運用SOLO評價的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學設計
——以“電勢能和電勢”一節(jié)為例

朱 琛 程敏熙

(華南師范大學物理與電信工程學院 廣東 廣州 510006)

運用SOLO評價的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學設計
——以“電勢能和電勢”一節(jié)為例

朱 琛 程敏熙

(華南師范大學物理與電信工程學院 廣東 廣州 510006)

將SOLO評價引入翻轉(zhuǎn)課堂，致力于提高翻轉(zhuǎn)課堂的教學效果，并以電勢能和電勢為例，運用SOLO評價的“翻轉(zhuǎn)課堂”形式進行了具體的教學方案設計.

翻轉(zhuǎn)課堂 教學效果 SOLO評價 教學設計

1 引言

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，“翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式越來越多地被各類學校采用，并獲得了比較理想的教學效果.“翻轉(zhuǎn)課堂”模式要求學生在課下觀看學習教學視頻，然后針對重難點問題在課堂上進行討論促進學習的內(nèi)化.在這一過程中，學生自主觀看視頻學習的情況、教師對學生自主學習情況的掌握、教師根據(jù)學生的掌握情況有針對性地引導教學的程度等都會直接影響“翻轉(zhuǎn)課堂”模式的教學效果.因此，在整個過程中對學生學習情況的診斷性評價必不可少.

為了進一步提高翻轉(zhuǎn)課堂的教學效果，幫助教師在課堂上針對不同學生自主學習的情況進行引導性地因材施教，筆者將SOLO評價方式引入“翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式中.SOLO分類評價法是一種以等級描述為基本特征的質(zhì)性評價方法，由澳大利亞學者約翰·比格斯教授創(chuàng)建，基本理念源于皮亞杰的認知發(fā)展階段論.SOLO作為一種質(zhì)性評價方式，能在短時間內(nèi)幫助教師了解學生的視頻學習情況并依據(jù)學生學習的不同層次水平有針對性地進行教學.

2 運用SOLO評價的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式

2.1核心要素

教材、學生和教師是課堂教學的三要素，其中教材是知識的載體、教學的媒介，學生是教學活動的主體，教師是教學活動的引導者.而在運用SOLO評價的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式中，我們將學生、教師、微視頻、SOLO評價系統(tǒng)作為四大核心要素.

在這四大核心要素中，微視頻是主源.翻轉(zhuǎn)課堂是基于微視頻資源的一種教學形態(tài)，微視頻資源的數(shù)量和質(zhì)量，直接決定著學生學習的過程是否順暢、學習的目標是否達成、學習的能力是否提高，因此，微視頻是翻轉(zhuǎn)課堂的主要教學資源，教師課前要精心設計與制作.SOLO評價系統(tǒng)是學生自主學習情況的快速有效的質(zhì)性評價方式.SOLO評價系統(tǒng)主要包括5個層次：

(1)前結(jié)構(gòu)層次：學生基本上無法理解問題和解決問題，或者被材料中的無關(guān)內(nèi)容誤導，回答問題邏輯混亂，或同義反復；

(2)單點結(jié)構(gòu)層次：學生在回答問題時，只能涉及單一的要點，找到一個解決問題的線索就立即跳到結(jié)論上去；

(3)多點結(jié)構(gòu)層次：學生在回答問題時，能聯(lián)系多個孤立要點，但這些要點彼此之間并無關(guān)聯(lián)，未形成相關(guān)問題的知識網(wǎng)絡；

(4)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)層次：學生在回答問題時，能夠聯(lián)想問題的多個要點，并能將這多個要點聯(lián)系起來，說明學生真正理解了這個問題；

(5)拓展抽象結(jié)構(gòu)層次：學生在回答問題時，能夠進行抽象概括，從理論的高度分析問題，而且能夠深化問題，使問題本身的意義得到拓展.

教師根據(jù)學生的學習反饋將各個學生歸為不同的層次結(jié)果，以利于教師的個性化教學.

