高中物理在线教育的理论模式与实践探索

张丽春

随着新媒体时代的到来，各种信息技术得到了广泛运用，它们在教育领域也开创了一片新天地。特别是在新冠肺炎疫情的影响下，在线教学也进入了日常的教育教学中，它能够打破传统的单一化教学模式，让学生实现个性化学习，为学生的自主探究提供更为广阔的空间。基于此，教师应该积极地探索在线教育的理论模式，以理论为支撑，展开实践探索，为常态化的在线教育模式优化提供有效建议。

一、高中物理在线教育的理论模式

（一）知识整合教学理论

知识整合教学理论将视角聚焦于知识的对比，让学生在已有的知识基础上展开深层思考与实践，自主学习、合作交流，积累所需知识与技能，进而反思与实践。学生在探索的过程中，会产生很多想法，他们所产生的想法是与自身的思维库相贯通的，对知识的整合也是建立在广泛的思维库基础上的，他们基于所学知识产生质疑与联想，综合各阶段知识要素进行思考与探索。这种在线学习理论便充分尊重了学生物理思维观念发展的需要，能够激发学生创新思考，不断补充新的意识与理念，最终实现新旧知识观念的有机整合[1]。

（二）支架式知识整合框架理论

这一理论更加专注于学生的主体性，强调以学生为中心，促使他们去主动地实践并参与网络课程学习活动，分析网络学习资源。而这一理论其实更加强调情境的生成、软件的运用及教师的支架式引导，达到帮助学生综合解决实际问题的目的[2]。在线教育能够关联学生的物理旧知识，使他们能够参与一系列的网络学习活动，并通过在线学习平台检测自己的学习成果，结合评价加以反思，进而实现线上交流、线上实践与线上合作。而学生对理论的学习是物理教学的基础与前提，理论知识能够为学生的物理实践探索提供有力支撑。因此，教师以这一理论模式为引导，能够帮助学生实现高质量在线理论学习，打造具有特色的物理学习课程，凸显学生的物理智慧思维。

（三）期望确认理论

期望确认理论最开始是基于顾客心理研究层面提出来的，后面由教育学者运用技术展开实践，探寻了在线学习与这一理论之间的关系。以期望确认理论为指导的在线学习模式更加考虑了各方的因素，引入了关于多方的思考，致力于调动各方因素来实现对学生的高质量在线教育。

（四）自我决定理论

这一理论的研究将视角聚焦于个体学习动机激发这一层面，重在展现学生的自由性与自主性程度。这一理论模式将学生的学习动机分为三个方面，分别为无动机、外部动机及内部动机。三个动机之间是呈现一种正相关的关系，如果它们都得到满足的话，学生的个体学习动机就能够得到增强，进而也会影响他们的在线学习效果。

二、高中物理在线教育的实践探索

（一）在线教学设计系统化

物理知识具有很强的系统性和完整性特征，因此在实际的教学中，教师就要结合不同的知识内容做不同的课程设计。教师要在具体的教学案例中体现知识的联系与层次，让其更加系统化、科学化，呈现知识的建构过程[3]。因此，在线物理课程的教学设计就要着力于发挥信息技术的协调作用，要以学生能力素养发展为目标，系统呈现物理知识，丰富学生的综合性学习思维。

以鲁教版高中物理教材为例，实验教学“测定电池的电动势和内阻”是学生对“欧姆定律”的有效应用，有利于学生深入理解闭合欧姆定律和电动势。传统的线下课堂中，教师所使用的教学过程为“原理讲授—过程设计—实验探索”，这其实并不能起到很好的教学效果。教师可以借助信息技术，使用NOBOOK 虚拟实验软件开展教学，让学生独立进行实验，获得参与感。首先，教师要确定实验的内容：将相同功率的两个灯泡分别串联在干电池和“苹果电池”中，闭合电路，发现第一个小灯泡亮，第二个小灯泡不亮。确定了内容之后，教师便可以引入NOBOOK 虚拟实验软件，为学生演示实验，并且向他们讲解这一实验软件的使用方法。在操作的过程中向学生提问：“为什么会出现这种现象？”鼓励学生在“消息区”评论，引发他们的在线互动。其次，在学生回答了基本的内容之后，教师可以继续提问，将学生的思维引到实验原理上来。如：“本实验的原理是什么？”“干电池的电动势和内阻的方法有哪些？”以提问的方式再次启发学生深入思考，让他们多次重复试验，在反复实验中总结经验与方法，获得满满的成就感。而他们在反复实践的过程中，思维会不断深化，他们的分析、创造等高阶思维便会得到提升。在学生回答完问题后，教师再引导他们利用NOBOOK 软件绘制实验电路图，并将这一电路图分享至班级群中。再次，教师确定学生的电路图之后，可以为他们讲解需要注意的内容，然后指导他们进行实验。而实验方向可以分为干电池测量和“苹果电池”测量两个部分。在他们进行实验并得到数据之后，就要通过截图保存数据，然后上传至班级群中，供同学和教师观看。学生还可以在“消息区”分享自己的经验，说出自己的困惑，实现自主交流。教师则要抓紧时间检查学生提交的内容，发现问题之后反馈给学生，促使他们继续开展实验。最后，教师让学生根据上交的数据绘制图线，展示他们的实验结果，观察实验数据，回答问题，实现对知识的巩固。

