在线教学模式在初中物理课堂中的应用与创新——以“探究物体温度升高时吸收热量的影响因素”为例

刘天意

上海市行知中学附属宝山实验学校

一、 引言

根据上海市新冠肺炎疫情防控有关部署，上海市中小学自2022年3月12日起全部调整为线上教学。与传统线下教学相比，在线教学有其独特的优势，如不受时空限制，同时听课人数多，授课过程可以回看、反复看等，但不可否认的是，在线教学缺乏线下课堂的学习氛围，课堂互动性大大减弱。此外，教师无法及时掌握学生某一阶段的学习情况，难以及时调整教学节奏。如何充分利用在线教学工具的优势，通过在线课堂中的有效互动形式，激发学生的学习兴趣呢？

传统线下教学中，课堂互动是指师生在课堂上通过语言、眼神，甚至肢体动作、情感表达展示课堂风采，教师实现言传身教。通过课堂互动，教师可以及时发现并纠正学生上课注意力分散的情况。此外，通过简单的问答，教师可以及时了解学生对讲授知识点的掌握情况，从而针对学生的情况及时调整上课节奏。但是在线上教学模式下，有着屏幕的阻隔，课堂互动的成效面临挑战。

下面笔者就结合自己在使用宝山教育“未来宝”开展线上教学过程中积累的经验和想法，以“探究物体温度升高时吸收热量的影响因素”一课为例，谈谈如何在在线教学过程中，利用多样的交互方式提高学生的学习兴趣以及课堂的参与度，从而提高学生的学习效率。

二、 目前在线教学存在的问题

（一） 教师发言占比过高，学生发言比例较低

相较于传统的线下课堂，在线教学中，绝大部分时间是教师在讲课，学生发言的机会相对较少。对于物理教学而言，课堂上让学生多发言，不仅可以培养学生的逻辑思维能力、语言表达能力，还可以让教师及时了解学生在预习过程中出现的问题、在课堂上没有掌握的知识点等，以便教师及时调整教学节奏。让学生开口说是提高学生物理思维能力的关键。然而，在线课堂的模式下，如何有效地提高学生发言的比例，是一个亟待解决的问题。

（二） 互动形式单一，互动效率较低

在目前现有的在线教学软件中，在线课堂实现课堂互动的方式是有限的。课堂互动的方式几乎仅限于传统教学中的教师提问，学生回答。而在传统的线下教学中，互动的方式多种多样，如英语课堂中的角色扮演，物理、化学课堂中的实验演示、小组讨论等。张楚指出，在她研究的一系列线上教学案例中，教师都未采用生生互动的教学方式，也未开展多种教学互动，师生、生生之间缺乏深度的沟通和讨论［1］。

（三） 学习反馈和评价方式单一

张楚通过研究发现，在线教学中，教师对学生的反馈和评价方式较为单一，教师往往采用一些表扬、鼓励性的词语，如 “很好” “不错” “对”等评价学生的回答，对学生的回答内容缺乏具体的针对性的评价［1］。这样会导致学生对教师的评价不以为意，逐渐降低其主动回答问题的积极性。反观传统线下教学中，教师可以组织生生互评等多种评价方式，充分地利用同伴互助来激发学生的学习兴趣，鼓励学生参与到课堂中来。而在线教学中，教师的反馈与评价面临挑战。

三、 在线教学的设计

吴怡君、陈丽将目前中小学典型的在线教学模式总结为五类：在线讲授式教学、在线翻转式教学、基于资源的自主学习、在线协作学习以及多模式综合的主题型学习［2］。笔者在其研究基础上进行了如下的梳理（表1）。

表1 目前的在线教学模式梳理

本案例中，笔者在分析本节教学任务、制定相应的教学目标后，采用了多模式综合的主题型学习模式。在课前，笔者将利用NOBOOK平台录制的在线模拟实验视频发至师生群，要求学生提前观看并思考问题。在课中，因时制宜，选择合适的师生、生生互动方式。在课后，笔者及时借助不同软件对学生进行评价和反馈。整个物理在线教学的设计包含教学环节、教学内容、教学平台及关键技术、解决问题四个要素（图1）。

图1 物理在线教学设计

四、 在线教学的实施策略

（一） 导入新课方式的应用与创新

《义务教育物理课程标准（2022年版）》指出，义务教育阶段的物理课程应遵循初中学生身心发展规律，贴近学生生活，关注学习生长点，以具体事实、鲜活案例、生活经验和基本概念等引导学生进行理性思考，加强与生产生活、社会发展及科技进步的联系［3］。由此可见，物理学是一门与生活紧密相关的学科，想要激发学生的学习兴趣，就必须将学生所学的物理知识与学生的生活紧密相连。

