基于網絡環境的自主探究式高中物理教學模式的研究

目前以多媒體與網絡技術為核心的現代化教育技術已經與各學段的學科教學逐步融合，無論是教學理念還是教學方法均突破了傳統的教學模式，為我國教育發展提供了全新的動力支持。與此同時，受新冠疫情影響，不同地區的學校結合疫情形勢會采取線上教學，對教師來說也是基于網絡環境教學模式的又一次創新與變革，學校和教師應以此為契機，進一步優化該教學模式，構建符合新課標實施標準以及適應學生身心發展的創新性教學模式。本文以高中物理學科為例，結合以往的網絡環境教學實踐經驗，進一步深入探究，旨在以創新的教學模式彌補傳統教學模式的不足，加強學生學科核心素養的培養，推動現代素質教育發展。

一、基于網絡環境的物理教學模式優勢

（一）進一步提升學生學習物理的興趣

基于網絡環境的物理教學模式因教學方法具有創新性，又在網絡環境下實施教學，學生會更感興趣，教師可以將學生難以理解的抽象概念和規律等通過不同的形式加以表述，使教學內容更具體化、形象化，對學生來說會產生一定的視覺和聽覺沖擊，進一步提升了學生學習物理的興趣。

（二）實現教學資源的組織，提高學生學習效率

該教學模式能夠改變傳統教學模式下“教師說、學生記”的方式，將本節課或本章所學內容加以整合，形成一個獨立的鏈接或網頁，以一鍵分享的方式分享給每個學生，學生點擊鏈接就可以系統學習教師分享的教學重難點、物理原理、模擬演示、習題等內容，學生學習的針對性更強，學習質量也會有所提升。

（三）實現分層教學，因材施教

傳統教學受課時和教學進度等諸多因素的影響，在實際教學中會因學生學習能力和理解能力不同等而出現較大差異。而采用網絡環境下的物理教學模式，教師可以結合教學內容以及不同學生的實際學習情況區分教學難度，并分別標記不同類型和難度的教學內容，學生在網絡資源庫可以搜索到適合自己學習的內容，從而有效實施分層教學?；诰W絡環境的教學模式在教學中使用的教學方式較靈活，如課堂式、師生合作式等，而學生學習模式也較豐富，如系統化學習、探究式學習等，不同的教學方法與學生不同的學習方式相結合，可以實現因材施教。

（四）運用“虛擬實驗室”進行仿真訓練

目前基于現代化信息中的虛擬現實技術可以構建人工虛擬環境，為網絡環境下的物理教育提供了良好的虛擬平臺。借助虛擬現實技術，學生沉浸在虛擬的環境或情境中，構建如同現實般的物理課堂，可以進行線上物理實驗、探索物理規律等。例如，教師基于網絡環境實施“電學”教學時，運用“虛擬實驗室”將“坤為地軟件園”所提供的電路圖幾何畫板軟件以及電學掛圖軟件融入教學中，讓學生借助軟件進行線上操作，掌握電學相關原理，學會運用電學公式。

二、網絡環境下物理教學模式的構建

（一）網絡教學模式

運用現代信息技術與高中物理課程相結合的自主探究教學模式打破了傳統教學理念，更側重于基于新課標要求實現對學生核心素養的培養。在教學過程中教師應注意以學生為主體，引導學生自主參與探究活動，達成解決問題的目標。該教學模式當前主要分為七個基本環節，具體教學流程如圖1所示。

整個過程中保留了傳統教學模式的教授方式，同時增加了自主實驗探究以及網絡技術支持。在網絡環境中實現了教師對學生學習情況的整體把握，通過人機交互、師生交互以及生生交互等方式，讓學生參與思考—發現—探究的整個過程，有利于提升學生探究問題與解決問題的能力。如通過網上測試環節，教師可以針對學生的反饋情況對整體學習情況進行把握，有針對性地幫助學生補充缺失的知識點。課題延伸環節的設置旨在拓展與延伸教學內容，有效拓寬學生的知識面，通過課內外知識的聯合，逐漸培養學生的思考能力與自主探究能力。

