趙 潔 暢建保

提升教學(xué)診斷效能 構(gòu)建智慧教育課堂——以物理學(xué)科驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)為例

趙 潔 暢建保

教學(xué)診斷是教育活動(dòng)的起始環(huán)節(jié)，以高中物理驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)為例，詳細(xì)分析闡述了基于慧學(xué)云智能教育平臺(tái)開展“自主+展示”的課堂教學(xué)模式對提升教學(xué)診斷效能的積極作用。

慧學(xué)云平臺(tái)；“自主+展示”教學(xué)模式；教學(xué)診斷

一、問題提出

慧學(xué)云智能教育平臺(tái)（以下簡稱“慧學(xué)云平臺(tái)”）采用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，依托云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，與傳統(tǒng)課堂模式相結(jié)合，以診斷與個(gè)性化為雙引擎，打造高效云智能課堂。

2015年9月太原市第三十中學(xué)作為太原市首批試點(diǎn)學(xué)校，應(yīng)用慧學(xué)云平臺(tái)，將本?！白灾?展示”的課堂教學(xué)模式與云教育相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)學(xué)生互動(dòng)討論和小組合作學(xué)習(xí)，其突出特點(diǎn)是教師引領(lǐng)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)和互動(dòng)展示中能更便捷有效地對學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行診斷，有的放矢地進(jìn)一步開展課堂教學(xué)。

本文結(jié)合高中物理必修二驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)，詳細(xì)分析闡述基于慧學(xué)云平臺(tái)開展“自主+展示”的課堂教學(xué)模式對提升教學(xué)診斷效能的積極作用。

二、相關(guān)研究

1.教學(xué)診斷及其教育價(jià)值

美國學(xué)者克拉克和斯塔爾曾明確指出：“教師看到學(xué)生學(xué)習(xí)中存在著困難，精確地找到這個(gè)困難是什么，并發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生這個(gè)困難的原因，這就是診斷。診斷之后的教學(xué)必須糾正錯(cuò)誤的東西或補(bǔ)足缺乏的東西，沒有診斷，教學(xué)就沒有方向?！?/p>

肖川指出，教學(xué)診斷是“為使教學(xué)能更好地適合學(xué)習(xí)者的需要和背景情況，對教師的教學(xué)情況和對學(xué)生能否達(dá)到教學(xué)目標(biāo)所必需的基礎(chǔ)（包括知識(shí)、技能、態(tài)度、情感等）所做出的評(píng)定。通過診斷，設(shè)計(jì)出一種改進(jìn)教師的教和排除學(xué)生學(xué)習(xí)障礙的教學(xué)方案”。

綜上所述，教學(xué)診斷是教師在其教學(xué)過程的前、中、后，都能敏銳發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可能出現(xiàn)的問題以及真實(shí)出現(xiàn)的問題，進(jìn)而分析問題成因，并做出行動(dòng)改進(jìn)，最終促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展的過程。

具體來說，在學(xué)生淺層認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，存在大量不良認(rèn)知結(jié)構(gòu)，在物理教學(xué)中表現(xiàn)為知識(shí)儲(chǔ)備量低、組織結(jié)構(gòu)混亂、知識(shí)表征不完善等種種現(xiàn)象。教師及時(shí)準(zhǔn)確的診斷學(xué)生問題，發(fā)現(xiàn)不良知識(shí)結(jié)構(gòu)，才能夠有效進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生通過再學(xué)習(xí)，達(dá)到對知識(shí)的再記憶、再理解、再整合、再遷移，重新建構(gòu)新的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)，提高學(xué)習(xí)效率。

2.慧學(xué)云平臺(tái)輔助教學(xué)的作用

云智能教育是信息化教育的演進(jìn)?；蹖W(xué)云平臺(tái)充分利用云存儲(chǔ)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)手段，它的核心功能是對學(xué)習(xí)過程和結(jié)果做精確分析和診斷，從而提供個(gè)性化解決方案，而且這些數(shù)據(jù)是互通的，教師、學(xué)生、家長都可以講學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)化。

慧學(xué)云教學(xué)平臺(tái)可以支持個(gè)性化學(xué)習(xí)、對話性學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)等多種學(xué)習(xí)方式，在學(xué)習(xí)過程中不僅重視總結(jié)性診斷，更加注重課前、課中、課后的過程性診斷，為師生提高課堂效率奠定基礎(chǔ)。

三、基于慧學(xué)云平臺(tái)的教學(xué)診斷應(yīng)用

綜合以上研究學(xué)習(xí)可知，信息化環(huán)境下的有效課堂離不開教學(xué)診斷、教學(xué)方法、信息技術(shù)的深度融合?；诖?，筆者提出基于慧學(xué)云平臺(tái)的“自主+展示”教學(xué)模式，嘗試?yán)没蹖W(xué)云教學(xué)平臺(tái)診斷學(xué)生自主學(xué)習(xí)情況，并在展示課中應(yīng)勢利導(dǎo)，重新搭建學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。以下著重以驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)為例對此模式進(jìn)行介紹。

