基于情境意義建構(gòu) 打破傳統(tǒng)作業(yè)模式*
——“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)助力線上教學(xué)

王宇辰

(深圳市龍崗區(qū)華中師范大學(xué)龍崗附屬中學(xué) 廣東 深圳 518100)

胡正

[深圳市龍崗區(qū)外國語學(xué)校(集團(tuán))星河學(xué)校 廣東 深圳 518100]

1 問題的提出

云端啟智，線上賦能．疫情暫緩了師生返校相見的腳步，或者打亂了師生在校正常學(xué)習(xí)的節(jié)奏，因此開展高質(zhì)量的在線教學(xué)意義重大．為了扎實(shí)做好在線教學(xué)的過程優(yōu)化、問題解決、質(zhì)量提升工作，教師首先要明確在校學(xué)習(xí)與在線學(xué)習(xí)的區(qū)別，具體如表1所示.

表1 在線學(xué)習(xí)與網(wǎng)課學(xué)習(xí)的區(qū)別

根據(jù)以上分析，為了切實(shí)提升課堂教學(xué)效率，探索在線教學(xué)的多元、有效途經(jīng)迫在眉睫．通過使用釘釘直播、騰訊課堂直播、空中自習(xí)課堂、線上班會課、網(wǎng)絡(luò)積分寶典等軟件，運(yùn)用在線教學(xué)平臺的數(shù)字黑板、音視頻實(shí)時(shí)直播互動、拍照上傳等技術(shù)手段，保障學(xué)生的實(shí)際參與感，實(shí)現(xiàn)融合交互，高效學(xué)習(xí)與交流．但是如何有效地布置在線教學(xué)課后作業(yè)呢？

蘇霍姆林斯基指出：“課外作業(yè)并不是課堂作業(yè)量的追加，而應(yīng)該是使學(xué)生的知識向廣度和深度發(fā)展，讓學(xué)生在課外去觀察自然界和社會現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)個(gè)人愛好和多方面的智力需要．”[1]2019年，教育部提出要立足全面發(fā)展育人目標(biāo)，構(gòu)建包括“核心價(jià)值、學(xué)科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力、必備知識”在內(nèi)的高考考查內(nèi)容體系；《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱新課標(biāo))提出要培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)，讓學(xué)生在物理課程學(xué)習(xí)中形成適應(yīng)個(gè)人終身學(xué)習(xí)和社會需求的必備品格和關(guān)鍵能力[2]．為了能夠在線上教學(xué)中準(zhǔn)確施行新評價(jià)體系和新課程標(biāo)準(zhǔn)，落實(shí)“雙減”要求，培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)，筆者嘗試打破傳統(tǒng)的“做題式”物理作業(yè)模式，設(shè)計(jì)基于新情境、調(diào)動必備知識的高質(zhì)量的作業(yè)，探索“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)在線上教學(xué)作業(yè)中的有效應(yīng)用．

2 什么是“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)

“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)是直接利用環(huán)境中“本來用途不是用來開展實(shí)驗(yàn)”的物質(zhì)資源，包括生活易得物品、材料、器具、人體自身，還包括交通工具、建筑設(shè)施、娛樂器材等，同時(shí)包括師生研發(fā)創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)器具來實(shí)施的物理實(shí)驗(yàn)．著名物理學(xué)家麥克斯韋說過：“實(shí)驗(yàn)的教育價(jià)值往往與儀器的復(fù)雜程度成反比．”“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)除具有常規(guī)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性、嚴(yán)密性、體驗(yàn)性、趣味性等特點(diǎn)以外，還具有簡易性、自創(chuàng)性、生活化、發(fā)展性等特點(diǎn)[3]．“簡易性”體現(xiàn)在，“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)的器材基本都是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷摹⒁撰@得的、易制作的；“自創(chuàng)性”體現(xiàn)在，“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)是對原來不是用于物理實(shí)驗(yàn)的常見存在物進(jìn)行創(chuàng)新利用；“生活化”體現(xiàn)在，“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)將抽象的物理知識呈現(xiàn)在真實(shí)的生活情境之中，讓學(xué)生深切地感受到生活與物理規(guī)律之間的密切關(guān)系，從而在較為真實(shí)的生活情境中獲取知識；“發(fā)展性”體現(xiàn)在，“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)的開發(fā)并不是一次性的，現(xiàn)實(shí)生活中的常見物是一個(gè)發(fā)展的概念，隨著人民生活水平的不斷提升，使用的物品也更加的智能，所以“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)也在不斷更新變化中．