2.2運用SOLO評價的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式的步驟

如圖1所示，在步驟①、②、③中，首先要求教師具有較高的現(xiàn)代信息技術(shù)專業(yè)素養(yǎng)，能制作出高水平適合學生自學的微課視頻或者慕課，注意重難點和視頻時長的把握，并且要制定完整合理的計劃：要求學生在下次上課前一天學完即將要上的內(nèi)容并提交作業(yè)，向?qū)W生強調(diào)要保證學習作業(yè)的質(zhì)量，不要敷衍了事.在作業(yè)題目的選擇上，由于主要目的是對學生自主學習情況的督促和監(jiān)控，起到了解學生學習程度的作用，因此應盡量選擇一些開放性的題目，不出或者少出計算題，題目要盡量讓學生回答出對某個物理概念或者規(guī)律的理解，如果有計算必不可少的章節(jié)，應將計算出成解答題，要求學生寫出解答過程，這樣能幫助教師看出學生的思路從而了解學生自主學習達到的水平，幫助教師對學生進行診斷性評價.基于開放性題目所要回答的文字較多，這樣會加重學生的課業(yè)負擔，筆者認為在電子作業(yè)頁面上可以設置對開放性題目的語音作答功能，學生只需按下錄音鍵錄下自己的答題內(nèi)容提交即可.

圖1 運用SOLO評價的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式步驟

在步驟④、⑤、⑥中，教師在提交作業(yè)的網(wǎng)站上對學生的作業(yè)進行評閱，根據(jù)SOLO評價體系5個結(jié)構(gòu)，每評閱一題記下學生所處的結(jié)構(gòu)，一個學生的作業(yè)評閱完后，評價學生對該節(jié)內(nèi)容的整體掌握所處的結(jié)構(gòu)，以此類推，將所有學生的作業(yè)都評閱完成后，根據(jù)結(jié)果評估班級學生掌握知識點的平均水平，并根據(jù)這一水平制定教學計劃和教學的重點，有針對性地實施教學.

在步驟⑦、⑧中，一方面針對自學能力比較差即處于單點結(jié)構(gòu)的學生進行單獨輔導，從理解基本概念開始；一方面針對自學能力比較強的學生進行單獨輔導，幫助他們解決難題.

在步驟⑨中，主要在課間或者授課結(jié)束后的多余時間進行巡查，幫助學生解答疑惑.

3 運用SOLO評價的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學設計

教材分析:

本節(jié)內(nèi)容為《物理·選修3-1》中第一章靜電場中第4節(jié)的教學內(nèi)容，它處在電場強度之后，位于電勢差之前，起到承上啟下的作用.它是課程教學中利用物理思維方法較多的一堂課，尤其是用類比的方法達到對新知識的探究，同時讓學生就具體的物理知識遷移作思維鋪墊.

教學目標:

(1)知識與技能目標

1)理解靜電力做功的特點、電勢能的概念、電勢能與電場力做功的關(guān)系；

2)理解電勢的概念，知道電勢是描述電場的能量性質(zhì)的物理量；

3)明確電勢能、電勢、靜電力做功、電勢能的關(guān)系.

(2)過程與方法目標

1)通過與前面知識的結(jié)合，理解電勢能與靜電力做功的關(guān)系，從而更好地了解電勢能和電勢的概念；

2)培養(yǎng)對知識的類比能力，以及對問題的分析、推理能力；

3)通過學生的理論探究，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力.

(3)情感、態(tài)度與價值觀目標

1)利用知識類比和遷移激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生靈活運用知識和對科學的求知欲；

2)在研究問題時，要培養(yǎng)突出主要矛盾、忽略次要因素的思維方法.

教學重點和難點:

(1)重點：理解掌握電勢能、電勢、等勢面的概念及意義.

(2)難點: 掌握電勢能與做功的關(guān)系，并能用該知識解決相關(guān)問題.

教學課時: 2課時.

教學方法:理論分析、類比探究、分析歸納、應用舉例.