（二）網絡教學結構

基于網絡環境的高中物理教學結構如圖2所示。

通過該教學結構可以發現，學生與教師之間的交流與反饋主要通過網絡環境構建的討論平臺實現，學生可以在課前、課中、課后與教師進行互動，例如，課前學生可以通過預習在討論平臺記錄本節課中存在的疑難問題；課中學生可以及時針對教師提出的探究性問題在平臺積極反饋；課后針對教學內容存在的問題或解決問題過程中出現的困惑及時反饋。該討論平臺易于增進教師與學生之間的情感交流，實現對所有學生學習情況的了解?；诰W絡環境下學生的學習方法相對較多，如自助式、程序式以及探究式等，正因為學習方法的多樣性，更利于全面提升學生的學科核心素養。針對網絡資源庫，教師可以根據不同的教學內容配備不同的教學資源，秉持多樣化的原則，盡量充實內容，以滿足不同層級學生的學習需求。

三、基于網絡環境下的物理教學模式案例分析

以人教版必修一第四章中的“牛頓運動定律解決問題——超重與失重”為例，傳統的教學模式僅由教師講解教學內容，根據學過的牛頓運動定律解釋超重與失重現象，該教學方式存在弊端，如學生缺乏自主探究學習過程，缺乏對知識的系統化整理和學習情況反饋等。基于傳統教學的劣勢，教師針對此節課教學內容采用了基于網絡環境的教學模式，充分結合信息技術的不同優勢實施教學活動，如開展探究性實驗、網上協作、網上測試等，基于網絡環境下本節課的探究性學習過程內容如表1所示。

（一）教學目標

1.知識目標。

基于網絡環境開展探究性實驗，使學生掌握本節課的學習內容，可以運用牛頓定律解釋超重與失重現象。

2.能力目標。

充分鍛煉學生的思考能力，運用探究性實驗鼓勵學生動腦思考，提升思考能力，同時通過動手操作提升學生的動手能力。

（二）教學環境

多媒體教室、網絡系統、砝碼、電子秤。

（三）教學過程

1.創設情境。

師：當前我國的航天事業取得了重大成就，同學們一起來觀看一段視頻（基于社會熱點，向學生播放有關“神州十五號”載人航天飛船發射以及在軌生活的紀錄片）。

師：航天員在升入太空以及返回落地的過程中，由于加速度的作用，航天員處于超重狀態，而航天員在軌生活期間，我們可以發現他們處于失重狀態。那么到底什么是超重和失重呢？今天我們一起來學習。

師：（播放課前準備好的測量體重的相關視頻，視頻內容為：教師稱量自己的體重，并分別在秤上做蹲起和站立動作，記錄體重秤數值的變化。）同學們，通過老師測量體重的過程，想一想稱體重的過程中產生什么力？

生：重力/壓力。

師：剛才老師分別做了下蹲和起立的動作，在做動作的過程中體重秤的數值有什么變化嗎？

生：下蹲時數值先變小后變大，起立后數值變化與下蹲時相反。

師：那同學們想一想為什么會出現這種情況呢？這種情況就是由于超重與失重引起的（此時引入超重與失重概念，并將相關概念以圖片的形式在網絡資源庫進行存儲，告訴學生如何搜索資源庫，方便學生課后查找和學習，如表2所示）。

2.提出課題。

師：那到底什么是超重和失重呢？同學們身邊都有事先準備好的電子秤和砝碼，我們利用實驗工具完成探究性活動，完成后，請同學們填寫下面的表格，感受超重與失重。超重與失重的實驗數據如表3所示。