建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)是情境化的，而情境則是指與某一事件相關(guān)聯(lián)的情景、背景或環(huán)境[4]．學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者運(yùn)用自己的已有經(jīng)驗(yàn)去主動而積極地建構(gòu)對自己富有意義的內(nèi)部心理表征的過程[3].學(xué)習(xí)知識不是通過教師傳授得到，而是學(xué)生在一定的情境即社會文化背景下，借助他人(包括教師和學(xué)習(xí)伙伴)的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過意義建構(gòu)的方式不斷地進(jìn)行反省、概括和抽象而獲得的．“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)通過這些常見的存在物讓學(xué)生體驗(yàn)物理現(xiàn)象、探索物理規(guī)律，發(fā)揮學(xué)生主體性，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)的重構(gòu)．

情境認(rèn)知與學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，知識具有情境性，抽象的知識是在與學(xué)習(xí)情境的有效融合過程中得以不斷發(fā)展和完善．“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)?zāi)苡行У貏?chuàng)設(shè)學(xué)生掌握知識的學(xué)習(xí)環(huán)境，親身體驗(yàn)生動直觀的學(xué)習(xí)情境，并能夠提供豐富的感性認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在實(shí)踐中感受體驗(yàn)物理知識的學(xué)習(xí)，促進(jìn)知識的建構(gòu)．

3 “非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)在線上教學(xué)作業(yè)中的實(shí)施

3.1 實(shí)施意義

對于線上教學(xué)，教師不能直觀地面對學(xué)生，沒辦法全面地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，不能很好地監(jiān)管學(xué)生作業(yè)，更無法有效評價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)情況．隨著學(xué)生對這種教學(xué)方式新鮮感的逐漸褪去，使網(wǎng)絡(luò)教學(xué)變成教師的一廂情愿．同時(shí)課程本身難度的逐漸凸顯，如何讓學(xué)生保持較高的學(xué)習(xí)興趣，而不因?yàn)閷W(xué)業(yè)難度大而產(chǎn)生倦怠情緒？結(jié)合“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵和特點(diǎn)，筆者嘗試在現(xiàn)有的“做題式”物理作業(yè)模式下，添加“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行輔助，將抽象化的知識呈現(xiàn)在真實(shí)的生活情境中，讓學(xué)生在真實(shí)的情境中獲取知識，符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情．

3.2 實(shí)施過程

如圖1所示，教師從教學(xué)主題出發(fā)，分析重難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；學(xué)生分析各種備選生活材料、物品、器具等資源的物理特性，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行初選，將物理屬性符合或基本符合實(shí)驗(yàn)要求的生活環(huán)境材料、物品、器具等列出來，側(cè)重以物理學(xué)視角對生活環(huán)境資源實(shí)驗(yàn)價(jià)值進(jìn)行審視，這是發(fā)散思維的過程；然后對產(chǎn)生的多種方案進(jìn)行比較，分析“初選”出來的各種材料、物品、器具等是否符合教學(xué)主題，以及設(shè)計(jì)的“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)方案與器具是否可能或便于實(shí)施，這是集中思維的過程；最后進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)，并錄像記錄實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．

圖1 實(shí)施過程

3.3 實(shí)施案例

3.3.1 “光的折射定律”

本節(jié)課選自粵教版高中物理選擇性必修第一冊第四章第1節(jié)，新課標(biāo)對本節(jié)課的要求是：“通過實(shí)驗(yàn)，理解光的折射定律．”[2]一位學(xué)生的“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下.

如圖2所示，他在碗底放一枚硬幣，把碗移到眼睛剛好看不到硬幣的地方，保持眼睛和碗的位置不變，請他的媽媽向碗里緩慢加水后，再次看到了硬幣．針對看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，畫出光路圖，利用折射定律進(jìn)行解釋．

圖2 “光的折射定律”——學(xué)生作業(yè)視頻截圖

圖3 習(xí)題情境簡化圖

雖然只是一個(gè)簡單的小實(shí)驗(yàn)，但是這位同學(xué)不僅理論聯(lián)系實(shí)際，在解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中深化對折射定律的理解，而且很好地利用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象建構(gòu)習(xí)題情境，在知識遷移中實(shí)現(xiàn)對折射定律的應(yīng)用．

3.3.2 “測定介質(zhì)的折射率”

本節(jié)課選自粵教版高中物理選擇性必修第一冊第四章第2節(jié)，新課標(biāo)對本節(jié)課的要求是：“會測量材料的折射率．”[2]另外，“測量玻璃的折射率”是新課標(biāo)所要求的學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)之一．關(guān)于學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)，新課標(biāo)指出：“學(xué)校應(yīng)充分利用已有的實(shí)驗(yàn)器材，努力開發(fā)適合本校情況的實(shí)驗(yàn)課程資源，盡可能讓學(xué)生自己動手多做實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)．”[2]而線上課堂只能通過播放視頻方式展示測量玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)操作．一位學(xué)生的“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下.