教學過程:

(1)課下(上課之前)

步驟一：

教師任務：在上課前兩天將事先準備好的“電勢能和電勢”微視頻和電子導學作業(yè)(主要為開放性題目，如下所示)上傳至專用的物理作業(yè)網(wǎng)站或者分享到班級群共享，并要求學生利用課余時間完成電子作業(yè)并上交.

電子自學作業(yè):

知識點一：靜電力做功

1)靜電力做功的公式為：W=Fs=qEs，請問式中s指的是什么物理量?說明靜電力做功有什么特點？

2)在同一電場中，順著電場線從A點到B點，移動正電荷與移動負電荷，電場力是否都做正功？

3)在場強為4×105V/m的勻強電場中，一質(zhì)子從A點移動到B點，如圖2所示，已知A與B間距離為20 cm，A和B連線與電場線成30°角，求電場力.

圖2 自學作業(yè)題圖

知識點二：電勢能

1)什么是電勢能？電勢能的大小與零勢能面的選取有關(guān)嗎？我們一般把哪些地方選作零勢能面？

2)靜電力做功與電勢能有什么關(guān)系？

3)我們可以將電勢能與什么進行類比？你還能舉出物理中進行類比的例子嗎？

知識點三：電勢

1)電勢與電勢能有什么關(guān)系？各自的單位是什么？電勢是矢量還是標量？

2)某點電勢的大小與零電勢點的位置是否有關(guān)？

3)在確定電場中的某點，當放入電荷量比較大的電荷時，該點的電勢比較大，放入比較小的電荷時，該點的電勢比較小.這句話是否正確？

4)在正電荷產(chǎn)生的電場中，沿電場線方向，電勢降低.在負電荷產(chǎn)生的電場中，沿電場線方向，電勢逐漸升高.你認為這句話對嗎？你是怎樣理解等勢面的？

知識點四：靜電力做功、電勢能、電勢之間的關(guān)系

1)在同一電場中，從A點到B點，移動正電荷與移動負電荷，電荷的電勢能變化相同嗎？

2)無論在電場中移動正電荷或者負電荷，只要靜電力做正功電勢能減少，靜電力做負功電勢能增加.這句話對嗎？如果不對應該怎樣改？

步驟二：

學生任務：學生自由選擇時間觀看微視頻，并完成電子導學作業(yè)，其中有關(guān)開放性試題的部分，學生可以選擇用語音作答.

步驟三：

教師任務：評閱學生的電子作業(yè)，根據(jù)學生的作業(yè)情況按SOLO評分方法將學生進行歸類.

1)前結(jié)構(gòu)層次：本節(jié)知識主要分為三大知識點，即靜電力做功、電勢能、電勢.在本小節(jié)的電子自學作業(yè)中，針對每一知識點有3～4道簡答題，一般前兩道是有關(guān)概念性的問題，如果學生對前兩小題(例如1,2和4,5和8,9題)出現(xiàn)錯誤或者模棱兩可的回答，例如，在知識點一靜電力做功的題目中，學生對第1題的回答說公式W=Fs=qEs中s指電荷在電場中運動的路徑長，接著對后面電場力做功的特點回答得不合題意，在第2題中，學生的答案是在同一電場中，順著電場線從A點到B點，移動正電荷與移動負電荷，電場力都做正功；在知識點二電勢能的題目中，學生的回答是電勢能的大小與零勢能面的選取無關(guān)，對靜電力做功與電勢能的關(guān)系也不能回答出WAB=EpA—EpB這一關(guān)系式；在知識點三電勢中，在第1題的回答，對電勢與電勢能的關(guān)系以及它們的單位解釋不清，并且認為電勢是矢量，那么教師則應將這些學生歸于SOLO分類系統(tǒng)中的前結(jié)構(gòu)層次，這里的原因可能是因為學生沒有認真學習視頻，或者是由于前面的知識沒有掌握扎實.

