當今，基礎教育正在經(jīng)歷數(shù)字化深度融合和變革，線上教學頻率不斷升高。但是很多物理教師開展線上教學缺乏足夠的理論指導，教學效果不理想。一些教師只是將線下教學經(jīng)驗直接搬到線上，沒有針對線上教學特點重新進行教學設計。課堂互動多是學業(yè)成績優(yōu)秀的學生參與，教師監(jiān)管比較困難，學業(yè)成績欠佳的學生漸漸被邊緣化，兩極分化嚴重。概念課是初中物理教學中的一種重要課型，對于諸如牛頓第一定律的物理規(guī)律在線教學，教師需要加強引導。學生不親身經(jīng)歷實驗設計、實驗探究過程，只觀看實驗視頻，實驗就會浮于表面。學生看似很順利得出結論，但一段時間后，其錯誤前概念會卷土重來。為高效開展初中物理牛頓第一定律的在線教學，讓學生經(jīng)歷實驗歸納和理想化推理兩個過程，探究規(guī)律，理解概念，筆者布設了實驗、書寫等教學環(huán)境；創(chuàng)設問題情境，引起思維沖突，針對學生錯誤前概念設計相應的在線實驗；指導學生利用任務單高效學習。筆者總結了初中物理概念課在線教學經(jīng)驗，供同行參考。

一、在線教學環(huán)境的布設

初中物理教師在線教學，對實驗、板書、監(jiān)管要有正確的認識，并理順它們的關系。

實驗對教學有非常重要的作用：首先物理規(guī)律需要用實驗驗證，物理方法也需要通過實驗滲透；其次物理實驗對于激發(fā)學生學習興趣有非常重要的作用。教師講授物理實驗的網(wǎng)絡公開課或居家遠程輔導課，讓學生“看實驗”是遠遠不夠的，應讓學生全過程參與實驗。其實，學生居家也可以做好實驗。物理教學前輩朱正元先生說過“瓶瓶罐罐當儀器，拼拼湊湊做實驗”，這一教育思想同樣適用于居家在線教學。現(xiàn)在學生家中玩具非常豐富。教師讓學生用玩具做實驗，貼近學生生活，容易激發(fā)學習興趣，調動學生學習知識的前概念，便于建構知識。

板書對教學有舉足輕重的作用。傳統(tǒng)課堂教學環(huán)境下，教師一邊講授一邊書寫，隨著教師漂亮的板書，學生思維不斷進階。教師在線教學不能忽略板書，可以使用“可汗學院”翻轉課堂等平臺授課，讓學生看短視頻學習，跟隨屏幕上移動的“筆”觀看微課。教師設計好在線教學的板書內(nèi)容，做到結構層次清晰、畫面優(yōu)美，有助于學生形象記憶，養(yǎng)成良好的思維習慣。教師將電腦上連接一個數(shù)位板，給電腦裝上相應的驅動程序，就可以流暢地板書。

中學生的學習自覺性遠不及大學生，他們更容易受環(huán)境影響，且年齡越小的學生自律性越差。傳統(tǒng)課堂環(huán)境下，教師能全程關注每個學生，及時根據(jù)學生狀態(tài)組織好課堂教學。但線上教學環(huán)境下，師生隔著冰冷的屏幕，學生居家學習干擾因素很多，易受影響。教師如何監(jiān)管在線課堂呢？筆者采用雙屏教學，用電視機作為電腦的拓展屏幕，通過視頻線連接電視機和電腦，調整電視機相應信號源，讓學生開啟攝像頭，這樣就可以一個屏幕用來觀察學生、一個屏幕用來教學。

筆者根據(jù)教學要求，結合學生居家實際情況，布設初中物理在線教學環(huán)境（如圖1）。

二、在線教學的設計

為有效開展牛頓第一定律的在線教學，筆者做了學情分析。相關調查發(fā)現(xiàn)，學生在學習牛頓第一定律前有這樣的認識：運動的物體如果不繼續(xù)推，會慢慢停下來。這讓學生形成“運動的物體需要力來維持”的錯誤前概念。這里有兩個錯誤前概念：一是學生對力的認識比較膚淺，只認識到人推物體的動力是力，而沒有認識到?jīng)]有生命的地面、空氣等對物體的阻礙也是力；二是認為運動的物體，不推之后，還能繼續(xù)前進是因為物體還有“向前沖的力”，但“向前沖的力”越來越小，最終物體停下來[1]。形成這些前概念的重要原因是，物體運動受空氣、地面等阻礙，但學生沒有理解這些作用也是力。