1.教學(xué)需求

（1）教學(xué)內(nèi)容及要求

機(jī)械能守恒定律在物理學(xué)理論和應(yīng)用方面十分重要，是高中物理的重點(diǎn)內(nèi)容，為今后學(xué)習(xí)動(dòng)量守恒、電荷守恒等守恒定律打下基礎(chǔ)，起到了承上啟下的作用。但這種思想和有關(guān)的概念、規(guī)律，由于其抽象性強(qiáng)，學(xué)生要真正的掌握和靈活運(yùn)用還是很困難。本節(jié)內(nèi)容安排在學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律之后，目的是為了使學(xué)生在理論上對機(jī)械能守恒定律有所了解的基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)測量及對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理，對機(jī)械能守恒定律及條件有深刻的認(rèn)識(shí)。

（2）學(xué)情分析

知識(shí)層面：學(xué)生已經(jīng)掌握了動(dòng)能、重力勢能等概念以及動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律等定理、定律；知道功是能量轉(zhuǎn)換的量度以及機(jī)械能守恒的條件。通過第一課時(shí)的自主學(xué)習(xí)與慧學(xué)云平臺(tái)預(yù)習(xí)任務(wù)的完成，已經(jīng)對本實(shí)驗(yàn)有基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)。

能力層面：學(xué)生已具備一定的實(shí)驗(yàn)操作技能，會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器以及直尺等實(shí)驗(yàn)儀器。具備一定的數(shù)據(jù)處理能力。

2.教學(xué)模式設(shè)計(jì)與實(shí)施

本節(jié)課包括2個(gè)課時(shí)，5個(gè)環(huán)節(jié)。第一課時(shí)即第一環(huán)節(jié)：學(xué)生分組自學(xué)，完成教師發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)，形成小組問題卡于課后交給教師，參與教師備課。第二課時(shí)包括第二環(huán)節(jié)課堂導(dǎo)入，第三環(huán)節(jié)合作實(shí)驗(yàn)，第四環(huán)節(jié)課堂總結(jié)與反饋，第五環(huán)節(jié)課后作業(yè)布置（第二環(huán)節(jié)和第四環(huán)節(jié)內(nèi)容 ，以慧學(xué)云平臺(tái)中的教師授課課件展示）。

（1）第一環(huán)節(jié)：課前預(yù)習(xí)

教師指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)性格、愛好、特長、成績等特征進(jìn)行分組，在小組中自主預(yù)習(xí)，利用移動(dòng)設(shè)備（手機(jī)、Pad）完成慧學(xué)云平臺(tái)預(yù)習(xí)塔中的任務(wù)。

每一道預(yù)習(xí)題完成后，慧學(xué)云平臺(tái)會(huì)給出如圖1所示的結(jié)果，教師明確每一位學(xué)生的答題情況。所有預(yù)習(xí)任務(wù)完成后，系統(tǒng)會(huì)給出預(yù)習(xí)報(bào)告（如圖2所示）。

圖1　

圖2　

慧學(xué)云平臺(tái)生成的報(bào)告清晰反映出學(xué)生預(yù)習(xí)的參與度。便于教師了解自主課學(xué)習(xí)狀況，把握需要問題所在，有針對性地完成課堂學(xué)習(xí)任務(wù)。

此外，學(xué)生還在本環(huán)節(jié)結(jié)束時(shí)，以小組為單位匯集本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的問題卡，學(xué)科長將收集好的問題卡反饋給教師。教師結(jié)合慧學(xué)云報(bào)告和問題卡，進(jìn)行第二課時(shí)備課。

（2）第二環(huán)節(jié)：根據(jù)復(fù)習(xí)任務(wù)直接導(dǎo)入

預(yù)習(xí)反饋：利用慧學(xué)云平臺(tái)預(yù)習(xí)反饋的功能，顯示在座的43位學(xué)生中有38位學(xué)生按時(shí)完成預(yù)習(xí)任務(wù)，提出表揚(yáng)。5道預(yù)習(xí)題中，有2道題正確率為92%，主要考查內(nèi)容為儀器的選擇與基本使用方法。3道題正確率在60%～70%之間，主要涉及本節(jié)實(shí)驗(yàn)的原理和數(shù)據(jù)處理，說明學(xué)生在上一節(jié)課的自主學(xué)習(xí)中還存在一些問題。