如圖4所示，他類比“插針法”，用4個(gè)筆蓋代替大頭針，粗略估測透明材料的折射率，并畫出了實(shí)驗(yàn)光路圖，詳細(xì)講述實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)過程和數(shù)據(jù)處理．

圖4 “測定介質(zhì)的折射率”——學(xué)生作業(yè)視頻截圖

雖然簡陋的器材造成的實(shí)驗(yàn)誤差較大，但是這位學(xué)生活學(xué)活用，親自動手體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程，熟練掌握實(shí)驗(yàn)操作，對實(shí)驗(yàn)過程中的注意點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)都進(jìn)行了詳細(xì)說明，并作出實(shí)驗(yàn)光路圖，完成數(shù)據(jù)處理．簡簡單單的小實(shí)驗(yàn)再次有效地創(chuàng)設(shè)學(xué)生掌握知識的學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)對知識的建構(gòu)，這就是“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)的魅力所在．

3.3.3 “光的全反射與光纖技術(shù)”

本節(jié)課選自粵教版高中物理選擇性必修第一冊第四章第3節(jié)，新課標(biāo)對本節(jié)課的要求是：“知道光的全反射現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件．初步了解光纖的工作原理、光纖技術(shù)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用．”[2]一位學(xué)生的“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下.

如圖5所示，他在一張白紙上畫上病毒，用透明袋裝上白紙，并在透明袋上畫上自己的手，再將其放入水中，從某個(gè)角度觀察到，手上的病毒不見了．然后畫出光路圖，利用光的全反射理論解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．最后，該學(xué)生總結(jié)道：“時(shí)至今日，疫情仍在世界范圍內(nèi)傳播，而我們只能從自身做起，牢記‘防疫三字經(jīng)’，勤洗手，好習(xí)慣．”

圖5 “光的全反射與光纖技術(shù)”——學(xué)生作業(yè)視頻截圖

上述案例充分說明，“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)通過設(shè)計(jì)一種能夠表征復(fù)雜知識結(jié)構(gòu)的方式，創(chuàng)設(shè)一種與學(xué)習(xí)有關(guān)的社會化、真實(shí)的情境，讓學(xué)生深切地感受到物理來源于生活并服務(wù)于生活．同時(shí)，學(xué)生用科學(xué)的思維去審視生活現(xiàn)象，通過對生活的思考增強(qiáng)對科學(xué)知識的理解，拓展學(xué)生的科學(xué)興趣，提升學(xué)生的科學(xué)思維．

3.3.4 “光的衍射和偏振”

本節(jié)課選自粵教版高中物理選擇性必修第一冊第四章第6節(jié)，新課標(biāo)對本節(jié)課的要求是：“觀察光的偏振現(xiàn)象，了解這些現(xiàn)象產(chǎn)生的條件，知道其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用．”[2]一位學(xué)生的“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下.

如圖6所示，他將3D眼鏡的一個(gè)鏡片取下，疊放在另一個(gè)鏡片上，透過疊放的鏡片，并轉(zhuǎn)動一個(gè)鏡片來觀察后面的電腦屏幕，觀察到了光的偏振現(xiàn)象．最后該學(xué)生結(jié)合教材第119頁“資料活頁”中3D電影播放示意圖(圖7)，講解了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的物理學(xué)原理．

圖6 “光的衍射和偏振”——學(xué)生作業(yè)視頻截圖

圖7 3D電影播放示意圖

小實(shí)驗(yàn)蘊(yùn)藏大智慧．上述案例中的“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)促進(jìn)了教材的靈活應(yīng)用，豐富了學(xué)生的感性認(rèn)識，而且實(shí)現(xiàn)了抽象知識與學(xué)習(xí)情境的有效融合，激發(fā)了學(xué)生的探索欲望，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的目的．

4 結(jié)束語

為提升在線教學(xué)品質(zhì)，將“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于在線教學(xué)作業(yè)中，打破傳統(tǒng)的、重復(fù)的、機(jī)械的作業(yè)模式，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體的互動式、探究式、體驗(yàn)式學(xué)習(xí)方式．學(xué)習(xí)是情境化的，如何引導(dǎo)學(xué)生將情境化的學(xué)習(xí)發(fā)展成適應(yīng)個(gè)人終身學(xué)習(xí)和社會需求的必備品格和關(guān)鍵能力？這是每位一線教師應(yīng)該深入思考的問題[5]．物理知識、規(guī)律蘊(yùn)藏在生活化、情境化的“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)之中，“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)建立起了物理學(xué)習(xí)與生活的橋梁和紐帶，不僅給學(xué)生提供了用科學(xué)視角審視生活的路徑，而且促進(jìn)學(xué)生關(guān)注當(dāng)下生活，使得學(xué)習(xí)更具有實(shí)際意義．