在传统的线下课堂中，对于本节内容，教师往往会采用生活经验导入的方式，让学生在回忆生活中烧水经验的基础上进行合理猜想。然而，少部分学生缺少生活中烧水的切身体验，难以提出合理的猜想。在线上的物理课中，教师可以通过线上模拟实验，将烧水的生活情景引入课堂，能够有效地提高在线课堂的教学效率。

例如，在本课前，笔者请学生观看笔者利用NOBOOK线上平台录制的线上虚拟实验：用完全相同的两个热源同时从20℃开始加热两杯质量相同的水，一杯水加热到50℃，另一杯水加热到100℃，比较两杯水加热时间的长短。接着，请学生结合日常生活经验进行猜想，水温度升高时，吸收热量的多少和哪些因素有关。在观看线上虚拟实验的基础上，学生很容易想到水的温度升得越高，需要的加热时间越长。由此，自然而然地过渡到用加热时间反映水吸收的热量。

传统的线下课堂中，对于没有切身体验的学生来说，使用这种利用生活经验导入新课的方式，其教学效果会大打折扣。而在线课堂中，教师可以利用线上虚拟实验，将常见的生活情景引入课堂，充分调动学生的求知欲，从而提高学生的学习效率。

（二） 视频资源的应用与创新

谢幼如等通过分析若干在线教学案例发现，现有在线教学资源种类齐全、形式丰富，能够解决疫情防控期间线上教学的基本需求［4］。例如，上海市在疫情期间重启“空中课堂”，更是推出了“空中课堂”的升级版——《名师面对面》，给教师提供了丰富的线上资源，可以帮助教师有效开展线上教学。

在本节课中，有一些演示实验，如用酒精灯加热两杯质量不同的水，比较它们吸收的热量与水的质量的关系。传统的线下课堂中，这一实验往往需要教师与一名学生或两名学生相互配合完成。该实验对学生的实验操作技能要求较高，学生需要快速、准确地读取温度计示数并及时按下秒表计时，否则无法得到吸收的热量与水的质量成正比的结论。而在线上的物理课中，教师可以利用“空中课堂”中的实验视频资源，或是在线虚拟实验平台，零失误地完成实验演示。

在本节课中，笔者截取了“空中课堂”中的实验视频片段进行播放。在播放实验视频的过程中，笔者可以随时按下暂停键，便于学生记录实验数据。对于物理学科中有一定操作难度或是危险性的实验，可以充分利用“空中课堂”中的实验视频资源，让学生在观察实验现象和结果的同时，兼顾操作过程。

此外，传统的线下课堂中，教师演示实验的可视性有限，无法让每一名学生直观、清晰地观察到完整的实验过程。而在线教学中，教师则可以通过共享屏幕的方式，将完整的实验过程呈现在每一名学生眼前，让实验的演示效果得到充分体现。

（三） 课堂互动方式的应用与创新

课堂互动行为主要分为人际互动和人物互动两类。传统的线下课堂中，课堂互动方式主要为人际互动，即师生互动和生生互动。而在线上教学中，课堂互动的方式还包括人机互动，即教师或学生与各在线平台的技术互动。

在课前，教师可以精心准备“导学单”等教学资源，在线上授课前，提前推送至师生群，并利用在线考试平台进行测试，从而了解学生已有的认知水平。例如，本课前，笔者请学生观看NOBOOK线上虚拟实验，并利用问卷星在线测试功能创建课前预习作业。利用问卷星的数据统计和分析功能，教师可以精准地了解每一名学生现有的知识水平，从而准确把握学生的最近发展区，有针对性地开展在线教学设计。

在课中，教师可以因时制宜，通过各种各样的课堂互动方式，让在线课堂趣味横生。以本课为例，笔者根据授课内容让学生输入特定的字符，如数字“1”“2”等简洁的符号，判断学生对新授知识掌握与否。再如，笔者在上课过程中与学生随机连麦通话，针对学生的表现给予及时的评价与鼓励，从而有针对性地对学生进行检测。又如，笔者将“粉笔”授权给学生，请学生记录实验数据，增加学生的实验参与感。