明確展示任務(wù)：基于以上預(yù)習(xí)反饋本節(jié)課我們集中展示學(xué)習(xí)幾個(gè)問題，并完成本節(jié)實(shí)驗(yàn)。打開慧學(xué)云授課課件，展示圖片。學(xué)科組長抽簽明確本節(jié)展示任務(wù)。

（3）第三環(huán)節(jié)：合作實(shí)驗(yàn)

根據(jù)慧學(xué)云平臺(tái)授課課件投影要求（提示分析），學(xué)生分組展示：一人陳述實(shí)驗(yàn)原理，一人板書。

提示分析：①為什么要選擇自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律？是否還有其他運(yùn)動(dòng)形式可以選擇？②該實(shí)驗(yàn)的原理是什么？③在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)，最好選擇哪兩個(gè)位置作為開始和終結(jié)位置最好？④實(shí)驗(yàn)中，怎樣測量物體重力勢能的減少量呢？⑤應(yīng)怎樣測出物體的瞬時(shí)速度？⑥如何更直觀地呈現(xiàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)論？⑦討論v2—h圖像的斜率。

展示討論后全班學(xué)生完成分組實(shí)驗(yàn)。

（4）第四環(huán)節(jié)：課堂反饋評(píng)價(jià)

利用慧學(xué)云平臺(tái)，使用答題器先簽到后答題。如圖3所示，慧學(xué)云課堂習(xí)題，每題都能當(dāng)堂反饋答題率、正確率、各選項(xiàng)的選擇情況，以及每位學(xué)生的答題情況。

圖3　

依據(jù)慧學(xué)云平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析，學(xué)習(xí)情況量化評(píng)價(jià)。（課代表板書完成當(dāng)堂計(jì)分）

①依據(jù)小組展示情況與課中答題情況，給出小組課中得分（例如，有效完成展示內(nèi)容+2分，提出高質(zhì)量問題+1分，解答問題+2分）。②依據(jù)慧學(xué)云平臺(tái)預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)反饋報(bào)告，給出小組課前與課后得分。③第一環(huán)節(jié)和第二環(huán)節(jié)兩項(xiàng)總分為小組本課時(shí)總分，計(jì)入小組學(xué)科成績。

（5）第五環(huán)節(jié)：布置作業(yè)診斷延伸

作業(yè)內(nèi)容：①思考討論：除了本節(jié)課使用的裝置，還有那些物理模型可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，需要哪些儀器？②完成本節(jié)導(dǎo)學(xué)案“闖關(guān)練習(xí)”。③完成慧學(xué)云平臺(tái)任務(wù)塔復(fù)習(xí)任務(wù)（正確率60%以下的學(xué)生將被邀請成為下節(jié)習(xí)題課主講）。

四、應(yīng)用效果分析

1.在慧學(xué)云平臺(tái)下的預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)提高了學(xué)生學(xué)習(xí)行為診斷的效能

（1）慧學(xué)云平臺(tái)教學(xué)診斷突破了傳統(tǒng)試卷診斷的結(jié)構(gòu)性不合理

診斷是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)情水平的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)教學(xué)里，最常見的檢驗(yàn)方式是預(yù)習(xí)時(shí)的導(dǎo)學(xué)案和復(fù)習(xí)時(shí)的鞏固練習(xí)，即為試卷檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?。這種檢驗(yàn)?zāi)Ｊ綄?shí)現(xiàn)的效果非常有限，每個(gè)人的情況是不一樣的，用同一套試卷檢測肯定不科學(xué)。而慧學(xué)云平臺(tái)的診斷則是智能化的，根據(jù)學(xué)生日常累積的正確率和前序?qū)W習(xí)效能，系統(tǒng)會(huì)向不同的學(xué)生推送不同的題目，能夠精準(zhǔn)檢測到學(xué)生在具體章、節(jié)、知識(shí)點(diǎn)中，到底在基本概念、知識(shí)應(yīng)用、能力拓展哪方面有問題，這種檢測比人工閱卷更快、更準(zhǔn)。教師能通過智能批閱更便捷地掌握學(xué)生預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)中的癥結(jié)所在。

（2）慧學(xué)云平臺(tái)教學(xué)診斷突破了預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)教學(xué)診斷的時(shí)空限制

慧學(xué)云平臺(tái)使師生教學(xué)突破了面授的局限，讓學(xué)生在自主課上，或獨(dú)立或和同伴一起，完成課堂學(xué)習(xí)的部分內(nèi)容，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和交流互助的能力。自主課后期根據(jù)慧學(xué)云平臺(tái)檢測完成的小組問題卡，讓全體學(xué)生參與制作問題解決評(píng)價(jià)的過程，參與教師備課，提高了學(xué)生結(jié)構(gòu)性預(yù)習(xí)的積極性。復(fù)習(xí)階段學(xué)生也可在家中利用移動(dòng)設(shè)備，完成任務(wù)塔推送的任務(wù)。同時(shí)，教師可根據(jù)慧學(xué)云系統(tǒng)報(bào)告單，了解學(xué)生答題所用時(shí)間、正確率、錯(cuò)選評(píng)估等等情況，診斷學(xué)生預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)的薄弱點(diǎn)，更有針對性地開展下一步的課堂教學(xué)。

