高中物理线上线下混合式教学实践——以“电磁感应现象”为例

胡慧青 朱行建

(1.江苏省南京市江宁高等职业技术学校，江苏 南京 211000；2.天津开发区教育促进中心，天津 300457)

1 引言

互联网、大数据、人工智能等现代信息技术正在改变着人们的生产、生活和思维，同时也改变着人们的学习方式。2020年以来，时断时续的新冠肺炎疫情给我们的正常教学带来了一些影响，几乎所有的师生都共同体验了一种新型的教学方式，即通过网络学习平台开展线上教学，许多老师都意识到：无论是新型的线上教学还是传统的线下教学，都具有各自的优势与缺陷，如果能将两种教学方式相结合，发挥各自的长处，弥补二者的不足，采用更具新意的“混合式”教学模式，即使新冠肺炎疫情结束，对我们今后的课堂教学和课外指导都具有重要的作用。

在物理教学中，教师目前面临的最大困境已不是教学内容、教学方法的问题，而是如何应用信息技术对传统课堂教学进行改革创新、提高学生的学习积极性和主动性的问题。面对物理教学的困境和信息技术为教学改革提供的机会，促使我们对信息技术和传统教学的深度融合进行探索和实践。

2 线上教学和线下教学深度融合的混合式教学探索

2.1 混合式教学

综合国内外许多专家从不同角度对混合式教学给出的定义，混合式教学就是将传统教学和信息技术进行深度融合，发挥线上教学和线下教学的优势，以获得更好的教学效果。

2.2 混合式教学模式

李克东教授认为：混合式教学是面对面教学和在线学习两种模式的有机整合。参考这种观点，笔者构建了线上教学和线下教学深度融合的混合式教学模式(图1)，这种模式要求教师充分利用网络平台，整合各类学习资源，创设多元的学习环境，既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要体现学生作为学习主体的主动性、积极性和创造性，让学生有更多的活动体验机会，将线上、线下学习的优势互补，此模式比传统教学模式更加有利于提高教学质量。

图1

3 线上教学和线下教学深度融合的“混合式”教学实践

按照传统的教学模式，在“电磁感应现象”教学中首先演示课本中的实验，学生观察，然后分析归纳得到结论，最后练习巩固。这样的教学可以传授科学知识，但是学生是在被动环境下学习的，课堂没有活力，没有关注高中生的认知特点，不利于学生的发展。

笔者采用混合式教学模式，从学习环境、学习资源、学习活动、学习评价四个维度来探索线上和线下教学深度融合的混合式教学设计。

3.1 学习环境的有效深度融合

“电磁感应现象”这节课的学习环境有线下和线上。课前预习采用线上学习的方式，教师整合教学资源，设计活动方案，在网络平台上布置学习任务，学生选择合适的时间和地点，利用网络资源进行自主学习、交流讨论，完成学习任务，激发学生探索“电与磁关系”的内在动力。

课堂教学采用线下教学方式，通过任务驱动、学生实验探究，创设自主、合作、探究的学习氛围，充分调动学生学习积极性，提高学生的探究能力，培养学生的科学态度和责任。

课后拓展采用线上学习方式，关注不同学生的个性化需求，学生通过回放、点播视频等方式巩固知识，也可以在平台上进行交流、提问、分享，学习环境更加开放、自由、宽松，有利于培养学生的自主探究、合作交流能力和创新能力。

与传统的线下教学相比较，混合式教学弥补了线上和线下教学的不足，学习环境更加多元，信息更加丰富，课堂不是唯一的学习环境，教师也不是唯一的信息提供者。学生的学习可以不受空间和时间的限制，在自主合作探究中上也更开放。另外，通过线下课堂面对面的教学活动，弥补了线上学习的不足，提高了学生的核心素养。

3.2 学习资源的有效深度融合

传统的教学资源主要是文本资源，包括教材、教辅，文本资源虽然系统、全面，但是比较单一、枯燥。而数字资源内容比较丰富，主要包括微课、网络课程、虚拟仿真实验室、数字化教学素材等，但是数字资源往往是碎片化的、不系统的，仅通过数字资源进行学习不利于培养学生的逻辑推理、归纳概括等思维能力。

“电磁感应现象”这节课将传统的文本资源与数字资源进行有机融合，发挥二者的优势。课前准备和课后拓展的学习资源分为知识、能力和素养层面(图2)，学生在线上根据自身能力自主选择学习内容，完成任务单，实现个性化分层学习。

