中学物理线上直播教学互动方法探讨

谢志豪 姜玉梅 叶晓山

摘   要：线上教学是线下教学的扩展与延伸，也是未来教育发展的方向之一。和线下课堂教学一样，线上教学也需要高效的教学互动。教师作为线上教学的主导者，需要发掘并合理利用直播教学中独具特色的互动方式，以达到或超过线下课堂教学的互动效果。文章以“楞次定律”教学为例开展线上互动式教学，提出“虚拟实验赋能人机互动，电子板书升温师生互动，同伴教学激励生生互动和资源共享提速人资互动”四种线上教学互动方法，有效弥补了现阶段线上教学互动性的不足。

关键词：线上教学;教学互动;楞次定律

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2021）8-0067-4

2020年初新冠疫情期间，在教育部“停课不停学”的号召下，全国大中小学乃至教育培训机构都“转战”线上教学。线上直播教学互动不仅局限于师生和生生之间，还包括人与机器、人与资源等多方面的互动，教学互动已成为未来教育的核心[1]。不少互联网企业或搭建线上教室，或优化原有的视频会议平台以适配师生线上学习。这虽然保障了线上教学的正常运行，但是教学形式的突然转变，让教师和学生都有些不适应。由于部分教学平台功能还未完善，暴露出的一大问题就是线上教学互动性大打折扣。无论是线下物理课堂教学中最基本的问答和讨论环节，还是物理学科最重要的实验环节，网络环境中教师的操作都不如线下教学那般“如鱼得水”，导致线上教学的实际效果不尽人意。这就要求物理教师发掘并合理利用直播教学独具特色的互动方式，提升直播课堂的互动效果。

楞次定律作为高中阶段较为抽象的一个物理规律，长期以来都是物理教学的一个“老大难”问题[2]。具体表现为物理现象多，过程复杂，实验抽象，這需要教师帮助学生建立直观模型，梳理知识脉络。笔者结合自身网络授课实践经验，以“楞次定律”一节为例，从“人机互动、师生互动、生生互动和人资互动”四个方面着手，探讨如何有效提高物理直播课的教学互动。

1    虚拟实验赋能人机互动

实验不仅是物理教学的重要手段，也是物理教学的重要内容[3]。笔者调查所实习学校在新冠疫情期间开设的物理实验网课教学情况后发现，由于没有合适的实验教学方法，教师在实验教学互动环节或直接播放实验视频，或直接跳过待返校后再进行实验教学，这使得物理直播课的教学效果大打折扣。随着科技的进步，物理实验教学也朝着数字化迈进，从DIS数字化实验室的流行，到虚拟实验的使用，无疑都扩展了物理实验教学的范围和形式。新型实验形式的合理运用极大地惠及了师生，但虚拟实验形式并没有在最需要它的网络教学环境中大显身手。

1.1    直观的交互功能

网络教学环境是虚拟实验得天独厚的沃土，物理线上直播教学可以利用虚拟实验软件进行实验演示，甚至进行实验互动教学。如电磁学相关抽象实验，可以通过虚拟实验更高效、直观地呈现实验现象。利用鼠标或手指与软件交互功能就能DIY物理实验，操控虚拟实验器材得到实验现象和数据反馈，这种人机互动无疑让线上实验教学更直观。笔者通过虚拟实验平台模拟条形磁铁插入连接电流表的螺线圈这一过程，引导学生探究影响感应电流的因素。如图1所示，实验者只需使用NOBOOK软件在电磁学实验器械一栏将所需实验器械拉入实验窗口，用手指连接实验器材就可在屏幕上自动生成导线。手指操作条形磁铁两级分别插入或移出螺线圈，并利用软件的表格功能记录数据。整个实验的操作流程和真实实验一致，触控操作灵敏流畅且不受环境因素影响。实验过程中，人机互动便捷直观，教师和学生也可以实现充分互动。实验前教师请学生们先猜测条形磁铁插入、移出或者停留在螺线管中时电流表的示数变化情况，引导学生进行讨论，然后再设计实验一一验证得到数据，最后进行总结。整个实验不需要过多的实验准备，没有安全隐患，只需简单的人机交互，学生在轻松愉快的互动过程中就完成了实验，帮助学生直观地认识到了影响感应电流的因素，进而理解楞次定律“增反减同”的物理内涵。

1.2    强大的演示功能

目前，NOBOOK等主流虚拟实验平台正朝着多机互联的方向发展，这意味着可多人协同操作虚拟实验演示的功能即将实现。而Physics Lab AR等虚拟实验平台正在开发AR增强现实展现技术，使得实验操作演示的直观性和交互性都无限接近线下实体实验形式。此外，学生可以利用虚拟实验平台自行开展实验，还可以实时记录并处理实验数据，教学的人机互动性在虚拟实验中得到进一步加强。另一方面，教师可通过分析学生实验操作流程的演示视频诊断学生学习情况，这种人机互动能使教师更好地因“人”施教。

