S-3PBL科創教育模式下線上與線下混合式教學初探

段捷 裴加旺 馬龍敏

【摘 要】以互聯網新融合為特征的第四次工業革命正在深度地影響我們的文化、生產和生活，全球性新冠肺炎疫情也加速了第四次工業革命的歷史進程，線上教學日益走向常態化。本文以“測量平均速度”教學為例，探討了基于S-3PBL科創教育模式的初中物理線上與線下混合式教學方法。初步嘗試表明，這種基于網絡的教學方法有利于減小線上教學與線下教學的效果差距，培養學生的創新意識和學以致用能力。

【關鍵詞】網絡教學；線下教學；S-3PBL科創教育模式

【中圖分類號】G434? ?【文獻標識碼】B

【論文編號】1671-7384（2023）09-089-02

背景與問題

以互聯網新融合為特征的第四次工業革命正在深度地影響文化、生產和生活的各個方面，新冠肺炎疫情在全球的蔓延，加劇了這一影響的速度和深度，近兩年來的線上教學已經使得師生們逐漸適應了網絡授課現實。如何發揮網絡授課優勢，保證網絡授課質量與線下授課質量相當，已經成為目前教育工作者探索和實踐的目標。由于在網絡教學中缺乏監督，學生自控力比較差，以及某些學科可能帶有實驗內容而難以實施等問題，導致了網絡教學效率降低。

如何解決網絡教學效率低、實驗難的問題呢？其中一種方法是采取混合式教學，將傳統教學模式的優勢與線上學習的優勢結合起來[1]。它不是線上教學和線下教學的簡單相加，而是將兩者融合，實現“1+1>2”。線上教學具有獨特的教學優勢。學生在云平臺上組成討論小組，可以提高討論效率；在家學習，有利于在生活中學習與運用學科知識，讓學生探究生活中的學科問題；還可以借助常見的電子設備進行觀察與測量等。這些都是傳統課堂教學難以實現的。在混合運用線上教學與線下教學的時候，要想發揮線上教學優勢，首先需要貫徹S-3PBL科創教育模式理念，從生活問題出發，鼓勵學生大膽利用身邊的工具解決問題，同時借助網絡進行交流與分享。這樣做有助于提升學生的學習投入度，解決實驗難的問題。筆者在初中物理線上與線下混合式教學實踐中，形成了如下教學方法（圖1）。

“測量平均速度”是人教版物理第一章的內容，是學生開始學習物理時遇到的第一個需要測量與計算的物理量。下面以初中“測量平均速度”線上教學為例，探討如何基于S-3PBL-1科創教育模式和線上與線下混合式教學方法，培養學生創新意識和解決復雜真實問題的能力。

案例設計與實踐

1.驅動問題的提出

基于生活場景，提出項目的驅動問題：同學們每天去同一地點做核酸，路上要走的路程是多遠？需要的時間有多長？路上的平均速度如何測量？

2.問題解決方案的設計

首先，利用網絡平臺（釘釘的家校本功能）發布學習任務：如何測量做核酸路上的平均速度呢？其次，利用云課堂討論實驗方案并建立云討論小組：利用網絡平臺建立云討論小組（微信群、騰訊課堂討論群），給出一些可行的測量工具供大家參考。最后，確定問題解決方案：各小組進行資料搜集和討論，確定方案。學生的方案包括以下幾種。

方案一：利用計步器進行距離測量，利用累積法減小距離測量誤差；利用手表直接進行時間測量；通過機械類工具進行速度測量。

方法二：利用電話手表直接進行步數的計量，再通過刻度尺工具進行每一步長度的測量；通過時鐘進行時間測量，利用手表計算器功能進行速度計算。

方案三：利用Keep、悅動圈、咕咚等運動軟件直接進行速度的測量。利用電腦Excel軟件錄入每分鐘的路程，利用插入圖表制作出“路程-時間”圖像。

方案四：利用手機地圖軟件的出發地和目的地確定路程，利用手機計時器進行時間的測量，利用紙筆進行速度的計算。

方案五：利用手機導航功能，直接進行實時導航，記錄實時速度，再利用手機時鐘記錄每段路所用時間。最后，通過電腦Excel軟件錄入每分鐘時間和速度，繪制“速度-時間”圖像。

3.實際測量與分析數據

每個小組確定方案后進行實施，用同一方法或者不同方法測量，繪制s-t圖像和v-t圖像。學有余力的小組可以測量核酸檢測排隊速度，繪制圖像并提交。

學生在網絡上利用騰訊課堂進行數據和測量過程的分享。部分方案及成果結果如下。

小組一：利用手機運動軟件記錄路程和時間，軟件直接出配速。具體數據如下：時間00：03：33、路程0.23km、配速14′49″，學生發現軟件數據與物理學習中常用單位不同，進行單位換算，時間t=3min33s=213s、路程s=230m。學生通過網絡搜索學習到配速的概念為1km所用時間，根據配速14′49″，可以計算出速度約為1.12m/s，雖然從手機軟件中得到的配速比自己計算的速度要略大一些，通過查詢教材，一般步行速度1.1m/s，可以初步判斷自己的測量結果應該在可接受范圍之內。

小組二：利用手機軟件每兩分鐘截圖一次，記錄路程和時間，得到如表1所示路程時間表格，進一步利用電腦Excel軟件繪制出路程時間圖像，如圖2所示。

學生分析本次核酸的圖像，將這個過程分為三個階段，并對三個階段平均速度大小進行對比，分析觀察圖像，對s-t圖像有了初步的認識。學生依據圖像和測量過程分析，發現三個階段中第一個階段平均速度最快，是趕去做核酸的路上，第二階段是正在排隊做核酸，速度較慢，第三階段是做核酸結束立即返回家中，正常步行速度。通過對比速度大小和圖像，發現s-t圖像中，圖像越陡表示速度越大，圖像越緩表示速度越小。

總結與反思

初中物理線上與線下混合式教學總體可以概括為提出問題、方案制定、實際測量、分析數據、成果分享、聯系生活幾個環節。以問題驅動教學，鼓勵學生選用生活中的數字化工具，體驗探究過程，體現學科教學的跨學科性。通過這樣的方式，學生不僅僅只是“聽課”，而且充分參與到驅動問題的探究過程之中，可以保證線上學科教學的基本質量。該方法不僅僅可以應用于物理學科線上教學，還可以在其他學科中加以推廣實踐。此外，線上教學不僅拓寬了物理空間，隨著網絡遠程測控技術、大數據測評技術、虛擬現實技術、虛擬數字人技術、元宇宙技術等網絡技術的推廣與普及，未來的網絡教育將具有更加廣闊的科創教育前景。

注：本文系中國教育發展戰略學會一般課題“新時代科創教育與學生創新能力發展方略研究”（課題編號：3003053）研究成果

參考文獻

王姍姍. 后疫情時代混合式教學模式初探——以高校研究生教學為例[J]. 甘肅科技，2021，37（17）： 47-49.

作者單位：北京景山學校

編? ?輯：徐靖程