摘" 要" 數(shù)字化教學(xué)突破傳統(tǒng)教育模式的時空限制，具備高效教學(xué)、精準教學(xué)、充分利用教學(xué)資源等特征。以“平拋運動”一課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)為例，嘗試在課前自習(xí)、課堂導(dǎo)入、物理演示實驗、合作實驗等環(huán)節(jié)運用數(shù)字化教學(xué)資源，融入HPS教育，使課堂教學(xué)更有效，從而提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞" 數(shù)字化教學(xué)；微視頻；物理實驗；HPS；平拋運動

中圖分類號：G633.7" " 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）23-00-03

0" 引言

教育改革的核心理念是以人為本，關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)中的親身體驗。HPS（History of Science and

Philosophy of Science）是科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)的英文縮寫。筆者認為，在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中要注重全面融入科學(xué)史、邏輯關(guān)系和合作學(xué)習(xí)。過去的物理教學(xué)，無論是小組合作學(xué)習(xí)、先學(xué)后教，還是綜合實踐學(xué)習(xí)等方法，都未能從根本上解決學(xué)生學(xué)習(xí)被動、學(xué)習(xí)方式機械、學(xué)習(xí)內(nèi)容松散、學(xué)習(xí)目標達成不盡如人意等問題。然而，數(shù)字化教學(xué)資源的出現(xiàn)徹底改變了這一局面，顛覆人們對教學(xué)的傳統(tǒng)認知。數(shù)字化教學(xué)資源是指通過數(shù)字化技術(shù)處理教學(xué)相關(guān)素材，以文本、圖片、音視頻、動態(tài)生成等形式存儲在數(shù)字化平臺上，為教育教學(xué)服務(wù)的資源。教學(xué)效果如何應(yīng)由學(xué)生自己評判，由學(xué)習(xí)的最終結(jié)果評價。

平拋運動是最典型的曲線運動，是拋體運動中的重點內(nèi)容，也是運動合成、運動分解的具體應(yīng)用，對以后學(xué)習(xí)勻強電場中的類平拋等曲線運動有著決定性影響。本次教學(xué)利用數(shù)字化資源進行實驗探究，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合運動合成與分解的理論，初步了解平拋運動的特征。通過合作學(xué)習(xí)，學(xué)生可以認識理解平拋運動的規(guī)律和特點。在本節(jié)課之前，學(xué)生已經(jīng)通過多種方式學(xué)習(xí)運動合成與分解的基礎(chǔ)知識，建立扎實的知識基礎(chǔ)。如果教師不注重細節(jié)，可能會讓該課變成一堂關(guān)于運動合成與分解的傳統(tǒng)習(xí)題課。

1" 基于數(shù)字化教學(xué)的教學(xué)實踐研究：提升學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)

1.1" 課前自主學(xué)習(xí)，微視頻有奇效

達成目標是學(xué)生完成了任務(wù)單之后理應(yīng)抵達的終點， 應(yīng)當具備指引和評價功能。目標忌含糊不清、指向不明， 應(yīng)該能讓學(xué)生看得明明白白[1]1。在仔細研究“平拋運動”課程的內(nèi)容后，筆者制定了本節(jié)課的課前自主達成目標。

利用五分鐘微視頻，根據(jù)對人教版高中教材物理必修第二冊第14～15頁內(nèi)容的學(xué)習(xí)，完成任務(wù)單的學(xué)習(xí)任務(wù)。

1）復(fù)習(xí)小船過河問題中兩分運動是完全獨立、互不干擾的；

2）知道平拋運動的定義，尋找兩個身邊平拋運動的實例；

3）分析所舉例子橫向和豎向兩個方向的分運動，理解“橫向勻速、豎向自由落體”。

這三個目標罕譬而喻、易于理解，因此，學(xué)生對自主學(xué)習(xí)應(yīng)達到的要求一目了然。其中“分析所舉例子水平和豎向兩個方向的分運動，理解‘水平勻速、豎向自由落體’”這一目標，是經(jīng)過反復(fù)推敲的，目的是鼓勵學(xué)生遇到具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)要積極探索，更重要的是需要明白它們之間的邏輯關(guān)系。

需要指出的是，微視頻和廣播電視大學(xué)的教學(xué)視頻在模式上有著本質(zhì)的不同。教師要立足整體設(shè)計和最佳教學(xué)進行錄制，思路清晰、重點明確、生動直觀，能為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供問題導(dǎo)向的指引，具有令人難忘的畫面效果。對于較難的學(xué)習(xí)任務(wù)，教師必須用心錄制講課視頻支持學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)的完成。錄制微視頻時，教師同樣需要付出大量的精

力[1]2，一般剪輯處理一段五分鐘的視頻需要花費超過40分鐘的時間。雖然學(xué)生學(xué)習(xí)的時間遠遠少于制作視頻的時間，但其收獲的學(xué)習(xí)成果卻相當于甚至超過一節(jié)課所能獲得的學(xué)習(xí)成果；學(xué)生在觀看五分鐘微視頻時，可根據(jù)個人基礎(chǔ)的差異進行個性化學(xué)習(xí)，如慢放、暫停、重放等，而教師則不再受到時間和空間的限制，可以隨時隨地成為每個學(xué)生個體學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者。展現(xiàn)“教師引領(lǐng)新境界”，并逐漸將HPS融入物理教學(xué)。

