初中物理课堂融入SPOC模式的实践研究——以“凸透镜成像的规律”教学为例

(1. 江苏省苏州市吴中区甪直甫里中学,江苏 苏州 215127；2. 苏州大学物理教育研究所,江苏 苏州 215006)

加州大学伯克利分校阿曼多·福克斯教授提出的SPOC(SmallPrivateOnlineCourse)教学模式是融合了课堂和在线教育的混合教学模式。实践证明：这种小规模在线课程教学模式因其开展范围小，在提升课程教学质量、提升教师能力、降低教学成本等方面具有显著优势。

《义务教育物理课程标准(2011年版)》要求“突出学生的主体地位”“发展学生对科学技术的兴趣和爱好”“注重培养学生的学习习惯和自学能力”。然而很多学生对物理学科有恐惧感，甚至产生严重的厌学情绪。笔者尝试将SPOC教学模式引入初中物理教学，让学生学习物理时不只停留在单纯的机械记忆，而是让他们在掌握陈述性知识的同时掌握程序性知识，甚至升华为策略性知识。让学生充分体会“学有所用，学以致用”，提升学生的学习欲望，增强学生的学习自信心。

1 SPOC模式的混合学习活动设计

考虑到国情不同，各地SPOC教学模式实践的环境和生源不同，笔者将原来的SPOC教学模式根据本校的实际情况略作修改，将SPOC教学模式的实践分为两大部分：一是混合学习的前期准备，包括在教材分析和学情分析的基础上制作教学课件，录制教学微视频，编制和微视频配套的学习任务单；二是混合学习活动，包括课前自主学习、课堂协作研讨、课后深思反馈(如图1)。

图1

2 实践过程的前期准备

2.1 教材分析

“凸透镜成像的规律”是苏科版八年级物理上册第四章第三节的教学内容，本节课起着承上启下的作用,它既是前面知识的延续又是后面知识学习的理论基础。本节课注重学生体验，让学生通过实验，充分体验科学探究的过程，掌握科学探究的方法，培养学生建立物理模型的能力，强化学生学习的独立性和主动性。

2.2 学情分析

初中生正处于形象思维向抽象思维过渡的时期，他们思维活跃，求知欲旺盛，具有强烈的操作兴趣和动手欲望。但是八年级的学生由于刚接触物理，还缺乏对科学探究过程和方法的了解，在进行探究实验活动时会有一定的困难。这需要教师精心准备，将学习或探究过程中可能存在困难的环节提前准备，分层次、设台阶，帮助学生克服困难，引导学生自主进行探究活动。

2.3 自主学习资源准备

表1 “寻找凸透镜成的像”自主学习任务单

SPOC教学模式的前期资源准备是由教师在课前两周制作完成初稿，经过研讨修改，课前一周定稿。之后将课前学习内容“寻找凸透镜成的像”以微视频和任务单相结合的形式提前三天打包，推送至班级QQ群，以便学生有足够的时间可以下载微视频和任务单(如表1)，进行自主学习，并在学习过程中及时发现问题，在线讨论问题。也使教师有足够的时间发现和收集学生的共性和个性问题，进行分类整理，为后续的课堂教学提供有效的依据和明确的教学目标。

考虑到初中生的认知特点和心理特征，笔者将任务单的问题采用了图像、问答和选择的形式，降低了难度，提高了学生自主学习的成功率，提高了学生的成就感，提升了学生的学习兴趣和自信心。

3 混合学习活动设计

新课之前将部分优秀的自主学习任务单用投影展示出来，这样做的目的一方面是对这部分学生进行鼓励，另一方面也是给其他学生树立一个榜样。

3.1 任务驱动，以疑促思

将课前收集的学生自主学习时的问题分类归纳后找出共性问题，按一定的逻辑顺序书写在黑板上。学生自主学习之后提出的共性问题为：(1) 为什么凸透镜成的像有大有小？(2) 凸透镜成的像有正立，有倒立，是什么原因造成的？(3) 凸透镜成的虚像和实像怎么区分？

3.2 创设情境，以趣引究

学生的求知欲和好奇心已经在自主学习的过程中被激发出来了，我们需要创设适当的情境，将学生导向科学探究。让学生利用实验桌上的凸透镜观察一个物体，尝试寻找这个物体通过凸透镜成放大(缩小)、倒立(正立)的像，并在这个基础上猜想导致不同现象的原因。学生在自己动手试验之后基本上都可以提出“是由距离不同造成的”的猜想。此时教师需要提问学生猜想中的“距离”是指“物距”还是“像距”，这样做既明确了概念，又可以引出不同观点。当学生观点不一致时，我们可以顺理成章地进入科学探究的下一环节。当然引入下一环节的方法多种多样，教师可依据自己的风格进行设计。

