借助云平臺實(shí)現(xiàn)“教－學(xué)－評”一致性的課堂設(shè)計

收稿日期：２０２３－１２－１４

基金項目：福州市教育信息技術(shù)研究課題“基于云平臺初中物理校本作業(yè)的實(shí)踐研究”（ＦＺＤＪ２０２２Ａ３９）。

作者簡介：曾麗萍（１９８８-），女，中學(xué)二級教師，主要從事初中物理教學(xué)與實(shí)驗創(chuàng)新研究。

摘" "要：以滬科版八年級物理第四章第４節(jié)“光的色散”為例，利用自制實(shí)驗教具，借助云平臺“班級小管家”“希沃授課助手”“筆曰智慧教學(xué)平臺”，探索出了圍繞課前、課中、課后“教-學(xué)-評”一致性的課堂設(shè)計，幫助教師從評價的視角看待教學(xué)，有效落實(shí)了學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：云平臺；教-學(xué)-評一致性；實(shí)驗改進(jìn)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A " " 文章編號：1003-6148（2024）4-0046-4

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（２０２２年版）》要求“物理課程要培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)”，而強(qiáng)化評價與課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)的一致性，即“教－學(xué)－評”一致性，是落實(shí)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要抓手。教師要充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，將信息技術(shù)有效融入物理教學(xué)，創(chuàng)新教學(xué)方式，提升教學(xué)效率［１］。當(dāng)下云平臺的興起對于學(xué)生的課前診斷、課中過程性表現(xiàn)、課后實(shí)踐性作業(yè)與紙質(zhì)作業(yè)的批注等大數(shù)據(jù)的收集與反饋是精準(zhǔn)的、可視化的。教師在看得見學(xué)生學(xué)的情況下，運(yùn)用實(shí)時信息調(diào)整自己的教學(xué)行為，可以實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的良性互動。單個云平臺的使用有其現(xiàn)實(shí)局限性，比如價格、方便性等問題，多個云平臺的混合使用是一線教師的最佳選擇。根據(jù)多年實(shí)踐經(jīng)驗，列舉了教師在授課中常用的云平臺及功能（表1）。

表１" 各類云平臺的常用功能

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同時，實(shí)驗是物理課程改革的重要環(huán)節(jié)，是物理課程改革的重要條件和重要的課程資源［２］，所有的物理知識都是在實(shí)驗的基礎(chǔ)上建立起來的，有效的物理實(shí)驗對推動“教－學(xué)－評”一致性有著積極作用。

本文以“光的色散”為例，利用改進(jìn)的實(shí)驗教具從以下幾個方面來探索借助云平臺實(shí)現(xiàn)“教－學(xué)－評”一致性的課堂設(shè)計。

１" " 分析教材，發(fā)現(xiàn)問題

在教材“光的色散”實(shí)驗中，光源一直是最難解決的問題。傳統(tǒng)實(shí)驗中，光源往往選取自然光或者強(qiáng)光手電筒，導(dǎo)致實(shí)驗現(xiàn)象的可視性差，光的合成實(shí)驗難以成功。隨著電子白板的推廣，大量的投影儀被淘汰而進(jìn)入倉庫蒙灰，教師可借助投影儀自制一套光的色散組合演示器（圖１），并且延伸到對光的顏色的進(jìn)一步探究。本實(shí)驗的改進(jìn)使閑置物品物盡其用，可復(fù)制性強(qiáng)，操作簡單，具有較高的推廣價值。

光源制作：將筆記本電腦連接到投影儀上，在黑色背景的PPT上插入寬度為3磅的豎直白色矩形，即可形成白色光帶（圖２）。在黑色背景的PPT上插入圓形，在顏色自定義中，選擇ＲＧＢ模式，紅色選擇２５５，其他選為０，即可獲得紅光光源（圖３）。同理，可獲得藍(lán)光、綠光等光源［３］。

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圖１" 光的色散組合演示器

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圖２nbsp; 白色光帶的制作

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圖３" 紅光光源的制作

２" " 基于ＡＢＣＤ目標(biāo)陳述法的教學(xué)目標(biāo)

制訂清晰的教學(xué)目標(biāo)，是實(shí)現(xiàn)“教－學(xué)－評”一致性的前提。本文采用的是由阿姆斯特朗和塞維吉提出來的ＡＢＣＤ目標(biāo)陳述法。

（１）通過觀察實(shí)驗，描述白光的組成，能辨別光的色散現(xiàn)象，具有初步的科學(xué)推理能力。

（２）通過分組實(shí)驗，探究同種介質(zhì)對不同單色光的偏折程度，區(qū)分單色光和復(fù)色光，說出不同單色光折射本領(lǐng)不同，解釋彩虹形成的原因，形成初步的運(yùn)動和相互作用觀。