2    电子板书升温师生互动

目前，线上大班教学大都采用教师视频直播结合PPT录屏教学，再借助移动社交平台进行作业的布置和评改，整个教学过程仅能满足教师对知识的展示和讲解，无法满足师生深层次的互动，对于学生之间的互动更是捉襟见肘。在线上教学系统还不完善的情况下，教师尤其要善于使用计算机软硬件资源为师生互动升温，这一方面要求教师具有开阔的互联网资源视野，另一方面也要求教师不能在单一教学形式思维中固步自封。笔者以“楞次定律”教学为例，从板书互动着手，展示教师如何巧用电子板书优化物理直播课中的师生互动。

线上直播教学的板书可以用数位板或者带触屏功能的平板电脑完成。笔者选用IOS端的Goodnotes软件配合Apple Pencil，在探究影响感应电流方向因素时实时绘制实验模型和图表，帮助学生理解并总结归纳知识点。首先利用分屏功能同时显示PDF教材和Goodnotes界面，然后在Goodnotes软件中新建笔记页面，利用手写笔进行页面编辑，在窗口中可以选择笔触的质感和线条粗细颜色。图形工具极大地方便了教师绘图，只需用手写笔在书写区域画出近似图形，系统就会自动识别转换为标准图形，再通过套索工具移动复制组合绘制出螺线管内磁通量情况即可。此外，教师可以直接将板书文件打包发送给使用相同软件的学生，方便学生整理笔记和复习。同理，学生不仅可以使用同款软件进行随堂笔记，还能对课上布置的练习题进行编辑解答，完成后共享屏幕展示即可。电子板书以崭新的形式出现在以音视频为主的物理直播课上，摆脱了传统黑板板书 “一次性”的属性，变得更有“生命力”，更有效促进了师生互动。图2所示为笔者绘制的楞次定律教学用电子板书。

教师若采用Windows或Mac桌面端进行直播，可以在OneNote等笔记软件中进行分屏板书;若采用ipad或Surface等移动设备，可直接使用配套压感笔在Goodnotes、Notability和OneNote等软件中绘制高质量的分屏板书。

3    同伴教学[4]激励生生互动

线上大班教学课堂练习环节中，常常由于班级人数较多而无法顾及每一位学生，教师不能及时得到学生课堂练习情况的反馈。虽然可通过给学生配发应答器，统计学生课堂问答，但反馈的结果只有教师能在后台看到，学生无法得到及时反馈，也无法激励学生之间的互动讨论。

在线课堂可以依托问答小程序采用同伴教学法很好地解决此问题。笔者在进行楞次定律线上教学之前，预先在微信投票问答小程序中编辑好本节课相应知识点的习题和答案选项。课上每结束一个知识点，就在班级群发布小程序，学生在规定时间内提交答案后，可以及时看到投票结果。教师进而要求学生与同伴在教学软件讨论区或者微信群内讨论此题目，二次作答并再次投票。教师可以用可视化图表统计分析学生两次答题情况，及时评估学生知识掌握情况，从而查漏补缺。通过同伴教学促进学生对易错概念的理解，提升学生课堂参与度。表1为同伴教学法课堂练习示例。

目前，主流免费教育直播平台（例如“钉钉”“腾讯会议”等软件）也可以进行简单的小组讨论和问答功能教学，教师需要合理设计问答题目，调动学生的讨论热情，激励生生互动，避免线上“同伴教学法”流于形式。

4    资源共享提速人资互动

4.1    提高教学资源的分享速度

传统线下课堂学习资料以纸质为主，资源形式相对单一，对资源的编辑和处理不够灵活，且分享成本高，效率低。而线上教学可以突破纸质教辅的限制。教师可以在线上教学资源库中筛选有价值的资源;学生可以查阅相关课程资源;教师和学生都可以在课下甚至课上实时阅读分享网上的优质教学资源。师生筛选出的内容又会成为新的教学资源，可以上传至云端供大家分享，极大地促进了线上“无纸化”教学，提高了人与资源互动的速度。

4.2    加快教学“网上资源库”的构建速度

互联网教育时代，教育资源共享门槛降低，呈现形式更加多元，使用方式更加灵活。课堂上的教学资源可以来自网上，而教师和学生在课堂中筛选出的内容又形成新的教学资源，可上传至云端供大家分享，教学资源库的体量会不断增加。如果这种人资互动所产生的资料可以形成一定的标准和规格，亦可资源共享，从而形成良性循环，为教育者和学习者提供及时有效的帮助，同时也加速构建形成教学“网上资源库”。

教学互动是线上高效教学的保证，在线教育又是未来教育的发展方向，物理教师应当尽可能地利用互联网软硬件资源，借助多平台、多软件协同教学，积极探索线上直播教学互动方法，最大限度地发挥线上教学的软硬件优势，积极探索独具特色的直播教学互动方式，做新时代教师，引领未来教育。

参考文献：

[1]陈卫东，叶新东，秦嘉悦，等.未来课堂——高互动学习空间[J].中国电化教育，2011（08）：6-13.

[2]邢红军，童大振.楞次定律高端备课再出发[J].中学物理，2019，37（09）：10-12.

[3]唐建华.在线教学环境下初中物理实验教学的思考[J].物理教师，2020，41（09）：43-44+48.

[4]张萍，Eric Mazur.Peer-Instruction——哈佛大学物理课程教学新方法[J].中国大学教学，2010（08）：69-71.

（栏目编辑    邱曉燕）