1.2" 新課導(dǎo)入，微視頻見功夫

高中物理教學(xué)常采用不同方式引入新課，例如，將物理史知識、趣味實驗與微視頻相結(jié)合的方式等。物理史知識導(dǎo)入是一種融入HPS教育的明顯方式，通過一兩分鐘的紀錄片展示著名科學(xué)家或物理學(xué)發(fā)展史，解釋一些常見的物理現(xiàn)象，并加入一些有趣的故事，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)探究興趣。趣味實驗導(dǎo)入是指教師利用物理實驗進行新課導(dǎo)入。在實際課堂中，由于距離和時間等原因，實驗導(dǎo)入效果不太明顯，但通過微視頻投影則可以解決這個問題。這些方法輪流使用可以消除單一導(dǎo)入方法帶來的導(dǎo)入形式枯燥乏味、缺乏變化和耗時低效等缺點。

在批改學(xué)生的課前自主學(xué)習(xí)單之后，有必要有針對性地講解錯誤率較高的問題所對應(yīng)的知識?？梢杂门恼栈蜾浿埔曨l的方式顯示錯誤率較高的問題，使用簡單的畫面語言對相關(guān)知識進行講解，這樣可以節(jié)省教師的時間，減輕學(xué)生的負擔(dān)，提高課堂效率，從而促進師生的共同成長[2]。

如果學(xué)生的課前自主學(xué)習(xí)單不是太差，教師只需選擇個別學(xué)習(xí)單進行投影講解。學(xué)生在徹底消化課前自主學(xué)習(xí)單中的相關(guān)知識之后，即刻展開自學(xué)檢測，耗時約兩分鐘。自學(xué)檢測被視為教師了解學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況的關(guān)鍵手段之一，它是自學(xué)效果的直接反饋，在教學(xué)中具有顯著的作用，對于教學(xué)效果的評估至關(guān)重要[3]。

理論上，五分鐘可以完全消化吸收自學(xué)內(nèi)容的知識。之后，筆者引入兩個趣味性較強的視頻材料，讓學(xué)生深入學(xué)習(xí)平拋運動。

1）柯受良飛躍黃河壺口瀑布；

2）某動物園，一只猴子出逃，掛在樹上的猴子察覺到被人用麻醉槍水平瞄準了，麻醉子彈飛出槍口瞬間，猴子從樹枝上自由落下，伺機逃走……你認為這個小東西能跑掉嗎？

學(xué)生對此展開熱烈的討論。緊接著，筆者話鋒一轉(zhuǎn)，“耳聞之不如目見之，目見之不如足踐之，足踐之不如手辨之”，帶學(xué)生進入實驗環(huán)節(jié)，進一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促使他們繼續(xù)分析平拋運動的規(guī)律。

1.3" 自主探究實驗，微視頻大顯身手

通過書本得到的知識要轉(zhuǎn)化為能力需要經(jīng)歷實踐的過程。教師應(yīng)該為學(xué)生架設(shè)書本知識和社會實踐之間的橋梁，強調(diào)實踐的重要性。因此，需要對學(xué)生的自主探究實驗進行探索。在實驗課上應(yīng)用微視頻可以有效地解決傳統(tǒng)物理實驗課中存在的觀察不足、時間不夠等問題。在應(yīng)試教育主導(dǎo)下，實驗課的時間是有限的。傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生常常無法觀察或沒有足夠的時間進行實驗。但是如果了解高考物理的組成，就知道實驗教學(xué)越來越重要。以江蘇高考物理卷為例，經(jīng)簡單統(tǒng)計后，筆者發(fā)現(xiàn)近五年高考物理實驗題中，學(xué)生參與或直接觀察的切身體會題占比越來越高，意味著演示實驗的重要性越來越突出，這說明實驗教學(xué)必不可少。現(xiàn)實問題是，除非小班化教學(xué)，否則坐在后面的學(xué)生很難看清楚講臺上教師的演示實驗。

當教師演示實驗過程可以以微視頻的形式呈現(xiàn)時，問題就迎刃而解了，關(guān)鍵步驟和關(guān)鍵點可以通過視頻慢放功能體現(xiàn)，重要的注意點可以反復(fù)播放，實驗的目的和過程可以一目了然地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，學(xué)生可以重復(fù)觀看、反復(fù)學(xué)習(xí)。

為了驗證平拋運動橫向與豎向的規(guī)律，筆者設(shè)計了如圖1所示的實驗，學(xué)生都有生活體驗，至少在影視劇中曾看到類似的場景。所有合作小組的桌面上都有雙軌平拋演示器，讓學(xué)生合作探究平拋運動規(guī)律，需要確定觀察什么、如何觀察。

