基于微課程教學(xué)法的 高中物理復(fù)習(xí)課探索

徐新兵 張志巖

摘要：本文通過微課程教學(xué)法系統(tǒng)設(shè)計(jì)，闡述以“任務(wù)單”引領(lǐng)+配套學(xué)習(xí)資源支持完成學(xué)習(xí)知識的任務(wù)，以微項(xiàng)目學(xué)習(xí)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)力，拓展綜合能力，發(fā)展核心素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)高三物理復(fù)習(xí)課教學(xué)創(chuàng)新的思考、做法與體會。

關(guān)鍵詞：微課程教學(xué)法;有效教學(xué);任務(wù)單;微視頻

中圖分類號：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 論文編號：1674-2117（2022）06-0000-04

● 問題的提出

2021年7月24日，中辦、國辦印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步減輕義務(wù)教育階段學(xué)生作業(yè)負(fù)擔(dān)和校外培訓(xùn)負(fù)擔(dān)的意見》，明確要求減輕學(xué)生作業(yè)負(fù)擔(dān)。[1]但是，作業(yè)量要減少，學(xué)習(xí)的效果還要得到保障，特別是遇到高三畢業(yè)班，解決的方法在哪里？微課程教學(xué)法給出了方案：學(xué)習(xí)知識主要在課外，內(nèi)化知識、拓展能力主要在課堂。[2]也就是說，要將幾分鐘就能學(xué)會的基礎(chǔ)知識放在課后，將能夠體現(xiàn)能力的問題以及需要合作學(xué)習(xí)的難題放在課堂，這同“雙減”政策極其吻合。

● 基于微課程教學(xué)法的高三物理復(fù)習(xí)課設(shè)計(jì)

高三物理復(fù)習(xí)課教學(xué)與新授課教學(xué)的規(guī)律是不一樣的：新授課是學(xué)生初次接觸，教學(xué)設(shè)計(jì)上更加關(guān)注“新”“奇”“特”，以喚起學(xué)生較長時(shí)間的關(guān)注度;而復(fù)習(xí)課是學(xué)生再次接觸，盡管有遺忘，但總是有印象的，教學(xué)設(shè)計(jì)上更加關(guān)注“聯(lián)”“比”，以此促進(jìn)學(xué)生尋找知識點(diǎn)之間的聯(lián)系，比較異同點(diǎn)。高三物理復(fù)習(xí)課不是濃縮版的新課教學(xué)，想要實(shí)現(xiàn)減負(fù)增效的手段也不相同。筆者設(shè)計(jì)人教版選修3-1《閉合電路歐姆定律》復(fù)習(xí)課的思路如下。

1.理清知識脈絡(luò)，提煉達(dá)成目標(biāo)

閉合電路歐姆定律是恒定電流這一章的核心內(nèi)容，既是對之前所復(fù)習(xí)內(nèi)容的高度總結(jié)，也是復(fù)習(xí)好電學(xué)實(shí)驗(yàn)、電磁感應(yīng)的重要基礎(chǔ)。其所對應(yīng)的題型較多，閉合電路歐姆定律的第一次復(fù)習(xí)課，不可能面面俱到。于是，筆者基于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，針對學(xué)生現(xiàn)有知識體系，設(shè)計(jì)了如下頁圖1所示的知識脈絡(luò)思維導(dǎo)圖。

據(jù)此，提煉出課前自主學(xué)習(xí)任務(wù)單所要達(dá)成的目標(biāo)：①熟悉串、并聯(lián)電路中總電流與各電阻電流、總電壓與各電阻電壓之間的關(guān)系;②通過回憶串、并聯(lián)電路中總電阻的求解方法，能夠從理論上分析出某個(gè)電阻變化引起的總電阻的變化規(guī)律;③理解閉合電路歐姆定律E=I（R+r）以及變式U=E-Ir;④能夠應(yīng)用能量守恒的觀點(diǎn)解釋純電阻電路、非純電阻電路中能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系。

