初中物理线上实验教学现状调查与应对策略

吴时丰

(南京师范大学教师教育学院,江苏 南京 210023)

1 引言

新冠肺炎疫情爆发后,教育部办公厅与工业和信息化部办公厅于2020年2月12日联合发布《关于中小学延期开学期间“停课不停学”有关工作安排的通知》,要求“在延期开学期间开通国家中小学网络云平台和电视空中课堂,免费提供有关学习资源,供各地自主选择使用”,中小学纷纷在各大网络平台上进行了线上教学。

21世纪初线上教育就已作为辅助手段进入中小学课堂,但此次疫情使得线上教学成为主流,这对早已适应传统教学的师生来说,无疑是巨大的挑战,因此网课乱象频现。物理实验由于其特殊性,受影响程度最大,导致实验教学效率严重降低。笔者对初中物理线上实验教学的情况进行调查研究,与一线教师分享线上实验教学的建议。

2 线上实验教学现状分析

2.1 调查问卷设计

为了解线上实验教学的现状,笔者自编了调查问卷,共有22个题目，内容涵盖两个部分：一是被调查教师的基本信息,二是教师线上实验教学的实施情况,主要涉及线上教学的模式、评价等。

2.2 调查对象

笔者选择江苏省部分初中物理教师进行调查,其中男教师51人,女教师49人。执教初二的有50人,初三的有58人,部分教师兼任两个年级的教学工作。从学校所处地区看,有77%的教师来自城镇学校,设备技术条件较为完善，教龄为1～5年、6～13年、21～25年、14～20年和25年以上的分别占20%、21%、34%、15%和10%。

2.3 线上实验教学存在的问题

(1)教师信息素养有待提高。只有56%的教师对线上实验教学持“同意”“非常同意”的意见,经常开展实验教学的教师仅占16%,大部分教师对线上教学仍然比较排斥,并没有意识到线上教学在物理实验中的独特优势,表明当前教师的信息素养不足以应对新情况的挑战。教师对线上实验的认同度低,也势必会导致疫情期间的实验教学流于表面,难以发挥物理实验教学的功能。

(2)学生居家学习积极性受挫。在线上教学中,学生远离教师的监督,自制力又不强,学习积极性受挫,最直接的表现是学生在教学中的参与度降低,76%教师认为学生在线上的参与度只有一般及以下水平(图1)。物理实验教学强调学生观察现象、亲身体验,在操作、收集、处理和分析数据中培养科学素养,只有在学生真正参与到物理实验的条件下,才有可能实现线上实验教学的良性发展。

图1

(3)线上实验教学体验感不强。学生在传统物理实验课堂上,通过观察和思考，掌握物理概念和规律,但在线上教学中,只面对电脑屏幕的学生缺少实验感受,无论是教师演示还是学生动手,都受到了实验条件的限制。46%的教师认为影响线上实验教学效果的主要因素是学生体验感差(图2),缺乏体验感的实验教学,会使学生感到枯燥无味。

图2

(4)师生之间缺少互动交流。38%的教师认为师生互动性不强造成了线上实验教学效果不佳(图2)。另外,科学探究中的重要环节就是交流与合作,61%的教师认为线上教学不利于该环节的开展。物理实验教学不是简单的实验操作,需要师生互动、生生交流,线上平台在方便教学的同时,在一定程度上也阻断了师生互动的途径,双方无法及时、顺畅地分享观点,难以提高学生的实验素养。

3 优化线上实验教学的策略

3.1 转变教师观念,提升信息素养

线上教学并不是疫情产生的新事物,而是教育走向信息化时代的必由之路,线上教学的全面展开是大势所趋。线上教学效果不佳也是因为部分教师没有真正认识到线上教学的优势,仍然束缚在传统教学的框架内。面对线上教学的冲击,教师应转变教育观念、不断学习现代信息技术。

