朱建洪

摘要：本文以微課程教學(xué)法為理論指導(dǎo)，以“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗”為例，討論了在課前階段用于學(xué)生自習(xí)的“自主學(xué)習(xí)任務(wù)單”的設(shè)計，以期實現(xiàn)中學(xué)物理實驗教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂。

關(guān)鍵詞：物理實驗;翻轉(zhuǎn)課堂;自主學(xué)習(xí)任務(wù)單

中圖分類號：G434? 文獻標(biāo)識碼：A? 論文編號：1674-2117（2019）12-0057-04

物理實驗是物理學(xué)的基礎(chǔ)，中學(xué)物理實驗教學(xué)是中學(xué)物理教學(xué)的重要組成部分，同時也是中學(xué)物理學(xué)科研究問題方法的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生通過親自觀察和實驗，在獲得知識的同時，受到科學(xué)方法的熏陶和能力的培養(yǎng)，物理實驗在培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)中具有舉足輕重的地位。

傳統(tǒng)的物理實驗教學(xué)往往是教師在實驗課上用大量時間講解實驗的原理、步驟以及儀器的選取等實驗細節(jié)，而學(xué)生由于現(xiàn)學(xué)現(xiàn)賣，做實驗時往往出現(xiàn)步驟錯亂、實驗操作的關(guān)鍵地方記憶不清、實驗數(shù)據(jù)處理慢等情況，導(dǎo)致實驗效果很差。另外，由于在實驗課上教師講實驗花了很多時間，學(xué)生在課堂上基本只能取得實驗數(shù)據(jù)，根本沒有時間在課上對實驗數(shù)據(jù)進行討論，對實驗效果進行評價，以致教師不能對學(xué)生實驗效果做出及時反饋。

如何有效解決這樣的問題？筆者認(rèn)為可以嘗試借助微課程教學(xué)法來解決。微課程教學(xué)法認(rèn)為，可以采取任務(wù)驅(qū)動、問題導(dǎo)向、視頻保證的支架式教學(xué)策略，讓學(xué)生在家按照自己的步驟學(xué)習(xí)，完成學(xué)習(xí)知識的任務(wù)，在課堂上通過協(xié)助、交流實現(xiàn)內(nèi)化知識，拓展綜合能力，發(fā)展核心素養(yǎng)，從而體驗學(xué)習(xí)成就感，這與物理核心素養(yǎng)不謀而合。自主學(xué)習(xí)任務(wù)單模塊是微課程教學(xué)法三大模塊中的第一個模塊，它是提供給學(xué)生自主學(xué)習(xí)的支架，是單位課時教學(xué)活動的開始，“自主學(xué)習(xí)任務(wù)單”的設(shè)計不僅影響著教學(xué)視頻等配套學(xué)習(xí)資源的開發(fā)，也影響著課堂教學(xué)方式的創(chuàng)新，是微課程教學(xué)法的靈魂。下面，筆者以“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗”為例，談?wù)勎锢韺嶒灧D(zhuǎn)課堂“自主學(xué)習(xí)任務(wù)單”的設(shè)計（具體設(shè)計見附表）。

● 緊扣課標(biāo)，用好教材

自主學(xué)習(xí)任務(wù)單是教師設(shè)計的指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方案，任務(wù)單的質(zhì)量決定了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的質(zhì)量與效率，任務(wù)單規(guī)定了微型教學(xué)視頻設(shè)計的方向與課堂教學(xué)方式創(chuàng)新的策略與方法。教師對教學(xué)內(nèi)容內(nèi)在聯(lián)系的駕馭、教學(xué)目標(biāo)的理解、教學(xué)方法的滲透、學(xué)習(xí)內(nèi)容的循序漸進安排等，都會在任務(wù)設(shè)計里呈現(xiàn)出來。所以，教師設(shè)計任務(wù)單時必須緊扣課標(biāo)，用好教材。

1.設(shè)計任務(wù)單時要緊扣課標(biāo)

首先，課標(biāo)明確了本實驗的地位，“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗”是課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的學(xué)生必做實驗。其次，課標(biāo)指出了本實驗的性質(zhì)，是探究性實驗而非驗證性實驗，牛頓第二定律應(yīng)該是在本實驗探究成果的基礎(chǔ)上總結(jié)的，次序不能顛倒。再次，課標(biāo)給出了本實驗的目標(biāo)，要求學(xué)生具有科學(xué)探究意識，能在觀察和實驗中發(fā)現(xiàn)問題，能正確實施探究方案，使用不同的方法和手段分析、處理信息，具有交流的意愿與能力。設(shè)計任務(wù)單時，必須充分考慮課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，讓學(xué)生依據(jù)任務(wù)單自主學(xué)習(xí)后，能知道怎樣實施探究方案，在課堂學(xué)習(xí)階段能協(xié)作探究，合理處理實驗數(shù)據(jù)，并展開分組交流、反思，達到課標(biāo)要求的目標(biāo)。