提煉出課堂學(xué)習(xí)任務(wù)單所要達(dá)成的目標(biāo)：

①通過完成自學(xué)檢測，鞏固自主學(xué)習(xí)成果;②通過完成進(jìn)階作業(yè)，能夠熟練應(yīng)用歐姆定律分析直流電路中的動(dòng)態(tài)變化問題，并結(jié)合能量守恒計(jì)算非純電阻電路中的能量問題;③通過陳述、質(zhì)疑“電路動(dòng)態(tài)分析”驗(yàn)證過程，能夠有條理地表達(dá)自己的觀點(diǎn)，在相互間陳述問題的頭腦風(fēng)暴中，激發(fā)思維的火花。

設(shè)計(jì)意圖：閉合電路歐姆定律相關(guān)拓展非常多，而一節(jié)課的時(shí)間有限，著眼于后續(xù)的復(fù)習(xí)課，本節(jié)課挑選了隸屬于閉合電路歐姆定律最核心的要素進(jìn)行復(fù)習(xí)。這樣處理，在緊扣課題的同時(shí)又能引導(dǎo)學(xué)生去關(guān)注生活中經(jīng)常遇到的現(xiàn)象，在激發(fā)學(xué)生興趣的同時(shí)，還可以在復(fù)習(xí)課中滲透合作學(xué)習(xí)等人文素養(yǎng)。

2.設(shè)計(jì)自主學(xué)習(xí)任務(wù)單

為了更好地指導(dǎo)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)，在課前使用根據(jù)學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)搭建的腳手架——自主學(xué)習(xí)任務(wù)單。自主學(xué)習(xí)任務(wù)單由學(xué)習(xí)指南、學(xué)習(xí)任務(wù)、困惑與建議三個(gè)部分組成[3]，“學(xué)習(xí)任務(wù)”是主體部分，任務(wù)驅(qū)動(dòng)、問題向?qū)窃O(shè)計(jì)原則與策略，即通過問題引導(dǎo)學(xué)生觀看課前微視頻、閱讀教材指定的內(nèi)容來實(shí)現(xiàn)自主復(fù)習(xí)，根本目的是減負(fù)增效。

在“學(xué)習(xí)任務(wù)”中，以問題的形式呈現(xiàn)閉合電路歐姆定律相關(guān)知識點(diǎn)，如讓學(xué)生回答串、并聯(lián)電路電流電壓的關(guān)系，單個(gè)電阻變化帶來各支路電流電壓的變化，電路內(nèi)外電壓的關(guān)系，以及能量問題。通過讓學(xué)生觀看課前微視頻，喚起他們的記憶，自主復(fù)習(xí)閉合電路連接前需要注意事項(xiàng)、操作步驟等，從而達(dá)到溫故知新、鑒往知來。

自主學(xué)習(xí)任務(wù)單的學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)如下。

任務(wù)一：串聯(lián)電路。

①在串聯(lián)電路中，通過各電阻的電流之間存在著什么樣的數(shù)量關(guān)系？②AB之間總電壓與各電阻上分電壓之間存在著什么樣的數(shù)量關(guān)系？③AB之間總電阻與各電阻之間存在著什么樣的數(shù)量關(guān)系？④當(dāng)其中一個(gè)電阻增加時(shí)，總電阻如何改變？

任務(wù)二：并聯(lián)電路（如圖2）。

①在并聯(lián)電路中，總電流與通過各電阻的電流之間存在著什么樣的數(shù)量關(guān)系？②AB之間總電壓與各電阻上分電壓之間存在著什么樣的數(shù)量關(guān)系？③AB之間總電阻與各電阻之間存在著什么樣的數(shù)量關(guān)系？④當(dāng)其中一個(gè)電阻增加時(shí)，總電阻如何改變？

任務(wù)三：閉合電路歐姆定律（如圖3）。

①請寫出E與I、R、r之間的數(shù)量關(guān)系。②外電路電壓（路端電壓）等于電源電壓嗎？為什么？③若電流為I，請寫出電源消耗功率和電源輸出功率。

任務(wù)四：純電阻和非純電阻元件電功、電熱相互關(guān)系（如下頁圖4）。

①在純電阻電路中，利用能量守恒的思想闡述能量變化。②在圖4所示的非純電阻電路中（以電動(dòng)機(jī)為例），利用能量守恒的思想闡述能量變化。

3.錄制微視頻

按照傳統(tǒng)的復(fù)習(xí)課上課模式，為了讓學(xué)生對所涉及的知識點(diǎn)能夠全面把控，這節(jié)課的前十五分鐘應(yīng)該整理所涉及的知識點(diǎn)。而根據(jù)微課程教學(xué)法的思路，知識點(diǎn)的整理應(yīng)該放在課前，因此，為了幫助學(xué)生更好地完成知識梳理，必須根據(jù)課前學(xué)習(xí)任務(wù)開發(fā)具有針對性的微視頻。