2.慧學(xué)云平臺(tái)下的課堂教學(xué)診斷更全面、更及時(shí)

以診斷為手段是“自主+展示”教學(xué)模式的核心要義。傳統(tǒng)模式下的診斷，需要學(xué)生自診、同伴互診、教師診斷等環(huán)節(jié)，診斷實(shí)施過程和數(shù)據(jù)分析過程，都是人工完成，消耗大量的時(shí)間和精力，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)易錯(cuò)還時(shí)常具有滯后性?；蹖W(xué)云平臺(tái)的教學(xué)診斷可即時(shí)生成，評(píng)價(jià)具有實(shí)時(shí)性。

例如在課例的第四環(huán)節(jié)中，教師將已經(jīng)設(shè)計(jì)的課堂練習(xí)通過慧學(xué)云平臺(tái)發(fā)放給學(xué)生，學(xué)生用手中的答題器即可完成問題回答。教師可同步通過電子白板展示做題情況進(jìn)度，結(jié)合學(xué)生姓名顯示，方便及時(shí)地掌握每一位學(xué)生的答題速度與正確率；學(xué)生也可以通過電子白板展示，在比較中發(fā)現(xiàn)自己的優(yōu)勢與不足，轉(zhuǎn)化為糾正學(xué)習(xí)行為的動(dòng)力。學(xué)生完成課堂練習(xí)后，系統(tǒng)答題報(bào)告可呈現(xiàn)客觀題的得分和正確率，還可再現(xiàn)每位學(xué)生的姓名和他回答的選項(xiàng)……這些第一時(shí)間的反饋都能讓教師及時(shí)診斷學(xué)生課堂知識(shí)的掌握情況，進(jìn)而有的放矢地進(jìn)行講解補(bǔ)充，系統(tǒng)還可將答案和詳細(xì)解析發(fā)給學(xué)生，幫助學(xué)生加強(qiáng)理解。

3.課例反思與不足

慧學(xué)云平臺(tái)與“自主+展示”模式相結(jié)合有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和教師對學(xué)生學(xué)習(xí)的診斷與糾正。但通過課例探討還可以在以下方面做些改進(jìn)。

（1）慧學(xué)云平臺(tái)可增加對小組的診斷。例如課例第五環(huán)節(jié)中小組診斷模式，依然停留課代表計(jì)分、教師點(diǎn)評(píng)的人工完成階段；如果利用系統(tǒng)對小組成員總分進(jìn)行匯集，終端通過圖表顯示，則能更省時(shí)省力地診斷小組學(xué)習(xí)狀況，激發(fā)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作，以培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

（2）慧學(xué)云平臺(tái)可將課堂學(xué)習(xí)報(bào)告反饋給教師的同時(shí)，也把學(xué)生個(gè)人情況和小組情況發(fā)送給學(xué)生本人。讓所有課堂參與者都能及時(shí)了解診斷結(jié)果，便于下一步學(xué)習(xí)的部署安排。

五、結(jié)束語

教學(xué)診斷是教育活動(dòng)的起始環(huán)節(jié)，通過對教學(xué)對象的科學(xué)判斷與鑒別，精確找到癥結(jié)所在，采取有效教學(xué)策略，對“癥”下藥，才能解決學(xué)生學(xué)習(xí)困惑與問題，促進(jìn)教學(xué)相長?？v觀本節(jié)課例，“自主+展示”教學(xué)模式與慧學(xué)云教學(xué)平臺(tái)的結(jié)合，不僅改變課堂教學(xué)模式，優(yōu)化教師診斷方法，還提升了教師備課和學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，延伸了課堂便捷，構(gòu)建了互動(dòng)、開放的智慧課堂?；诨蹖W(xué)云平臺(tái)的教學(xué)模式值得我們不斷深入和研究，從而發(fā)揮其更大的教育效能。

［1］ 查有梁.物理教學(xué)論［M］.桂林：廣西教育出版社，1996.

［2］ 祝新宇.中學(xué)多樣化課堂教學(xué)診斷模式研究［D］.上海：華東師范大學(xué)，2007.

［3］ 肖川.課程發(fā)展名詞·術(shù)語詮釋［J］.教育導(dǎo)刊，2002（7）：15-18.

趙潔，本科，中教一級(jí)。山西太原市第三十中學(xué)，030002