通过这样的方式能够展现学生在实验学习中的主动性，而学生与教师、学生与学生之间也能实现在线互动与交流，转变学生在课堂学习中的状态。这样一来，学生以往的低阶思维，如实验现象、实验原理记忆和应用便会逐渐转化为分析、创造类的高阶思维。由此，他们便能从更为客观、科学、多元的角度去解析这一实验原理，提升实验技能，丰富实验知识，达到技能素养提升的目的。

（二）学生在线学习自主化

新课程改革更加倾向于学生自主学习能力的展现。在这一过程中，教师要根据不同学生的实际学习情况，对他们提出不同的要求[4]。如：低段学习水平的学生需要保持注意力，不能退出软件看其他的东西；中段学习水平的学生需要与教师进行线上交流；高段学习水平的学生更多需要自主学习，与他人进行合作交流。教师在实际的教学中，要立足于不同层次学生的学习需要，为他们设计不同的在线学习任务，凸显他们在线学习的自主性。而学生在自己的能力范围内展开物理学习，能够更好地完成物理知识的有效分析与建构，使自身的学习符合建构主义学习理论，对网络学习资源的运用更为多元，体现自主性思维。

以鲁教版高中物理教材为例，教师在教学“平抛运动”时有“平抛运动的特点”这一内容，需要优化教学手段，实现学生的自主化学习。首先，教师可以引入一个小游戏——“飞机炸轮船”，让学生试玩游戏，体验平抛运动的特点。教师借助线上推送虚拟现实小游戏的方式，能够让学生的注意力得以集中，在游戏中初步感知平抛运动的规律。其次，教师可以利用平台为学生展示“玩具枪水平地射出水流”的图片，向学生提出问题：“水离开发射物之后，它的受力情况是怎样的？ （不考虑空气阻力）”“初速度是怎样的？”“它在空中的运动轨迹是怎样的？”教师以图片为引导，向学生提出一系列的问题，能够让学生的思维得以延展。而问题的设计也遵循了循序渐进、由易到难的原则，让学生可以自由回答。最后，为了让学生以这一知识点来延伸实验设计，展现学生的自主性，教师便可以借助多媒体技术为学生展示平抛运动的演示过程，借助演示运动，继续向学生提出问题，如：“平抛运动能够分解成哪两个方向上的运动？”“分别做什么运动？”“如何通过实验来验证猜想？”“具体的实验思路和方法是什么？”逐渐深化学生思维，让他们自由在“消息区”作答。而教师也可以连麦的方式让学生进行综合讨论，借助线上平台查阅资料，提出自己的实验计划，利用对比法、描点法、喷水法等，让他们更为自主地参与实验，自主制定实验探究方案与计划，展现他们的分析、创造等高阶思维水平，让他们的线上学习过程更为优化。

表1“自由落体运动”教学设计

（三）在线教学支持健全化

在实施在线教学时，教师应该尽量让线上教学保持健全化。从教学目标层面来讲，教师要关注三维目标的落实。从教学过程来讲，教师要让其支持课前、课中以及课后的教学服务。从家校联合的层面来说，应该支持学习设施和学习环境的健全等。总之，教师应该从多个方面着手，最大限度地实现在线教学的健全化，让学生有更多的思考点、探究点，优化并完善他们的学习过程，提升他们的综合学习效能。

以鲁教版高中物理教材为例，教师在教学“自由落体运动”时，就可以设计健全化的教学案例（见表1）。

从在线教育的教与学过程评估框架的角度来看，整个教学实现了课前、课中及课后的完整连贯，并且整个学习过程更加契合实际。从教学层面来讲，这一知识主要属于“规律类+实验类”的教学内容，那么教师就要从两个方面着手，即规律讲解与实验验证。因此，教师借助智能软件NOBOOK 带领学生展开实验操作，借助多媒体为学生呈现视频及图画资料，逐层引导学生，促使他们产生认知冲突，让学生能够大致理解自由落体运动的特点，之后再让他们以实验探究的方式说出自己的猜想。这样能够切实展现学生的实验探究能力及逻辑思维能力，能够让他们的自主性得以具体展现，在课前、课中及课后做到健全化发展，让学生有更为广阔的操作空间。

综上所述，随着现代化教育技术的飞速发展，高中的物理课堂可以引入在线教学模式。在学生充分理解并认知了相关理论的基础上，教师便可以理论指导实践，优化实践策略，如从在线教学设计系统化、学生在线学习自主化、在线教学支持健全化等多个方面着手，优化在线教学过程，充分发挥在线教育的效力，让学生在这一教学模式的引导下，展现自主学习实效，凸显自主化实践效果，丰富他们的知识建构方式，最终让学生的物理核心素养得以有效培养。