首先，作為一節(jié)高三復(fù)習(xí)課，微視頻開門見山提出“串并聯(lián)總電阻求解方法”，并提出其中一個(gè)電阻阻值增加或者再增加一個(gè)電阻，總電阻如何改變？其次，通過能量關(guān)系，重復(fù)了新課時(shí)E=I（R+r）以及變形公式E=U外+Ir和U外=E-Ir，并對比數(shù)學(xué)一次函數(shù)圖形，解釋了圖線和橫軸縱軸交點(diǎn)的意義、同坐標(biāo)軸所包圍面積的意義，并列舉了一個(gè)求電源內(nèi)阻的小問題。

4.設(shè)計(jì)課堂學(xué)習(xí)任務(wù)單

微課程教學(xué)法認(rèn)為學(xué)生應(yīng)該在課前完成知識學(xué)習(xí)，基本掌握原來需要教師在課堂上講授的知識，課堂學(xué)習(xí)直接進(jìn)入內(nèi)化知識、拓展綜合能力和發(fā)展核心素養(yǎng)的主題，因此，筆者將課堂學(xué)習(xí)任務(wù)單分成自學(xué)檢測、進(jìn)階作業(yè)、協(xié)作學(xué)習(xí)三部分。

“自學(xué)檢測”設(shè)計(jì)了兩個(gè)簡單問題，一方面為處理進(jìn)階作業(yè)熱身，另一方面讓學(xué)生體驗(yàn)自主學(xué)習(xí)的成就感。

進(jìn)階作業(yè)必須分層次，以滿足一些學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生的需要，因此，筆者將高考題改編為進(jìn)階作業(yè)。但是，作業(yè)梯度也不能脫離實(shí)際，進(jìn)階作業(yè)必須建立在基礎(chǔ)知識之上，同樣和課前“任務(wù)單”高度吻合，屬于橫向拓展，是理解基礎(chǔ)上的應(yīng)用，必要時(shí)，在課前任務(wù)清單中要有鋪墊，可見課前任務(wù)單很重要，直接影響進(jìn)階作業(yè)的質(zhì)量。

課堂任務(wù)單內(nèi)容如下表所示。

5.設(shè)計(jì)基于DIS的協(xié)作探究

復(fù)習(xí)課也可以設(shè)置實(shí)驗(yàn)，如設(shè)計(jì)一個(gè)電路故障檢測的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生用電壓表直接檢測，但由于實(shí)驗(yàn)室常用的電流表、電壓表能記錄到的數(shù)據(jù)有限，操作時(shí)間長，實(shí)驗(yàn)誤差大，因此筆者設(shè)計(jì)了基于DIS的電路動(dòng)態(tài)變化的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，采用蘇威爾DIS電流電壓傳感器測量，學(xué)生每4個(gè)人一組，只要連接好實(shí)驗(yàn)電路圖，電流電壓傳感器直接連接Pad，通過20Hz自動(dòng)讀數(shù)功能，短時(shí)間內(nèi)就可以反復(fù)改變滑動(dòng)變阻器阻值來獲取電流電壓值，只需要幾秒鐘就可以獲取大量的數(shù)據(jù)。之后，可以直接利用蘇威爾Pad上的軟件來處理數(shù)據(jù)，也可以導(dǎo)出到計(jì)算機(jī)，利用Excel表格來處理數(shù)據(jù)。

6.學(xué)習(xí)成效分析

實(shí)驗(yàn)成果的展示，產(chǎn)生了許多意想不到的驚喜。

A組學(xué)生展示了R-I圖像，總結(jié)到：因?yàn)镽-I圖像是一條曲線，且隨著R的增加I減小，從圖形上看，與反比例函數(shù)圖像極為類似，取了三對數(shù)字驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)RI乘積幾乎接近，有理由認(rèn)為，在誤差允許的范圍內(nèi)，R與I成反比。