筆者針對上述問題組織教學活動，設計針對性的實驗，從“運動的物體在撤掉推力后就慢慢停下來”這個引起學生錯誤前概念的情境出發(fā)，讓學生選擇身邊的物體研究，從源頭上糾正學生錯誤的前概念。學生居家時，玩具小車、小球等隨手可得，他們對推著玩具玩耍的場景記憶猶新，也因此形成錯誤前概念。為了讓學生感受阻力作用，筆者讓學生準備毛巾和棉布參與實驗。

為引導學生高效開展居家探究實驗，筆者設計了“學習任務單”（見表1），讓學生課前做好準備工作。教師讓學生明確課前準備工作和課堂任務非常必要，這樣即使網(wǎng)絡出現(xiàn)故障，學生也能根據(jù)任務單繼續(xù)學習。再者，任務單也是學生學習的支架，相關任務也是課堂上學生要解決的主要問題。學生熟悉“學習任務單”有利于提前進入學習狀態(tài)，避免兩極分化。教師讓學生按照任務單一步步操作，還可以防止不自覺的學生偷懶。

三、在線課堂教學

（一）研究撤掉推力后小車、小球、課本的運動情況

全體學生居家體驗[2]（如圖2），筆者巡查學生實驗情況。這樣做的目的是讓學生在熟悉的情境下從玩開始做實驗，以此激發(fā)學生興趣，喚醒學生前概念，開展針對性教學。

筆者讓學生居家體驗，暴露前概念。筆者出示兩個觀點，用在線教學平臺及時統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)大部分學生贊同亞里士多德的觀點，即物體的運動狀態(tài)需要力來維持，少部分學生贊同伽利略的觀點，即運動的物體不受力的作用也會繼續(xù)運動，停下來是因為受到阻力影響。為了精準施教，弄清學生的想法，筆者讓學生結合演示實驗進行辯論（如圖3）。第一個學生推課本，撤除推力，課本就停下來，他據(jù)此支持亞里士多德的觀點；第二個學生推小車，撤去力后，小車繼續(xù)運動，他據(jù)此支持伽利略的觀點；第三個學生認為書本停下來是受摩擦阻力所致。辯論焦點：物體停下后不受力還是受阻力作用？完全不受力的情況，實驗難以實現(xiàn)，但實驗者可以讓運動物體受力越來越小，觀察運動情況。筆者引導學生選擇阻力小的小車，研究阻力對物體運動狀態(tài)的影響。

（二）探究阻力對小車運動狀態(tài)的影響

如何探究阻力對小車運動狀態(tài)的影響？筆者讓學生思考任務單上的問題，提出實驗方案，展示做法。一個學生邊介紹實驗方案邊演示實驗（如圖4），其他學生觀察并指出實驗需改進的地方，發(fā)現(xiàn)用手推很難使小車的初速度相同。筆者提示可以借用斜面，讓小車從斜面的同一高度滑下，這樣就能保證小車滑動的初速度相同。

學生居家完成實驗探究任務（如圖5），初步得出結論，即阻力越小，小車運動得越遠。運動過程太過短暫，不利于學生觀察、分析。筆者將實驗過程用智能手機錄制下來，用視頻處理軟件將其處理成頻閃照片（如圖6），用慢放的方式讓學生觀察小車在毛巾和棉布上的對比實驗情況，讓他們不僅看到實驗結果，而且有全面、深刻的體驗，關注運動時間、速度變化問題。