問：如何驗證豎直方向自由落體？

答：如果能夠找到一個參照對象進行對比，看看向下的規(guī)律是否相同，就可以驗證。

問：怎樣驗證向下的規(guī)律相同？

答：1）判斷下落時間是否相同；2）判斷是否同時落地；3）計算末速度；4）觀察兩小球是否始終在同一個高度……

之后，為了深入探討以上四種主流方式的有效性，學(xué)生被分成幾個小組進行討論。每個小組在討論后推薦一位學(xué)生展示本組的觀點，并接受其他組成員的質(zhì)疑，以便大家能夠共同評估各種方法的優(yōu)劣。經(jīng)過激烈的辯論和反復(fù)的驗證，學(xué)生最終達成共識：觀察兩個小球是否在同一個高度是最優(yōu)的方式。這種方法不僅直觀易行，而且能夠準確反映出豎直方向上的運動規(guī)律。相比之下，其他三種方法雖然也有一定的參考價值，但在實際操作中較為煩瑣，誤差較大。因為只要所觀察的兩個小球在同一個高度，那就有理由認為，平拋運動與自由落體運動在豎直方向上的規(guī)律是相同的，所以該方法成為判斷豎直方向運動規(guī)律的最佳選擇。

開始合作實驗，學(xué)生在實驗中又提出新問題：下落速度太快，根本無法觀察。于是重新對這個方案進行論證，有學(xué)生問“能否使過程變慢”，過程自然不可能變慢；又有學(xué)生說“看電影《紅番區(qū)》時，成龍從一棟樓跳到另一棟樓，當時是慢鏡頭播放”，問題突然被解決了，可以利用手機拍攝下來，慢鏡頭播放，中間還能暫停觀看，“由動到靜，由靜到動”，隨心所欲。

這個實驗視頻是現(xiàn)場直播，可以讓學(xué)生手持手機拍攝，利用手機投屏到屏幕上，學(xué)生又發(fā)現(xiàn)，即使利用手機一般的慢放功能，也未必能夠觀察到兩小球等高現(xiàn)象，因為小球在這個雙軌平拋演示器上的運動時間僅僅0.1s左右，學(xué)生略微遲疑后提出用手機播放器的幀幀播放功能手動微調(diào)，視頻幀幀播放截圖如圖2所示，問題終于得到解決。解決問題的過程雖然充滿反轉(zhuǎn)，但動靜結(jié)合，效果極其明顯，突破了時間和空間的局限。而且在這種形式的實驗中，每位學(xué)生不僅要積極參與實驗操作，還要負責(zé)指導(dǎo)和協(xié)調(diào)整個實驗過程。這樣的安排不僅能夠充分發(fā)揮每個學(xué)生的主動性和創(chuàng)造力，還能增強學(xué)生的團隊合作意識和溝通能力。而且，師生對整個實驗過程細節(jié)的觀看更加仔細，能夠使抽象的知識具象化，勝過教師的千言萬語。如圖2a所示，可以清晰地觀察到平拋運動與自由落體運動同時開始，兩個小球在同一個水平面上，表明向下的規(guī)律是一樣的。同樣，圖2b能表明水平方向向左的規(guī)律是一樣的。這種形式的探究，能夠較大程度地挖掘?qū)W生的潛能，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，學(xué)生超乎尋常的表現(xiàn)會給教師以啟迪，也給教師帶來驚喜和快樂，真正做到“以人為本，以生為本”，做到學(xué)生可以掌控自己的學(xué)習(xí)節(jié)奏，實現(xiàn)跨空間、跨時間的學(xué)習(xí)[4]。

2" 結(jié)束語

數(shù)字化教學(xué)的迅速發(fā)展，對教師提出了更高的要求，所對應(yīng)的數(shù)字化教學(xué)設(shè)計更是一個系統(tǒng)工程，要求教師提升專業(yè)能力，解決問題導(dǎo)向的學(xué)習(xí)任務(wù)，靈活運用各種教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生興趣，更新教學(xué)理念，適應(yīng)發(fā)展趨勢，提供高質(zhì)量教育服務(wù)。需要具備學(xué)科基礎(chǔ)、信息技術(shù)能力、心理悟性、批判性思維能力、藝術(shù)修養(yǎng)。數(shù)字化教學(xué)要求教師必須不斷學(xué)習(xí)，提升素質(zhì)。當然，必須意識到微視頻不是萬能的，任何技術(shù)的使用都“過猶不及”，它不能完全取代教師在課堂上的“因材施教，因地制宜”，微視頻只是為學(xué)生提供了一個更高效的學(xué)習(xí)平臺。

3" 參考文獻

[1] 趙雪梅.翻轉(zhuǎn)課堂：讓學(xué)習(xí)真正發(fā)生：以微課程教學(xué)法視域下的蘇教版三下《恐龍》教學(xué)為例[J].中國信息技術(shù)教育，2018（20）：47-49.

[2] 馮劍云.移動終端和App在高中課堂教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].考試周刊，2021（14）：115-116.

[3] 徐新兵，葉萍.基于DIS的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐研究提升物理學(xué)科核心素養(yǎng)：以《單擺》教學(xué)為例[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2018（20）：32-34.

[4] 徐新兵.翻轉(zhuǎn)課堂提升物理學(xué)科核心素養(yǎng)[J].中國信息技術(shù)教育，2018（20）：64-66.