2.設(shè)計任務(wù)單時要用好教材

在教材中，明確了本實驗具體指兩個關(guān)系：一是在物體質(zhì)量一定的情況下，探究加速度與受力大小的關(guān)系;二是在物體受力一定的情況下，探究物體運動的加速度大小跟物體質(zhì)量的關(guān)系。教材上關(guān)于本實驗的安排是學(xué)生在已有的對力和質(zhì)量認(rèn)知的基礎(chǔ)上，通過實驗探究加速度與力的關(guān)系、加速度與質(zhì)量的關(guān)系，取得數(shù)據(jù)，畫出圖像，尋找出規(guī)律的認(rèn)識之后，總結(jié)牛頓第二定律。筆者認(rèn)為，根據(jù)教材內(nèi)容的安排意圖，在設(shè)計自主學(xué)習(xí)任務(wù)單時，首先應(yīng)該清楚教材給出了本實驗的研究方法，即控制變量法。其次，應(yīng)該清楚教材提示了學(xué)生的學(xué)情，本實驗之前，學(xué)生對打點計時器的使用及利用紙帶求瞬時速度、加速度已經(jīng)掌握，對力和質(zhì)量的知識已經(jīng)掌握。再次，應(yīng)該清楚教材提供了本實驗的探究思路，即學(xué)生通過實驗操作、數(shù)據(jù)分析、評估的過程，體會利用圖像尋找物理量之間的關(guān)系的方法。

● 精準(zhǔn)定位，學(xué)生中心

自主學(xué)習(xí)任務(wù)單是教師設(shè)計的用以指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方案，使用的對象是學(xué)生，不是教師本人，所以設(shè)計一定要精準(zhǔn)定位，以學(xué)生為中心。

設(shè)計任務(wù)單，是將教師的教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為學(xué)生自主學(xué)習(xí)的達成目標(biāo)，是以學(xué)生為中心設(shè)計的重要體現(xiàn)。學(xué)生經(jīng)過一定時間的自主學(xué)習(xí)，達到的某種程度的學(xué)業(yè)目標(biāo)，反映的是學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)達到掌握材料的維度和程度。教師設(shè)計任務(wù)單時，要讓學(xué)生看到達成目標(biāo)就知道通過什么途徑可以達到目標(biāo)。比如，在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗”中，有個教學(xué)目標(biāo)是“理解探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的合理性和必要性”，學(xué)生看了很容易一頭霧水，顯然，設(shè)計任務(wù)單時，需要將這一教師的教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)化成學(xué)生的達成目標(biāo)。教師可以設(shè)計“知道用什么方法探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”這樣的達成目標(biāo)，學(xué)生根據(jù)配套教學(xué)微視頻，就能很清楚地知道是用控制變量法加以研究。再如，本實驗中，小車所受的力還包含木板的摩擦力（空氣阻力可以不計，因為速度很?。?，所以有個教學(xué)目標(biāo)是體驗如何平衡摩擦力。學(xué)生還不知道怎樣平衡摩擦力，如何體驗，因此需要考慮學(xué)生的學(xué)情，這一教學(xué)目標(biāo)可以改成如下達成目標(biāo)：理解為什么要“平衡”小車摩擦力，并知道怎樣操作。要學(xué)生達成這一目標(biāo)，需要教師在配套的課前微視頻中，動手操作示范，讓學(xué)生清楚操作步驟，做到心中有數(shù)，這樣，在給出的相應(yīng)仿真實驗?zāi)M操作中，學(xué)生就能順利操作，達成目標(biāo)?？紤]學(xué)生學(xué)情的還有這樣的達成目標(biāo)：知道當(dāng)鉤碼的質(zhì)量比小車的質(zhì)量小很多時，鉤碼所受的重力近似于小車所受的拉力。由于學(xué)生知識有限，教師暫時可以不解釋這么做的原因，在設(shè)計相應(yīng)學(xué)習(xí)任務(wù)時，只要求學(xué)生能判別即可。另外，以學(xué)生為中心的設(shè)計在任務(wù)單的其他方面也有體現(xiàn)，如在課堂學(xué)習(xí)形式的預(yù)告里，明確在課堂教學(xué)中有學(xué)生的協(xié)助、交流、互動與展示，這些都充分尊重了以學(xué)生為中心，充分釋放了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。

● 任務(wù)驅(qū)動，問題導(dǎo)向

“任務(wù)驅(qū)動，問題導(dǎo)向”是建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)方法，強調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動以探索問題來引導(dǎo)和維持其學(xué)習(xí)興趣和動機，讓學(xué)生帶著真實的任務(wù)學(xué)習(xí)，完成同化和順應(yīng)。

