基于翻轉課堂的極簡教育技術輔助物理教學研究①
——以“機械振動”教學為例

徐錢欣 丁益民 謝 琴

(1. 湖北大學物理與電子科學學院，湖北 武漢 430062；2. 湖北省武漢市實驗學校，湖北 武漢 430014)

1 引言

隨著信息技術的不斷發展和“雙減政策”的出臺，傳統線性的、單一的、碎片化的課堂教學已不能適應當下形勢需求。在新的教育形勢下，遵循學生的認知特點，尊重學生的個性化需求，聚焦學生的核心素養，從多元視角來設計課程教學，提高學生的創造力，是課堂轉型、重構課程的主要目標。翻轉課堂的本質不再是單純地將“課上”轉變為“課下”，也不是將傳統的教學流程進行盲目的信息化，而是要結合教師日常教學和學生個性特點，使用方便、實用、易學、易用、能夠有效提高學習效率的極簡教育技術，實現信息技術與學科教學的深度融合。目前多數研究都是針對“雙減政策”進行頂層設計，對于極簡教育技術支持下的高中物理翻轉課堂的研究較少。筆者基于“翻轉課堂”構建極簡教育技術環境，以“機械振動”教學為例，從課前、課中到課后，通過整合多種教學資源，形成完整的教學閉環，為提高學科育人水平、切實落實減負增效提供方案。

隨著物理學科核心素養的提出，高中物理課堂教學面臨新的挑戰，如何革新教學方式、更好地落實物理核心素養的培養目標是當前物理教學亟待解決的問題。《普通高中物理課程標準(2017年版)》指出：物理學科核心素養是學科育人價值的集中體現，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力。物理學科核心素養主要包括“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態度與責任”四個方面。核心素養導向下的物理教學的最終目的不再是對物理知識進行簡單的復現和機械的記憶，而是需要學生將知識內化，強調知識的理解和應用等。

物理教學方式需要不斷創新，但是由于教學水平、實驗室條件等的限制，目前高中物理教學存在諸多問題。與初中物理相比，高中物理具有一定的難度，具有嚴密性和系統性的特點。許多教師只根據課本向學生講解知識，忽略了學生對知識的接受程度，導致學生對物理學習的興趣下降。在傳統物理課堂上教師多采用多媒體進行演示，但PPT課件大多用于展示圖片、概念和習題，并未有效發揮其功能，缺乏創新，沒有充分發揮信息化教學手段的優勢。

2 “翻轉課堂”“極簡教育技術”簡介

“翻轉課堂”與傳統教學相比，具有突破傳統課堂局限、重構教學結構、體現教學新理念的優勢。廈門大學郭建鵬教授認為：“翻轉課堂”是一種手段，它有效增加了學生與老師的交流時間，改變了師生的交流方式；“翻轉課堂”與傳統教學相比，更具個性化，在該模式下學生必須對自己的學習負責，從而提高了學生的學習主動性和積極性。“翻轉課堂”借助信息技術平臺的優勢，有利于顯化難點、疑點，促進核心素養培養目標的落實。

隨著《教育信息化2.0行動計劃》以及《智慧校園總體框架》的全面推進，中學課堂的教學環境發生了深刻的變革，也進一步加速了教育技術與學科教學的融合，許多信息化和智能化軟件極大地豐富了課程資源，而如何高效地在課堂中有效運用這些信息技術、提升教學效率和課程質量是教育工作者一直關注的問題。上海師范大學黎加厚教授認為：“極簡教育技術”是在學校教學工作中，倡導師生使用方便、實用、易學、易用、能夠有效提高工作學習效率的技術。他概括了極簡教育技術的特點：(1) 操作簡便。易學、易用、方便、省時。(2) 解決問題。實用、有效，能夠解決工作中的實際問題。(3) 提高效率。減輕工作強度，提高教學效率和質量。

3 極簡教育技術輔助高中物理翻轉課堂的案例

“機械振動與機械波”是高中物理教學的重點，也是學生學習的難點。簡諧運動是最簡單的機械振動，但對學生而言則是一種復雜的機械運動。課程標準要求：“通過實驗，認識簡諧運動的特征。能用公式和圖像描述簡諧運動。”在實際教學中，教師通常采用播放視頻等方式，直接給學生“灌輸”簡諧運動知識，形成傳統課堂“人灌”+“機灌”的混合灌輸模式，忽視了學生對物理概念和物理模型的理解。筆者通過整合多種極簡教育技術，基于翻轉課堂模式，從課前、課中到課后，線下、線上多場景銜接，促進教學的最優化。

3.1 課前教學

教師活動學生活動能力培養極簡教育技術1. 創建班級QQ群,傳送學習資料。2. 設置“問卷星”調查問卷,收集學情。3. 利用NOBOOK課件創作管理系統,錄制微課和微視頻,與其他教師協同備課。1. 下載學習資料,提前預習。2. 填寫調查問卷,反饋預習結果。3. 觀看微課和微視頻,完成課前作業。培養自主學習能力、發現問題能力,初步形成物理觀念。QQ群、“問卷星”、NOBOOK課件創作管理系統、“快剪輯”微課制作。

3.2 課中教學

3.2.1 新課引入，情境創設

教師活動學生活動能力培養極簡教育技術展示短視頻和生活中的圖片:鐘擺來回擺動、水中浮標上下浮動、擔物行走時扁擔下物體的顫動、樹梢在微風中的搖擺等。思考問題:在生活中我們會觀察到很多類似的運動,這些運動的共同點是什么呢?認真觀察,積極思考,從生活中發現物理問題。多媒體PPT、短視頻。

3.2.2 新知講解，動態探究

教師運用NOBOOK軟件，創建虛擬實驗環境，繪制彈簧振子的振動圖像(圖1)，學生仔細觀察，提出問題和猜想。

圖1

采用師生交互演示的方式，分別研究豎直彈簧振子和水平彈簧振子在理想條件下的振動(圖2、圖3)。借助直觀圖形展示抽象的物理過程，加深學生對知識點的理解，有效解決教學難點，提高課堂效率。

圖2

圖3

通過對彈簧振子運動過程的觀察和受力分析，從力與運動的關系角度認識簡諧運動的特征，進一步深化對質點運動的認識，發展運動與相互作用觀念。通過分析彈簧振子在不同位置的速度大小、加速度大小和方向，幫助學生深化對位移、速度、加速度等重要物理概念的認識，形成有關機械振動的物理觀念。進一步通過虛擬演示實驗，引導學生學習“共振擺”和“受迫振動”(圖4)。通過查閱資料，了解共振在生產生活中的應用。

圖4

3.3 課后學習

4 結語

極簡教育技術通過動態圖形和虛擬實驗展示抽象的物理過程，可以輔助翻轉課堂教學，從而培養學生的探究能力和創新能力，有效提高學生的學習主動性和積極性。