（３）通過分組實(shí)驗，觀察紅、綠、藍(lán)三束光在白墻上重疊部分的顏色，概括光的三基色按不同比例混合可以形成豐富的色彩，解釋光的三基色在生活中的應(yīng)用，體會從物理走向生活。

（４）學(xué)生能夠通過觀察物體的顏色實(shí)驗，概括物體的顏色規(guī)律，解釋五光十色的世界，對探索自然充滿興趣，從物理學(xué)的視角認(rèn)識身邊的彩色世界。

３" " 基于目標(biāo)確定主題

３．１" " 課前準(zhǔn)備，巧設(shè)情境

利用“班級小管家”收集視頻、圖片的功能，在課前收集生活中的彩虹現(xiàn)象。教師對這些素材按照不同原理和難易程度進(jìn)行分類、選取。

創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的情境——雨后彩虹，設(shè)置問題。

設(shè)計意圖：“班級小管家”是一款無需下載的微信小程序，便于家長和學(xué)生上傳素材。教師將素材作為課程資源，貼近學(xué)生的生活，引發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心與求知欲。

３．２" " 課前診斷，建立物理模型

本課例引導(dǎo)學(xué)生觀察雨滴的形狀，建構(gòu)物理模型——三角形，將三棱鏡類比雨滴。

利用“筆曰智慧教學(xué)平臺”，設(shè)計學(xué)案：

（１）光從空氣中斜射入其他介質(zhì)中時，折射光線向法線方向偏折。

（２）光從空氣中斜射入小水滴中時，畫出折射光線。

學(xué)生利用智能筆，可將畫圖軌跡實(shí)時傳送到教學(xué)平臺，為教師了解學(xué)生的光學(xué)作圖能力提供可視化方案，及時調(diào)整教師授課的節(jié)奏。

設(shè)計意圖：讓學(xué)生在頭腦中自然萌發(fā)出“突出主要因素，忽略次要因素”“類比法”的基本思維方法，體會物理模型在物理學(xué)中的應(yīng)用。同時，“筆曰智慧教學(xué)平臺”的使用，不單單讓學(xué)生感受到科技的魅力，更重要的是將全班學(xué)生的學(xué)習(xí)特征展現(xiàn)出來，促使人人高質(zhì)量地參與到課堂中來，起到了監(jiān)測課堂的作用。教師通過云平臺講解題目時，可以挑一些典型的題目，以視頻的形式展示出來，對于正確和錯誤的作圖，直接評價和糾錯，為新課作鋪墊。

３．３" " 光的色散

歷史上關(guān)于白光的爭議非常多，本課例通過精選笛卡爾與牛頓的觀點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)物理學(xué)史情境，引發(fā)認(rèn)知沖突，開發(fā)教學(xué)功能，設(shè)計實(shí)驗，解決沖突。

３．３．１" " 光的分解

創(chuàng)設(shè)物理學(xué)史情境１： 笛卡爾認(rèn)為白光是純凈的單色光，然而牛頓認(rèn)為白光是由多種顏色的光組合而成的復(fù)色光。

為了使彩虹現(xiàn)象更加持久且直觀，教師利用自制教具“光的色散組合演示器”演示實(shí)驗１：將白色光帶通過豎直放置的三棱鏡，觀察到白光通過三棱鏡后形成彩色光帶（圖４）。

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圖４" 光的分解

３．３．２" " 探究同種介質(zhì)對不同單色光的偏折程度

創(chuàng)設(shè)物理學(xué)史情境２：笛卡爾對此現(xiàn)象的解釋是棱鏡改變了光的顏色，然而牛頓認(rèn)為紅光通過三棱鏡還是紅光。提出新問題：是白光分解成彩色光？還是三棱鏡改變了光的顏色？

引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實(shí)驗，解決問題。學(xué)生受牛頓精巧的實(shí)驗設(shè)計思想和桌面器材的啟發(fā)，讓紅色、綠色激光筆分別通過磁吸式三棱鏡，分組實(shí)驗繼續(xù)觀察現(xiàn)象（圖５）。

這是一個為解釋物理學(xué)史的問題而增加的補(bǔ)充實(shí)驗。利用兩張方格紙，將紅光、綠光調(diào)整為平行光，可增強(qiáng)實(shí)驗效果。由于這個實(shí)驗現(xiàn)象需要進(jìn)一步解釋說明，所以教師需要利用“希沃授課助手”將學(xué)生的實(shí)驗過程以視頻、圖片的形式拍攝下來，傳送到“希沃”上。教師、同伴、學(xué)生本人對這個實(shí)驗進(jìn)行評價、推理，得出結(jié)論。通過大量實(shí)驗可以說明，三棱鏡沒有改變光的顏色，紅光偏折角度小于綠光，白光可以分解成彩色光帶。