隨即，C組有學(xué)生反駁，他首先提出一個(gè)問題：老師為什么用傳感器替換了傳統(tǒng)的電壓表電流表？從數(shù)量上來說，實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的電壓表電流表的數(shù)量足夠我們每個(gè)人分配一套器材。

A組有學(xué)生回答：我記得老師在講實(shí)驗(yàn)時(shí)提到，傳統(tǒng)的電流電壓表至少有兩個(gè)缺陷——一是傳統(tǒng)表測量范圍比較小，只能取中間三分之一;二是采集的數(shù)據(jù)比較少，綜合而言實(shí)驗(yàn)誤差比較大。（這個(gè)回答得到了大家的贊同）

C組學(xué)生繼續(xù)表達(dá)自己的觀點(diǎn)：你說得很對，傳統(tǒng)表采集數(shù)據(jù)范圍有限且數(shù)據(jù)少，偶然誤差比較大，那剛才還取三對數(shù)字驗(yàn)證，豈不是也有很大的誤差，甚至是致命的錯(cuò)誤。

又一個(gè)學(xué)生小聲地表達(dá)自己的觀點(diǎn)：RI圖像確實(shí)是彎的，和反比例圖像很類似。

C組學(xué)生說道：類似不代表就是，在數(shù)學(xué)中，如何證明R-I成反比，有兩個(gè)方法，一是從理論上謀求RI的表達(dá)式，二是驗(yàn)證R-1/I是否成正比，因?yàn)镽與1/I成正比就意味著R-I成反比。（這個(gè)觀點(diǎn)得到全班的認(rèn)可。隨后的作圖事實(shí)表明，R-1/I不成正比）

在隨后的成果分析中，D組有學(xué)生表達(dá)自己的觀點(diǎn)：大家可知道為什么U-I圖像是一條傾斜的直線？老師在講解實(shí)驗(yàn)時(shí)，一直強(qiáng)調(diào)“控制變量法”，你會發(fā)現(xiàn)，如果描繪R-I圖像，實(shí)際上關(guān)于R的U和I也在變化，就會有三個(gè)變量;但是如果僅僅研究U和I，你就會發(fā)現(xiàn)，其他電阻是不改變的，我們研究的是其他電阻的U-I圖像。

整個(gè)成果分析過程大約7分鐘，實(shí)踐表明，采用U-I圖像能夠更加直觀地驗(yàn)證直流電路的動(dòng)態(tài)變化。

● 總結(jié)

原以為學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)，直接得出R-I的關(guān)系便結(jié)束了，沒想到，不僅得到R-I關(guān)系，還解釋了R-I關(guān)系，順便還復(fù)習(xí)了更深層次的知識以及相關(guān)數(shù)學(xué)知識。實(shí)踐表明，學(xué)生做的比教師預(yù)想的更加出色。因?yàn)樵谖⒄n程教學(xué)法實(shí)施過程中，學(xué)生真正成為開展自主學(xué)習(xí)的主體，教師作為學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)者和組織者，更多的是給學(xué)生提供幫助。在這樣的復(fù)習(xí)課中，很多問題不是教師直接提出的，而是學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中發(fā)現(xiàn)并合作解決的，這也是微課程教學(xué)法和傳統(tǒng)課堂最大的區(qū)別。當(dāng)然，學(xué)生有了問題以后，有的時(shí)候也未必能夠全部解決，即使討論了，也不一定有結(jié)果。但是，教師仍應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生自己去嘗試解決，因?yàn)榻裉觳荒芙鉀Q，不代表明天不能解決。這就是應(yīng)更加看重協(xié)作探究過程的原因。

參考文獻(xiàn)：

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[3]金陵.翻轉(zhuǎn)課堂與微課程教學(xué)法[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2015：94.

基金項(xiàng)目：江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃專項(xiàng)課題“核心素養(yǎng)背景下的高中理科HPS教育研究”（No：C-b/2018/02/45），蘇州市教育科學(xué)“十三五”重點(diǎn)規(guī)劃課題“基于學(xué)生核心素養(yǎng)提升的教學(xué)模式的變革與創(chuàng)新研究”（No：16121070）。