1 kg,要使玩具汽車(chē)恰好不脫離軌道，壓縮彈簧應(yīng)做多少功？

(2) 在滿足第(1)問(wèn)條件的情況下，玩具汽車(chē)最后停在什么位置？

問(wèn)題1：題中“恰好不脫離”的物理含義是什么？

生：小車(chē)在最高點(diǎn)時(shí)能完成圓周運(yùn)動(dòng)，且軌道對(duì)小車(chē)無(wú)作用力。

問(wèn)題2：這意味著小車(chē)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)具有動(dòng)能，如何獲得動(dòng)能？

生：利用彈簧。

問(wèn)題3：彈性勢(shì)能是如何轉(zhuǎn)化為小車(chē)動(dòng)能的？

生：通過(guò)彈簧彈力對(duì)小車(chē)做功。

問(wèn)題4：彈簧彈力是恒力還是變力？

生：變力。

問(wèn)題5：怎么求彈力的功？

生：用動(dòng)能定理。

問(wèn)題6：小車(chē)到達(dá)B處時(shí)是否具有動(dòng)能？

生：有。

問(wèn)題7：為什么小車(chē)最終會(huì)停下來(lái)？

生：摩擦力阻礙了物體運(yùn)動(dòng)。

問(wèn)題8：小車(chē)是否一定停在BC上？

生：不一定，也可能沖上CD，甚至在DE上運(yùn)動(dòng)。

問(wèn)題9：一旦小車(chē)沖上CD，除了摩擦力做功，還有別的力做功嗎？

生：還有重力做負(fù)功。

問(wèn)題解決思路分析：有力做功必然涉及能量轉(zhuǎn)化，因此這一部分問(wèn)題鏈應(yīng)著眼于：在具體情景中幫助學(xué)生將做功與能量轉(zhuǎn)化聯(lián)系起來(lái)，形成能量觀念。在網(wǎng)課上已經(jīng)把本章脈絡(luò)進(jìn)行了介紹，學(xué)生欠缺的是對(duì)變力做功問(wèn)題的解決能力和熟練程度，因此變力做功問(wèn)題可以作為知識(shí)深化的突破口。彈簧兼具變力與變力做功的特點(diǎn)，是解決這一問(wèn)題比較合適的模型。問(wèn)題1-5從圓周運(yùn)動(dòng)的基本結(jié)論出發(fā)，逐步向能量轉(zhuǎn)化、彈簧變力做功靠攏，最終將前后的知識(shí)總結(jié)為能量觀的一部分。除了本例之外，在教學(xué)實(shí)踐中我們還可以設(shè)置多個(gè)情景，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)變力做功計(jì)算的多種方法(如圖像法等)。問(wèn)題6-9突出了“功”在具體情境中對(duì)物體運(yùn)動(dòng)、能量變化的影響，提高了學(xué)生對(duì)動(dòng)態(tài)過(guò)程的分析能力。

4.3 以問(wèn)題促理解，完善知識(shí)體系

在具體情境中，每一種力都有與之對(duì)應(yīng)的功和能，學(xué)生不斷學(xué)習(xí)新的力就會(huì)不斷遇見(jiàn)新的功和能，因此“功”是貫穿“能”與“能”變化的概念，如“勢(shì)能”均與保守力做功有關(guān)。學(xué)生能夠快速識(shí)別具有共性的功，并能夠?qū)⑾鄳?yīng)認(rèn)知遷移到新的對(duì)象上，標(biāo)志著能量觀體系化的形成。因此，對(duì)“功”概念的體系化應(yīng)不局限于本節(jié)課，可在后續(xù)的教學(xué)中不斷推進(jìn)。如“靜電場(chǎng)”中電場(chǎng)力做功就與保守力做的功及勢(shì)能相聯(lián)系。因變力做功不易理解，我們?cè)陔妶?chǎng)力做功的新課教學(xué)中多用勻強(qiáng)電場(chǎng)進(jìn)行說(shuō)明。一旦離開(kāi)勻強(qiáng)電場(chǎng)的條件，有的學(xué)生在心理上開(kāi)始不踏實(shí)，遇到問(wèn)題也不能靈活運(yùn)用已知條件，這本質(zhì)上還是對(duì)保守力做功“共性”的理解不夠到位。因此在具體教學(xué)中，我們不妨每次在討論完“新力”做功后，都從能量觀入手，以提問(wèn)的形式幫助學(xué)生將其與已經(jīng)熟悉的功進(jìn)行類(lèi)比，完善知識(shí)體系。

5 結(jié)語(yǔ)

新冠肺炎疫情后的課堂教學(xué)需要幫助學(xué)生鞏固知識(shí)、理清脈絡(luò)、深化認(rèn)知并完善知識(shí)體系。在教學(xué)策略上要以問(wèn)題解決為主，注重問(wèn)題鏈的連續(xù)性，運(yùn)用問(wèn)題進(jìn)行有效評(píng)價(jià)，這是教學(xué)的基礎(chǔ)；以問(wèn)題促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的內(nèi)化、深化，這是教學(xué)的重點(diǎn)；以問(wèn)題促進(jìn)學(xué)生對(duì)學(xué)科體系的建構(gòu)，這涉及物理課程的整體性目標(biāo)。