2)單點結(jié)構(gòu)層次：在知識點一靜電力做功的題目中，如果學生對第1題的回答完全正確，在第2題的回答中，學生能夠回答出正確答案，但是在理由上說明得不夠完整，例如只回答出正電荷帶正電、負電荷帶負電，而沒有將其與電場力做正負功的關(guān)系聯(lián)系起來，在第3題的回答中能夠求出電場力的正確結(jié)果，但是沒有說清楚電場力的方向；在知識點二電勢能的題目中，學生能夠?qū)⒌?題和第2題回答得完全正確，在第3題的回答中，學生能答出可以將電勢能與重力勢能進行類比，但是不能回答出其他進行類比的例子；在知識點三電勢的題目中，學生能夠?qū)⒌?和第2題回答正確，在第3題的回答時，能夠得出“這兩句話的說法都不對”這一正確的結(jié)論，但是對其中的理由解釋不清，則認為學生對這一節(jié)知識點的掌握處于單點結(jié)構(gòu)層次.

3)多點結(jié)構(gòu)或者關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)層次：如果學生對知識點一的題目回答完全正確，對知識點二中的題目也基本正確，說明理由時能夠答出關(guān)鍵要點，并能夠體現(xiàn)出要點之間的連接，對第3題的回答能列舉出其他進行類比的例子；對知識點三的回答基本正確，語言組織具有關(guān)聯(lián)性，則可以將這些學生歸為多點結(jié)構(gòu)或者關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)層次.

4)抽象拓展層次：如果學生對知識點一、二、三的所有題目回答都完全正確，并且在知識點四靜電力做功、電勢能、電勢之間關(guān)系的回答中也能回答得十分完整，說明這些學生真正掌握了本節(jié)知識，并且能夠?qū)λ鶎W知識進行拓展抽象，從更深層次去理解，則這類學生處于抽象拓展結(jié)構(gòu)層次.

教師根據(jù)學生的作業(yè)情況將學生按照上述層次歸好類之后，緊接著就要設計出上課的教學計劃，一般是根據(jù)分類情況確定出班級學生的整體水平，在本節(jié)課中對于單點結(jié)構(gòu)和多點結(jié)構(gòu)的學生占多數(shù)，因此教學設計也根據(jù)這一層次水平進行設計.

(2)課上(教學過程)

1)靜電力做功(由于大多數(shù)學生已經(jīng)掌握，主要強調(diào)與路徑無關(guān))

2)電勢能

教師：簡要引導學生回顧重力做功和重力勢能的知識，引出電勢能的講解.

①類比重力勢能，如表1所示，我們可以知道電勢能具有相對性，與零勢能面的選取有關(guān).在離場源電荷無限遠處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零.比零電勢能高的電勢能為正，比零電勢能低的電勢能為負.

②電勢能與靜電力做功的關(guān)系WAB=EpA—EpB，靜電力做正功電勢能減少，靜電力做負功電勢能增加.

表1 電勢能與重力勢能類比

3)電勢(補充兩個知識點)

①沿電場線方向，電勢降低.

②等勢面：電場中電勢相等的點構(gòu)成的面.在同一等勢面上的任意兩點間移動電荷電場力不做功，等勢面一定與電場線垂直；勻強電場中的等勢面是與電場線垂直的一族平面.

4)引導學生討論思考自學作業(yè)中知識點四的兩個問題

①在同一電場中，從A點到B點，移動正電荷與移動負電荷，電荷的電勢能變化相同嗎？

如圖3所示，在正電荷產(chǎn)生的電場中，假設移動的是正電荷：由A移動到B，逆著電場線方向，電場力做負功，電勢升高，由公式E=qφ可得，電荷的電勢能增加；若移動的是負電荷，電勢φ增加，q為負值，所以電勢能反而減小.

圖3 電荷在靜電場中移動

②無論在電場中移動正電荷或者負電荷，只要靜電力做正功電勢能減少，靜電力做負功電勢能增加.這句話對嗎？如果不對應該怎樣改？

如圖3所示，移動正電荷時，由A移動到B，逆著電場線方向，正電荷受的電場力是沿電場線的方向，所以電場力做負功，由①知電荷的電勢能增加；移動負電荷時，由B移動到A，順著電場線方向，負電荷受的電場力是逆著電場線的方向，所以電場力做負功，由B移動到A，電勢減小，負電荷的電勢能增加，因此在電場中無論移動正電荷或者負電荷，只要靜電力做負功，電勢能都增加.

