高中物理在線教育的理論模式與實踐探索

張麗春

隨著新媒體時代的到來，各種信息技術得到了廣泛運用，它們在教育領域也開創了一片新天地。特別是在新冠肺炎疫情的影響下，在線教學也進入了日常的教育教學中，它能夠打破傳統的單一化教學模式，讓學生實現個性化學習，為學生的自主探究提供更為廣闊的空間。基于此，教師應該積極地探索在線教育的理論模式，以理論為支撐，展開實踐探索，為常態化的在線教育模式優化提供有效建議。

一、高中物理在線教育的理論模式

（一）知識整合教學理論

知識整合教學理論將視角聚焦于知識的對比，讓學生在已有的知識基礎上展開深層思考與實踐，自主學習、合作交流，積累所需知識與技能，進而反思與實踐。學生在探索的過程中，會產生很多想法，他們所產生的想法是與自身的思維庫相貫通的，對知識的整合也是建立在廣泛的思維庫基礎上的，他們基于所學知識產生質疑與聯想，綜合各階段知識要素進行思考與探索。這種在線學習理論便充分尊重了學生物理思維觀念發展的需要，能夠激發學生創新思考，不斷補充新的意識與理念，最終實現新舊知識觀念的有機整合[1]。

（二）支架式知識整合框架理論

這一理論更加專注于學生的主體性，強調以學生為中心，促使他們去主動地實踐并參與網絡課程學習活動，分析網絡學習資源。而這一理論其實更加強調情境的生成、軟件的運用及教師的支架式引導，達到幫助學生綜合解決實際問題的目的[2]。在線教育能夠關聯學生的物理舊知識，使他們能夠參與一系列的網絡學習活動，并通過在線學習平臺檢測自己的學習成果，結合評價加以反思，進而實現線上交流、線上實踐與線上合作。而學生對理論的學習是物理教學的基礎與前提，理論知識能夠為學生的物理實踐探索提供有力支撐。因此，教師以這一理論模式為引導，能夠幫助學生實現高質量在線理論學習，打造具有特色的物理學習課程，凸顯學生的物理智慧思維。

（三）期望確認理論

期望確認理論最開始是基于顧客心理研究層面提出來的，后面由教育學者運用技術展開實踐，探尋了在線學習與這一理論之間的關系。以期望確認理論為指導的在線學習模式更加考慮了各方的因素，引入了關于多方的思考，致力于調動各方因素來實現對學生的高質量在線教育。

（四）自我決定理論

這一理論的研究將視角聚焦于個體學習動機激發這一層面，重在展現學生的自由性與自主性程度。這一理論模式將學生的學習動機分為三個方面，分別為無動機、外部動機及內部動機。三個動機之間是呈現一種正相關的關系，如果它們都得到滿足的話，學生的個體學習動機就能夠得到增強，進而也會影響他們的在線學習效果。

二、高中物理在線教育的實踐探索

（一）在線教學設計系統化

物理知識具有很強的系統性和完整性特征，因此在實際的教學中，教師就要結合不同的知識內容做不同的課程設計。教師要在具體的教學案例中體現知識的聯系與層次，讓其更加系統化、科學化，呈現知識的建構過程[3]。因此，在線物理課程的教學設計就要著力于發揮信息技術的協調作用，要以學生能力素養發展為目標，系統呈現物理知識，豐富學生的綜合性學習思維。

以魯教版高中物理教材為例，實驗教學“測定電池的電動勢和內阻”是學生對“歐姆定律”的有效應用，有利于學生深入理解閉合歐姆定律和電動勢。傳統的線下課堂中，教師所使用的教學過程為“原理講授—過程設計—實驗探索”，這其實并不能起到很好的教學效果。教師可以借助信息技術，使用NOBOOK 虛擬實驗軟件開展教學，讓學生獨立進行實驗，獲得參與感。首先，教師要確定實驗的內容：將相同功率的兩個燈泡分別串聯在干電池和“蘋果電池”中，閉合電路，發現第一個小燈泡亮，第二個小燈泡不亮。確定了內容之后，教師便可以引入NOBOOK 虛擬實驗軟件，為學生演示實驗，并且向他們講解這一實驗軟件的使用方法。在操作的過程中向學生提問：“為什么會出現這種現象？”鼓勵學生在“消息區”評論，引發他們的在線互動。其次，在學生回答了基本的內容之后，教師可以繼續提問，將學生的思維引到實驗原理上來。如：“本實驗的原理是什么？”“干電池的電動勢和內阻的方法有哪些？”以提問的方式再次啟發學生深入思考，讓他們多次重復試驗，在反復實驗中總結經驗與方法，獲得滿滿的成就感。而他們在反復實踐的過程中，思維會不斷深化，他們的分析、創造等高階思維便會得到提升。在學生回答完問題后，教師再引導他們利用NOBOOK 軟件繪制實驗電路圖，并將這一電路圖分享至班級群中。再次，教師確定學生的電路圖之后，可以為他們講解需要注意的內容，然后指導他們進行實驗。而實驗方向可以分為干電池測量和“蘋果電池”測量兩個部分。在他們進行實驗并得到數據之后，就要通過截圖保存數據，然后上傳至班級群中，供同學和教師觀看。學生還可以在“消息區”分享自己的經驗，說出自己的困惑，實現自主交流。教師則要抓緊時間檢查學生提交的內容，發現問題之后反饋給學生，促使他們繼續開展實驗。最后，教師讓學生根據上交的數據繪制圖線，展示他們的實驗結果，觀察實驗數據，回答問題，實現對知識的鞏固。