3.3 科学探究，以行激学

美国教育家杜威认为：所有的学习行为都是行动的副产品，所以教师要通过“做”，促使学生思考，从而习得知识。学生的学习热情在讨论中被点燃，早已跃跃欲试，忍不住要动手实践一番了。此时教师需要指出实验不是盲目地动手操作，而是有目的、有计划、有步骤地进行的，所以要求学生根据刚才的猜想，以小组合作的形式讨论实验方案，并提出具体的实验步骤，选好需要的实验仪器。

在课前自主学习的基础上，结合猜想时的亲身经历，学生早已在心中有了实验的大概轮廓，小组讨论只是进一步将实验细化、具体化，为后续的实验探究做好铺垫。教师在学生讨论的过程中做好巡视工作，及时引导和帮助有困难的学生完成实验方案设计。在讨论测量距离的过程中教师可以简单介绍光具座的结构和功能，让学生明白它在实验中的作用。

表2 凸透镜成像实验记录表

由于时间限制，在学生完成实验方案设计之后将全班分成两大组，一组探究成倒立、缩小、实像的规律，另一组探究成倒立、放大、实像的规律，并将实验数据记录在表2中。告诉学生完成得又快又好的小组可以挑战另一组实验，挑战成功学生可以获得额外的评价积分。

在收获了前面一系列的成功后，自信心充盈的学生面对未知产生了浓厚的兴趣。同时竞争的引入又进一步提升了学生动手探索的积极性。在紧张而又愉悦的氛围中，学生很快完成了实验并找到规律：u>v时，成倒立、缩小的实像；u

在学生进一步得出成倒立、等大的实像规律和成虚像的规律之后，教师可以告诉学生：为了更加准确地界定物距和像距的范围，物理学中通常以凸透镜的焦距作为参考标准，通过比较物距和焦距的大小关系界定物距的范围。并将不同凸透镜的焦距告诉学生，让学生自己根据刚才的实验数据，寻找物距和焦距之间的大小关系和成像之间的规律。虽然学生第一次接触数据处理，但是在教师的引导下，他们完全可以凭借自己的数学知识找到规律。与此同时，学习给他们带来的成就感是无法用语言描述的，学习的兴趣和信心得到了极大的提高。

教师将学生探究实验的结论整理之后在黑板上逐条书写，并配以数轴，便于学生找出u=f这个特殊位置，进行再次探究。由于探究过程学生只是选取了其中的几个位置进行探究，在初中生的头脑中还只是一些片段的记忆和理解，所以在探究结束后，将这个实验的动画播放给学生观看，由近及远，在学生头脑中形成连续的画面。与此同时，结合动画归纳出一般规律：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；实像总是异侧倒，虚像总是同侧正；物近像远、像变大，焦点以内反变化。这样既加深了印象，还巩固了知识，提高了知识结构的完整性。

3.4 答疑解惑，以辩明理

在实验过程中，往往会生成新的教学点，如果不及时处理，会给学生带来疑惑。例如，实验中“将烛焰、透镜、光屏三者的中心调到同一高度”，有的学生实验时由于紧张没有将高度调整好，但是实验还是照常进行，而且也得出了结论。此时学生就会怀疑课本的表述，甚至怀疑知识本身。针对这个问题，教师让学生分成正方和反方，引导他们展开辩论。通过辩论，让学生意识到：将三者的中心调节到同一高度只是使像能够成在光屏的中央，方便我们观察到完整的像，同时也便于测量物距和像距。经历这样的过程得到的结论远比我们直接给出答案要清晰，印象深刻。

如果时间允许，我们还可以适当补充和拓展。譬如：拉开实验室的遮光窗帘，观察光屏上像的清晰度，你有什么感想？实验时，蜡烛燃烧会降低烛焰的高度，光屏上像的位置如何变化？用厚纸片挡住一部分光源，观察光屏上成像和没有遮挡时的区别？这些内容是学生实验时比较容易忽略的细节，如果没有实验的经验积累，学生很难有清晰的认识。同时，这样的设计既可以增加课堂教学的趣味性，还可以引导学生多思多想，拓展学生的思维广度和深度，对学生探究能力的培养大有裨益。

3.5 评价反馈，以评促改

评价不只是为了检测教学的效果和质量，更是为了获得反馈信息，让我们及时知道学生的学习收获和困难之处，帮助我们完善不足之处。为此，准备了随堂的知识检测练习和一个开放性问题：明朝的蝴蝶杯、教室的投影仪、生活中的照相机的主要部分都是凸透镜，请你选择其中一件物品，通过上网查阅相关资料，来解释这些物品的工作原理。同时还在整个学习活动的过程中设置了不同的评价环节，包括学生自评、互评和教师评价。评价内容也涵盖了知识与技能、方法与过程、情感态度和价值观三方面的内容。评价标准适当降低，以鼓励为主。

初二是学生学习物理的起步阶段，他们对于物理感到既好奇又陌生，还有一点害怕。因此教师要降低学生学习物理的难度，克服学习过程中的困难，提高他们学习物理的兴趣和热情，指导他们学习物理方法，培养他们学习物理的能力。