上述講課過程時間控制在一課時之內(nèi).

5)針對前結(jié)構(gòu)學生一對一輔導

對處于前結(jié)構(gòu)的學生單獨講解課堂上沒有講到的知識點(如靜電力做功部分)，并為其解決其他知識點上的疑難點.

6)課堂巡查

在課堂上進行巡查，方便有疑問的學生提問.針對處于抽象拓展層次的學生，可以對其進行難題拔高輔導，充分尊重每位學生的個性發(fā)展.

7)布置課后作業(yè)

在課堂結(jié)束后，布置同步訓練題，進一步鞏固知識.

4 運用SOLO評價的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學形式的可行性分析

(1)能有效地督促學生的自主學習

在翻轉(zhuǎn)課堂模式中，如果僅僅是要求學生課下看視頻自主學習，而沒有一個對學生學習情況的評價機制，久而久之會出現(xiàn)自主學習積極性不高、學習敷衍了事等現(xiàn)象，而在課堂上教師又誤以為學生通過自主學習對某些簡單知識點已經(jīng)掌握，不必重復，這樣會造成知識點少學、漏學的現(xiàn)象，從而影響學習成效.如果將SOLO評價體系應用于“翻轉(zhuǎn)課堂”，要求學生學習完微視頻后完成電子作業(yè)，因為教師會對學生的電子作業(yè)作出等級評價，這樣一種方式會督促學生學習，在一定程度上保證了自主學習的質(zhì)量.同時，電子作業(yè)中，有主觀題采用語音作答，也很好地避免了抄襲的發(fā)生.

(2)有利于個別化教學的實施

新的教學理念要求教師要尊重學生的獨立人格和獨創(chuàng)精神，引導學生積極個性的發(fā)展，在運用SOLO評價的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式中，教師通過批改學生電子作業(yè)，將學生進行不同層次水平的歸類，能夠使教師快速地對學生做出診斷性評價.有利于教師針對不同層次的學生采用不同的教學內(nèi)容，更好地實行因材施教，適應學生的個別差異，能更好地發(fā)揮“翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式的優(yōu)勢，揚長避短.

(3)有利于提高教學的效果和效率

從運用SOLO評價的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式的步驟可以看出，這種教學模式是環(huán)環(huán)相扣的，能夠保證教學活動高效有序地進行，在課堂上，教師根據(jù)提前掌握的學習情況歸類表有針對性地對不同類型的學生進行教學，這樣既能讓學生全面而系統(tǒng)地掌握知識，又充分有效地利用課堂時間，相比沒有采用評價方式的“翻轉(zhuǎn)課堂”模式，大大提高了課堂的教學效果和效率，從而有利于提高學生的學習成績，能夠提高“翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式的可行性.

1 何朝陽,歐玉芳,曹祁.美國大學翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的啟示.高等工程教育研究,2014(2):148～150

2 John B.Biggs ,Kevin F.Collis.學習質(zhì)量評價：SOLO分類理論 可觀察的學習成果結(jié)構(gòu).北京：人民教育出版社，2010.20～35

3 王麗麗.高中物理翻轉(zhuǎn)課堂教學模式設計.教藝切磋,2015(2):60

4 吳中榮.“翻轉(zhuǎn)課堂”在初中物理教學中的實踐研究:[學位論文].福州：福建師范大學，2014

5 薛義榮.物理翻轉(zhuǎn)課堂“四化”教學模式初探——問題導學在翻轉(zhuǎn)課堂中的具體應用.物理教師，2015,36(3):5～8

6 張軍朋，許桂清.中學物理科學探究學習評價與案例.北京:北京大學出版社，2010.25

2017-04-05)

朱琛(1993- )，女，在讀碩士研究生，研究方向為物理學科教學.

程敏熙(1962- )，男，博士，副教授，研究方向為光電技術(shù)與系統(tǒng)、物理實驗設計.