通過這樣的方式能夠展現學生在實驗學習中的主動性，而學生與教師、學生與學生之間也能實現在線互動與交流，轉變學生在課堂學習中的狀態。這樣一來，學生以往的低階思維，如實驗現象、實驗原理記憶和應用便會逐漸轉化為分析、創造類的高階思維。由此，他們便能從更為客觀、科學、多元的角度去解析這一實驗原理，提升實驗技能，豐富實驗知識，達到技能素養提升的目的。

（二）學生在線學習自主化

新課程改革更加傾向于學生自主學習能力的展現。在這一過程中，教師要根據不同學生的實際學習情況，對他們提出不同的要求[4]。如：低段學習水平的學生需要保持注意力，不能退出軟件看其他的東西；中段學習水平的學生需要與教師進行線上交流；高段學習水平的學生更多需要自主學習，與他人進行合作交流。教師在實際的教學中，要立足于不同層次學生的學習需要，為他們設計不同的在線學習任務，凸顯他們在線學習的自主性。而學生在自己的能力范圍內展開物理學習，能夠更好地完成物理知識的有效分析與建構，使自身的學習符合建構主義學習理論，對網絡學習資源的運用更為多元，體現自主性思維。

以魯教版高中物理教材為例，教師在教學“平拋運動”時有“平拋運動的特點”這一內容，需要優化教學手段，實現學生的自主化學習。首先，教師可以引入一個小游戲——“飛機炸輪船”，讓學生試玩游戲，體驗平拋運動的特點。教師借助線上推送虛擬現實小游戲的方式，能夠讓學生的注意力得以集中，在游戲中初步感知平拋運動的規律。其次，教師可以利用平臺為學生展示“玩具槍水平地射出水流”的圖片，向學生提出問題：“水離開發射物之后，它的受力情況是怎樣的？ （不考慮空氣阻力）”“初速度是怎樣的？”“它在空中的運動軌跡是怎樣的？”教師以圖片為引導，向學生提出一系列的問題，能夠讓學生的思維得以延展。而問題的設計也遵循了循序漸進、由易到難的原則，讓學生可以自由回答。最后，為了讓學生以這一知識點來延伸實驗設計，展現學生的自主性，教師便可以借助多媒體技術為學生展示平拋運動的演示過程，借助演示運動，繼續向學生提出問題，如：“平拋運動能夠分解成哪兩個方向上的運動？”“分別做什么運動？”“如何通過實驗來驗證猜想？”“具體的實驗思路和方法是什么？”逐漸深化學生思維，讓他們自由在“消息區”作答。而教師也可以連麥的方式讓學生進行綜合討論，借助線上平臺查閱資料，提出自己的實驗計劃，利用對比法、描點法、噴水法等，讓他們更為自主地參與實驗，自主制定實驗探究方案與計劃，展現他們的分析、創造等高階思維水平，讓他們的線上學習過程更為優化。

表1“自由落體運動”教學設計

（三）在線教學支持健全化

在實施在線教學時，教師應該盡量讓線上教學保持健全化。從教學目標層面來講，教師要關注三維目標的落實。從教學過程來講，教師要讓其支持課前、課中以及課后的教學服務。從家校聯合的層面來說，應該支持學習設施和學習環境的健全等。總之，教師應該從多個方面著手，最大限度地實現在線教學的健全化，讓學生有更多的思考點、探究點，優化并完善他們的學習過程，提升他們的綜合學習效能。

以魯教版高中物理教材為例，教師在教學“自由落體運動”時，就可以設計健全化的教學案例（見表1）。

從在線教育的教與學過程評估框架的角度來看，整個教學實現了課前、課中及課后的完整連貫，并且整個學習過程更加契合實際。從教學層面來講，這一知識主要屬于“規律類+實驗類”的教學內容，那么教師就要從兩個方面著手，即規律講解與實驗驗證。因此，教師借助智能軟件NOBOOK 帶領學生展開實驗操作，借助多媒體為學生呈現視頻及圖畫資料，逐層引導學生，促使他們產生認知沖突，讓學生能夠大致理解自由落體運動的特點，之后再讓他們以實驗探究的方式說出自己的猜想。這樣能夠切實展現學生的實驗探究能力及邏輯思維能力，能夠讓他們的自主性得以具體展現，在課前、課中及課后做到健全化發展，讓學生有更為廣闊的操作空間。

綜上所述，隨著現代化教育技術的飛速發展，高中的物理課堂可以引入在線教學模式。在學生充分理解并認知了相關理論的基礎上，教師便可以理論指導實踐，優化實踐策略，如從在線教學設計系統化、學生在線學習自主化、在線教學支持健全化等多個方面著手，優化在線教學過程，充分發揮在線教育的效力，讓學生在這一教學模式的引導下，展現自主學習實效，凸顯自主化實踐效果，豐富他們的知識建構方式，最終讓學生的物理核心素養得以有效培養。