微課程教學(xué)法認(rèn)為，針對每一項達成目標(biāo)，都要配套設(shè)計必要的學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)習(xí)任務(wù)是自主學(xué)習(xí)任務(wù)單的主體部分，學(xué)生自主學(xué)習(xí)能否達到教師提煉的達成目標(biāo)，主要依靠學(xué)習(xí)任務(wù)來保證。設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)時，需要將教學(xué)重點、難點轉(zhuǎn)化為可操作性的問題。例如，在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗”中，筆者發(fā)現(xiàn)針對達成目標(biāo)，將實驗知識點或者實驗步驟注意點設(shè)計成問題，學(xué)生就會更加主動地去解決，自主學(xué)習(xí)也更具操作性，這正是微課程教學(xué)法倡導(dǎo)的“任務(wù)驅(qū)動，問題導(dǎo)向”理念的優(yōu)勢。例如，針對“達成目標(biāo)2：知道做實驗要用哪些器材”可以設(shè)計這樣的問題：本實驗的實驗器材除了打點計時器、紙帶、復(fù)寫紙、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤、夾子、細繩、導(dǎo)線、天平、砝碼、薄木塊，還需要哪兩樣實驗器材？這樣既突出關(guān)鍵器材，又能讓學(xué)生對所有器材了然于胸。針對“達成目標(biāo)2：知道做實驗有哪些步驟”可以設(shè)計這樣的問題：實驗中，為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細線與長木板平行，接下來還需要進行的一項操作是什么？這樣提問，會激起學(xué)生觀看教學(xué)視頻的記憶，理順實驗步驟。針對“達成目標(biāo)3：理解為什么要‘平衡小車摩擦力，并知道怎樣操作”可以設(shè)計這樣的問題：①在斜面上勻速下滑的物體，其受力情況如何？②你怎樣知道已經(jīng)“平衡”了摩擦力？前一個問題讓學(xué)生知道在平衡摩擦力時長木板一端為什么要墊高，后一個問題讓學(xué)生知道究竟墊多高才合適。自主學(xué)習(xí)任務(wù)以問題為導(dǎo)向，目標(biāo)就容易達成。

● 關(guān)注課前，呼應(yīng)課內(nèi)

微課程教學(xué)法將學(xué)習(xí)活動劃分為課前學(xué)習(xí)活動和課內(nèi)活動兩個階段。自主學(xué)習(xí)任務(wù)單是教師精心設(shè)計的用于指導(dǎo)學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)的方案。為了引導(dǎo)學(xué)生在課內(nèi)更好地內(nèi)化自主學(xué)習(xí)成果，實現(xiàn)課堂教學(xué)創(chuàng)新，教師在關(guān)注課前自主學(xué)習(xí)任務(wù)單時，需要時時注意呼應(yīng)課內(nèi)活動。

筆者在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗”中的課前自主學(xué)習(xí)任務(wù)單設(shè)計中，有很多地方都呼應(yīng)了課內(nèi)活動。例如，用打點計時器進行實驗，課堂上需要學(xué)生利用紙帶計算加速度，熟練程度很重要，所以在任務(wù)單的學(xué)習(xí)任務(wù)中，安排了“算一算加速度”。又如，在實驗中小車所受的力還有木板的摩擦力，要“消除”摩擦力，在配套課前教學(xué)視頻中，筆者動手操作示范，讓學(xué)生清楚操作步驟，這樣，學(xué)生在課內(nèi)便可以順利操作而不用另外演示（不僅視覺效果差，還浪費課內(nèi)時間）。再如，課內(nèi)要利用Excel的圖像功能處理實驗數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行討論，所以，筆者在設(shè)計任務(wù)單時，需要學(xué)生知道兩個物理量之間的數(shù)量關(guān)系有正比、反比、平方或平方根關(guān)系等，在進行這些數(shù)量關(guān)系分析時，會用圖像的方法，通過改變坐標(biāo)軸，使兩個物理量之間的關(guān)系在相應(yīng)坐標(biāo)系中的圖像是一條直線。當(dāng)然，為了讓學(xué)生在課內(nèi)順利進行整個實驗的操作，任務(wù)單的學(xué)習(xí)任務(wù)中還有仿真實驗?zāi)M演練，仿真實驗室雖然不是真的在實驗室，但是，它提供了實驗的模擬情境，學(xué)生通過模擬操作，可以了解器材的使用，熟悉實驗步驟和注意點，一遍不行來兩遍，直到達成目標(biāo)。另外，自主學(xué)習(xí)任務(wù)單中“課堂學(xué)習(xí)形式預(yù)告”更是呼應(yīng)了課內(nèi)教學(xué)，這里有學(xué)生自習(xí)后的課堂學(xué)習(xí)的期待，也有教師對課堂教學(xué)方法創(chuàng)新的伏筆。

參考文獻：

[1]金陵.翻轉(zhuǎn)課堂與微課程教學(xué)法[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2015，4.

[2]課程教材研究所.物理1教師教學(xué)用書[M].北京：人民教育出版社，2012，4.

[3]胡炳元.物理課程與教學(xué)論[M].杭州：浙江教育出版社，2003，9.

[4]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：人民教育出版社，2017.