3.自主探究。

學生針對實驗進行自主探究，以視頻和語音通話的方式與其他同學進行探討與溝通，探討結束后將結果填寫在教師提供的探究性問題表格中。在此過程中，教師可以通過網絡通道巡視學生實驗操作的具體情況，引導學生正確實驗。（實驗過程：將砝碼放在電子秤上，學生水平端起，分別做上升（加速/減速）與下降（加速/減速）的動作，觀察電子秤示數的變化。部分學生可能在實驗中對示數的變化觀察分析不完整，教師可以引導學生改進實驗方案，如使用手機慢動作拍攝的方式使實際數值結果更容易觀察。）

師：大家都很棒，能夠按照老師的要求完成實驗，看了一下同學們填寫表格的情況，大部分學生都能觀察到砝碼的示數變化，完成表格內容。

師：（結合表格完成情況，教師再一次對本節課所學知識進行梳理，強化學生對概念的理解。為進一步加強學生對牛頓定律的實際應用，教師向學生展示典型例題和小實驗，通過例題以及實驗掌握學生對本節課教學內容的學習情況。）

4.網上協作。

該教學活動依然采取自主完成＋合作探究的方式。首先，學生針對教師提出的問題進行自主分析和解決，并完成例題上傳。其次，教師通過例題以及小實驗的完成情況了解學生對本節課教學內容的掌握程度。學生在完成例題的過程中可以與教師、同學之間溝通和交流，同時應用超重與失重的知識共同探討簡單的生活現象，如噴泉斷流、奇怪的手電筒等。

5.課題小結。

針對教學過程中學生上傳的學習內容，教師對學生的實際學習情況以及存在的問題進行分析，進而有針對性地總結，著重講解本節課的重難點，強化學生的記憶。

6.網上測試。

完成課題小結后，教師引導學生進入網絡資源庫完成網上測試，并指導學生在資源庫中尋找自己想學習的知識。網上測試環節，教師所設計的智能習題庫中的習題應體現出層次性，結合不同層次學生的實際情況布置題目，如可以將題目難度分為四個層級，分別為達標級、綜合級、評價級以及競賽級。網上測試結束后，學生及時上傳習題答案，教師根據學生上傳的內容總結學生對知識的整體把握情況。

7.課題延伸。

第一，課后學生可以結合自身的興趣愛好以及對知識的需求訪問與超重和失重知識相關的網站；第二，教師可以將學生感興趣的問題或與教學相關的生活現象、社會熱點等加以整理，上傳至網絡資源庫，對課題加以延伸，進一步拓展學生的知識面，實現學生自主探究性學習。

四、基于網絡環境的物理教學模式實踐效果

（一）學生的自主學習能力有了較大提升

為進一步探究傳統教學模式與基于網絡環境下的教學模式的差異，在實際教學中，物理教師采用問卷統計的方式，針對某班級的52名學生采用不同教學模式后的學習效果進行分析，如表4所示。

通過調查結果可以發現，基于網絡環境的教學模式因教學內容本身融入了信息技術，學生對該創新的教學模式更感興趣，在一定程度上調動了學習積極性。與此同時，基于網絡環境下的教學模式優勢可以發現，學生無論是預習、復習還是查閱資料等均有了較大程度的提升，整體學習效果較好，所表現的自主學習能力更強。第一，學生能夠自覺翻閱教師上傳的教學資料庫，針對自身的學習情況訪問網絡資源庫，及時進行預習與復習；第二，學生可以通過網絡完成自主探究學習，知識掌握更扎實、理解能力更強。

（二）學生的學科能力有了較大提升

學生因對物理學習的興趣有所提升，所以通過網絡環境的長期自主探究性實驗以及網上測試，思考問題能力和分析問題的能力也有了較大提升，能夠運用所學知識解決實際問題，學科核心素養有了快速發展。

五、結語

運用多媒體與網絡技術構建的創新性教學模式，對學生和教師均有較大的意義?；诰W絡技術的優勢和特點，學生獲取的物理知識更多樣化，對知識的理解更全面和深入，而教師通過完成該教學模式的各個環節，使同一“時空”內不同層次的學生均能有所收獲，引導學生自主探究學習，實現了對學科核心素養的培養，既與我國當下的教育時代特征高度契合，又促進了學生全面發展。