此外，在本节课讨论“水和煤油谁的吸热本领更强”时，笔者对学生进行线上分组，每组学生在组群内交流讨论后，选出小组代表，将小组讨论的成果拍照上传至教师端，教师在课堂内展示、分享各小组的学习成果。

在课后，教师可以通过问卷星等问卷调查平台，了解学生对于课堂的满意度及改进意见。例如，在本课后，笔者利用问卷星设计了如下的调查题组：（1）如果给本节课的教学效果打分，你会打几分？（2）你认为本节课有哪些可以改进的地方？（3）今天在线课堂直播的过程中，你遇到了什么问题？通过问卷调查平台的数据整合，教师可以真正了解学生的所思所想，从而进行自我反思，更好地调节教学任务，实现教学相长。

（四） 学习评价方式的应用与创新

吴怡君、陈丽提出了学习评价方式的多元化，包括评价主体的多样化以及要重视过程性评价［2］。评价主体的多样化是指除了传统的教师评价学生以外，还可以采用生生互评、学生自评的方式。过程性评价是指在教学过程中，对学生学习情况进行的评价。

目前，大数据、人工智能等技术正在改变学习评价方式，数字化评价能更有针对性地反映个体层面的表现［5］。在传统的线下课堂中，过程性评价往往是通过教师抽取学生回答指定问题来达成的。然而，个别学生的作答情况并不能代表全班学生对知识的掌握情况。在线课堂中，教师可以利用软件的数据分析功能，即时、精准地掌握每一名学生的学习情况。例如，在本课中，笔者在本节课的不同时间节点设置了多个反馈练习，通过“未来宝”答题卡的数据分析功能，可以及时掌握学生学习目标的达成情况，并以此为依据，在课堂上作出正确的决策，对教学过程进行动态调整。

在线课堂中，同样可以有效地进行生生互评和师生评价。在本节课中，某名学生在回答完实验结论后，笔者请其他学生对该同学的回答作出评价及补充。此外，有部分学生通过分析表格中的数据发现，质量一定的水吸收的热量与升高的温度之间成正比的关系，并通过互动消息区发表自己的观点。通过同伴之间的互相帮助、互相补充和互相评价，可以让学生对自己的学习成效有更加全面、清晰的认识。此外，在遇到一些计算题时，笔者通常会让学生将过程书写在纸上，然后拍下来，用“未来宝”私信发给笔者，从而了解学生解题格式的书写是否规范。同时，笔者利用在线批注、标记等方式对学生作业进行反馈，也将其作为个性化辅导的参考依据，更好地实现因材施教。

教师在课堂结束之后，可以借助“未来宝”的信息记录和分析功能，对整堂课中互动消息的数量和内容进行分析，便捷地获取学生在学习过程中的行为数据。此外，笔者借助数据处理软件（如问卷星）进行数据分析，了解每一名学生的课堂参与度、本堂课的目标达成度、学生对课堂的满意度等。多元化的评价方式，如在线答题、生生互评、在线问卷调查等形式，使学生的在线学习效果得到有效提升，同时也明显提高了教师的信息化技能和信息化素养。

五、 结语

本节课通过课前导入、课中互动及评价、课后反馈等阶段的教学环节设置，在有效达成教学目标的同时，充分调动起学生学习物理的兴趣，提高了学生物理课堂的参与度。课后的作业反馈显示，学生能够用控制变量的思想准确表述实验结论。此外，课后的问卷调查结果也表明，学生希望在之后的在线课堂中更多地利用在线模拟实验，并增加小组讨论的活动。

在线上教学模式下，没有了教师在身旁的督促，如果想保证学生学习的专注度，教师必须使课堂更有吸引力，这样学生才能够孜孜不倦地保持学习的动力。要想使课堂具有吸引力，一是可以通过在线模拟实验将学生熟悉的生活情景引入课堂，提高学生对课堂的兴趣。二是可以利用大量多媒体资源充实课堂，如充分利用“空中课堂”的实验视频资源、实验动画、与本课相关的电影片段等。三是可以通过多样化的交互方式，促使学生深度进入学习过程，激发高阶思维。四是利用大数据平台，采用多元化的学习评价方式，将数字化评价与传统的师生评价、生生评价相结合，培养学生的元认知，从而自主调控学习策略。

线上教学向习惯于线下教学的教师提出了新的挑战，也是教师新的学习和成长机遇。线上、线下相融合的混合教学模式将是未来教学的趋势。作为年轻教师的我们，应该以积极探求的心态，充分发掘线上线下教学模式的优势，兼收并蓄，大胆探索教学模式革新之路。