金陵中学仙林分校在疫情期间,采取“一人上课、全员参与”的方式,结合物理学科特色,通过各种方式展开实验教学。初三物理组针对实验教学中经常使用的演示视频,组织教师进行统一录制并进行线上共享,保障了视频质量。有的教师为力求真实的实验环境,现场直播了实验操作。初二的朱教师抓住线上实验教学的机会,让学生在家中制作潜水艇模型,利用QQ进行线上指导,既不占用课堂实验时间,又可以让学有余力的学生的动手能力得到锻炼。传统实验教学受时空的限制,师生课后基本没有交流、探讨,但是线上交流平台拉近了师生的距离,教师能及时给予指导,课外实验的实时辅导是线上教学的一大优势。

3.2 开发生活化实验,倡导自主学习

为提升学生参与物理实验的积极性,开展以“学生为中心”的家庭小实验是提升学生实验参与度的有效路径。首先，教师可以选择教材中的简单小实验,让学生在家中自主体验,例如测反应时间、电荷间的作用等等。其次，线上教学将实验延伸至课外,探究的开放性显著提升,非常适合物理综合实践活动的开展。例如“制作简易密度计”的综合实践活动就可以让学生在家中完成。最后，借助线上教学平台以及微信公众号,可以展现学生的实验过程和成果,提高学生的参与度。

浙江海宁市借助微信公众号“海宁市初中科学”,打造了科学实验展示平台。在疫情期间该公众号展示了学生在家中完成的各种科学小实验、小制作,推文数量多达86篇。以物理实验为例,有以下类型：(1)延伸探究类。让学生对教材中的实验内容进行深入探究,如探究摆锤动能与重力势能的转化和影响重力势能的因素、关于密度和蒸发现象的研究等。(2)发明制作类。让学生利用生活材料进行趣味实验器具制作,如自制喷雾器、会自转的花灯等。(3)现象揭秘类。让学生关注生活中的物理现象，通过实验探究解决生活问题,如探究饺子的沉浮与内部空气的关系、体重之谜、闹情绪的手机。每期的推文都清晰展现学生发现问题、查阅资料、实验探究、反思结论的过程,学生的实验素养在真实的探究情境中得以提升。海宁市依托公众号为学生提供了交流评价的机会,选择的物理实验也非常贴近社会生活,调动了学生课外参与物理实验的积极性。

3.3 巧用虚拟软件,增强操作体验

线上教学较传统教学体验感不强,若巧用物理虚拟实验室可以有效突破该困境。虚拟实验室软件不受器材、时空限制,打造了较为逼真的实验环境,加强了交互体验。在教师演示实验中,学生能直观观察、模拟物理现象。在学生实验中,学生可以在线上熟悉实验器材和操作,还可以借助虚拟实验器材进行开放性的实验探究,实验成功率高、器材无耗损,无需担心学生操作不当而产生的安全隐患。

NOBOOK虚拟实验室是一款虚拟仿真教学软件,以初中物理实验为例,包含与“电与磁”“力学”“光学”“声学”“热学”等相关的195个实验,学生可以在手机、PC、平板等多种设备上随时随地开展实验。如“家庭电路与安全用电”的实验,以往教学考虑到安全问题,只让学生画出家庭电路图,在NOBOOK平台上,学生可以安全地操作虚拟家庭电路,体会电路的正确连接方法,加强用电安全意识。

3.4 线上交流反馈,完善教学评价

部分教师进行线上实验教学评价时,主要通过试题测验的方式。虽然线上教学不具备传统教学面对面式的交流优势,但是在信息技术支持下却具有更加多样化的互动方式,选择满足学生多元互动需求的教学平台,借助线上教学平台的信息数据,教师可以做到及时、准确的评价。

“雨课堂”教学平台能够为学生提供互动答题、弹幕、投稿、语音、拍照、小视频等多种交流方式。教师利用“雨课堂”课前发布预习PPT,穿插实验习题,学生完成后生成学习报告;课中进行实验时,教师可以要求学生将实验过程以“投稿”方式上传,并在“弹幕”和“评论区”发表自己的意见。课后综合学习报告和交流的信息,教师可有针对性地发布实验作业。

疫情突袭,为保持线上实验教学高效,教师应当正确认识线上教学所带来的变革,勇于突破传统教育方式,适应信息化的要求,促进线上物理实验教学的有效开展。