（三）理論推導

學生通過實驗發(fā)現(xiàn)，初速度相同的小車，阻力越小，運動越遠。學生分析實驗頻閃對比照片還發(fā)現(xiàn)，初速度相同的小車，阻力越小，小車運動時間越長，速度減小得越慢。在筆者引導下，學生推理得出結論，即運動的小車不受阻力，運動距離將無限長，運動時間無限久，速度不會減小，這是理想化的實驗。伽利略首次應用該方法，得出運動的物體不受外力將一直運動下去的結論。

笛卡爾提出，如果沒有其他原因，運動的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運動，靜止的物體將繼續(xù)靜止。牛頓在總結前人成果的基礎上發(fā)現(xiàn)牛頓第一定律。筆者讓學生陳述該定律的適用對象和適用條件及結論，然后指出該定律的意義，用課件呈現(xiàn)中國空間站上宇航員拋冰墩墩的實驗進行驗證。

（四）反思亞里士多德錯在哪里

不少學生過一段時間后，其錯誤前概念又“卷土重來”，影響學生的認知，又錯誤地認為運動的物體需要力來維持。主要原因在于學生沒有糾正錯誤的前概念，沒有形成新的認識。為了解決這個問題，筆者讓學生推書本等物體（如圖7），問他們撤掉推力之后，書本為什么停下來。原先贊同亞里士多德觀點的學生發(fā)現(xiàn)，書本停下來不是因為沒有推力，而是書本受到摩擦阻力影響所致，且阻力很大。學生分析頻閃對比實驗照片，推理得出結論——阻力越大，小車運動距離越短，運動時間越短，且書本與桌子間的摩擦不是滾動摩擦，而是滑動摩擦，所以摩擦力更大，運動時間更短，以至于沒看清減速就停了。筆者做了演示實驗，第一次推書本，第二次在書本下墊幾支鉛筆，再推書本。學生發(fā)現(xiàn)，阻力越大，書本停得越快，進一步認識到運動的物體停下來的真正原因是受力，力是物體運動狀態(tài)改變的原因。

四、總結

（一）初中物理教師開展在線教學要重視環(huán)境布設

教師端配置雙屏教學設備，有利于構建良好的虛擬課堂教學環(huán)境。教師上課在課桌上預留一定的實驗空間，裝好外置移動攝像頭，指導學生居家利用瓶瓶罐罐做實驗。學生在課桌上也要有一定的實驗空間，提前放好物品，便于參與實驗，演示實驗。教師可以用數(shù)位板進行板書，引導學生思維進階。

（二）初中物理教師開展在線教學要優(yōu)化教學設計

教師不能將學校課堂教學直接搬到線上，要發(fā)揮網(wǎng)絡教學優(yōu)勢，想辦法彌補網(wǎng)絡教學不足。物理教師要分析學生錯誤前概念的形成原因，利用學生身邊熟悉的物品創(chuàng)設實驗情境，引發(fā)學生思維沖突，糾正其錯誤前概念，建立正確的認知。對于復雜的不易在電腦前完成的實驗，教師可以讓學生課前體驗或課后拓展延伸，以視頻圖片等形式提交成果。

（三）初中物理教師開展在線教學要用好學習任務單

課前教師將學習任務單發(fā)給學生，讓學生準備需要的物品，學習微課。學生熟悉任務單能大致了解要求和任務。有了任務單的指引，即便網(wǎng)課出現(xiàn)中斷，學生仍然可以繼續(xù)學習。任務單上面的具體任務需要師生課堂互動完成。任務單記錄了學生課堂學習軌跡，是教師和家長獲得學生課堂學習狀態(tài)的直接資料。教師讓學生填寫學習任務單是保證網(wǎng)課教學紀律的有效辦法。

注：本文系江蘇省中小學教學研究第十四期重點自籌課題“智慧學習視域下初中物理實驗教學研究”（編號：2021JY14-ZB48）的階段性研究成果之一。

參考文獻

[1] 劉炳昇.基于轉變學生錯誤前概念的課堂教學設計[J].物理之友，2014（5）：9-13.

[2] 唐建華.在線教學環(huán)境下初中物理實驗教學的思考[J].物理教師，2020（9）：43-45.

（作者系江蘇省蘇州陽山實驗中學高級教師）

責任編輯：祝元志