图2

这节课的线下学习资源也很丰富，有创设学习情境的视频，有引导学生探究的演示实验和法拉第电磁感应实验，有展示物理规律的动画等。课前碎片化的知识点通过课堂学习得到系统化整理，与传统学习资源相比较，线上、线下学习资源为学生提供了生动、直观、形象的学习内容，激发了学生的学习热情，拓宽了他们的知识面，培养了他们探索问题的兴趣和能力，促进了教学目标的有效达成。

3.3 学习活动的有效深度融合

在混合式教学中，无论是线上还是线下，学生都是学习的主体。线上学习以学生自主学习为主，缺少老师的监督，这就对学生的自律性提出了更高要求，所以，培养学生的自控力是决定线上教学成功与否的关键要素。而线下教学主要以问题讨论、实验探究、团队合作、主题汇报等活动为主，教师不再是知识的传授者，而是活动的设计者、学习资源的开发者、学生学习的指导者、学生活动的引导者、学生问题的答疑者、学生思想的交流者。混合式教学中教师的教学活动和学生的学习活动如图3所示。

图3

“电磁感应现象”这节课的课前学生活动有观看微课，查阅物理学史，在户外做“摇绳发电”实验。课后的学生活动有观看视频、了解电力技术发展史，上网查阅发电机构造和原理，拆卸手压式发电手电筒，了解其结构和原理，撰写小论文等。这些活动涉及在课堂上不能完成的实验，拓宽了学习渠道，提高了学生自主学习能力，这节课的线下课堂教学流程如图4所示。

图4

首先通过“摇绳发电”引入课题，启发学生用建模的方法把复杂的地磁场简化为匀强磁场这个简单的模型来研究。让一段导线在匀强磁场中做直线运动，观察实验现象并记录。同时，引导学生将立体图画成不同角度的平面图，进行降维处理。

接着提问：如果导体不动，磁铁运动，是否也能产生电流呢？“实践是检验真理的唯一标准”，演示磁铁插入或从螺线管中拔出的实验。继续提出疑问：如果导体和磁场都不发生运动，是否也能产生电流呢？通过层层提问，帮助学生拓展认识自然规律的宽度。

然后介绍法拉第发现磁生电的过程，重做法拉第的实验并记录。通过物理学史的介绍对学生进行思政教育，从奥斯特到科拉顿，总结科拉顿实验失败的原因在于传统观念的影响，他一直致力寻找静态下的感应电流，而忽略了对动态过程的观察和思考。教育学生要改变封闭僵化的思想观念，要勇于变革，开拓创新。

接着，运用动态效果图，共同探究磁生电的本质，引导学生将对实验现象的认识提升到理论层面，提高学生认识自然规律的深度，最终找到磁生电的条件，并应用物理知识说明发电机原理。

3.4 学习评价的有效深度融合

传统教学对学生的学习评价是由教师按照平时成绩、期末成绩的比例得到最终成绩，这种评价比较片面，忽略了过程性评价和对学生思想品德的评价。混合式教学应用信息技术建立学生成长档案，记录学生线上和线下的学习过程，便于随时查阅和诊断，及时发现每个学生在知识、能力等方面存在的问题，突出评价的激励功能和矫正功能，促进学生的发展，线上线下学习评价方式如图5所示。

图5

针对“电磁感应现象”的教学，笔者在两个班级分别开展传统教学和混合式教学，课后分别对这两个班级的学生进行了问卷调查，每班45人，一共发放并收回有效问卷90份，就知识和能力素养提升两个层面对比两种模式的教学效果，统计结果如图6、图7所示。

图6 知识层面教学效果比较

图7 能力和素养层面教学效果比较

从统计结果可以看出，混合式教学相比传统教学更有利于学生的发展。在评价中，不仅检测学生的课堂表现，还关注了学生的线上学习情况；不仅检测学生的基础知识和技能，还考查学生的问题解决能力、合作交流的能力以及科学态度和社会责任感。

4 反思

混合式教学发挥了线上、线下教学的优点，整合教学资源，将学习主动权还给学生，有利于核心素养培养目标的有效落实。当然，在教学实践中也存在一些问题，值得反思与进一步研究。首先，学生线上自主学习的管理问题还要进一步研究；其次，学生学习过程的评价在技术方面还有待进一步完善，如果过程评价更细、更准，那么对学生的学习诊断就更加精准，更有利于学生的发展。

笔者对混合式教学的探索和实践的初衷是为了改变传统课堂的弊端，提高学生参与度，改善学习效果。在探索实践中，有丰厚的收获，也产生了新的问题和困惑，信息化教学需要我们不断学习研究和实践，任重而道远。