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圖５" 探究同種介質(zhì)對不同單色光的偏折程度

３．３．３" " 光的合成

為了進(jìn)一步得出實(shí)驗結(jié)論，在這里演示了光的合成實(shí)驗，這個實(shí)驗在傳統(tǒng)教學(xué)中是難以實(shí)現(xiàn)的。采用大號三棱鏡，利用“光的色散組合演示器”演示實(shí)驗２：將分解出來的彩色光再次通過三棱鏡，即將另外一個三棱鏡靠近第一個三棱鏡，便可完成光的合成實(shí)驗（圖６）。

學(xué)生通過觀察實(shí)驗、分析綜合、推理論證，建立色散的定義，解釋色散形成的原因。

教師利用課前“班級小管家”收集的素材，創(chuàng)設(shè)情境，進(jìn)行補(bǔ)充說明：太陽光經(jīng)三棱鏡折射形成光譜只是色散的一種方法，還有干涉、衍射等也是形成光譜的方法。

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圖６" 光的合成

為了檢測學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，設(shè)置了解釋虹的成因環(huán)節(jié)，將學(xué)生課前準(zhǔn)備的素材——霓的成因作為知識拓展。

設(shè)計意圖：在建立“色散概念”的過程中，以物理學(xué)史為主線，為學(xué)生提供探索、研究的情境，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐、體驗科學(xué)方法，體會物理規(guī)律發(fā)現(xiàn)的曲折性，學(xué)習(xí)科學(xué)家的科學(xué)信念和態(tài)度。利用自制教具將實(shí)驗現(xiàn)象放大，給學(xué)生較強(qiáng)的視覺沖擊。同時，教師使用“希沃授課助手”將學(xué)生的實(shí)驗過程、實(shí)驗現(xiàn)象搬到電子白屏上，起到及時評價、以評促教的作用。應(yīng)用所學(xué)知識解釋生活現(xiàn)象，體現(xiàn)了從物理走向生活的理念，讓學(xué)生體會到運(yùn)用物理知識解決問題的樂趣。

３．４" " 物體的顏色

傳統(tǒng)實(shí)驗沒有探究物體顏色這一環(huán)節(jié)，一線教師往往是利用教學(xué)視頻替代，或者是利用暗箱來做這個實(shí)驗。本課例是利用自制教具“光的色散組合演示器”、不透明的卡紙、透明玻璃紙來進(jìn)行實(shí)驗探究。

３．４．１" " 不透明物體的顏色

演示實(shí)驗３：探究不透明物體的顏色規(guī)律。

實(shí)驗操作：將不透明卡紙分別疊放在彩色光帶上（圖７）。可以很明顯地觀察到白紙上所有光都比較亮，紅色卡紙上紅光比較鮮艷，綠色卡紙上綠光比較鮮艷，黑色卡紙上所有光都比較暗淡。通過對比、討論可以得出，不透明物體的顏色由它反射光的顏色決定。

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圖７" 探究不透明物體的顏色規(guī)律

３．４．２" " 透明物體的顏色

演示實(shí)驗４：探究透明物體的顏色規(guī)律。

實(shí)驗操作：將透明玻璃紙、藍(lán)色透明玻璃紙、紅色透明玻璃紙分別擋在白光、藍(lán)光、紅光前，觀察透過光的顏色（圖８）。

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圖８" 探究透明物體的顏色規(guī)律

可以很明顯地觀察到實(shí)驗現(xiàn)象，如表２所示。

表２" "探究透明物體的顏色規(guī)律

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實(shí)驗表明：透明物體的顏色由它透過的色光決定，其他顏色的色光則被它吸收；無色透明物體可以透過所有的色光。

學(xué)生應(yīng)用知識解釋現(xiàn)象。利用“筆曰智慧教學(xué)平臺”，設(shè)計學(xué)案：

（１）紅花為什么是紅色的？綠葉為什么是綠色的？

（２）為什么綠色玻璃旁的綠色植物更容易枯萎呢？

設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗現(xiàn)象，通過理性思維抽象出物理規(guī)律，能應(yīng)用規(guī)律解釋生活中的實(shí)際問題。本實(shí)驗的創(chuàng)新大大增強(qiáng)了實(shí)驗現(xiàn)象的穩(wěn)定性、可視性，提高了課堂的學(xué)習(xí)效率。

３．５" " 探究光的三基色

對于光的三基色，本課例利用實(shí)驗室已有的器材“光合成實(shí)驗儀”（圖９），設(shè)計學(xué)生分組實(shí)驗，進(jìn)行自主探究活動。

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圖９" 光合成實(shí)驗儀

將“光合成實(shí)驗儀”發(fā)出的紅光、綠光、藍(lán)光投射到白板上，兩兩混合，觀察實(shí)驗現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)把紅、綠、藍(lán)這三種色光按不同比例混合，就可以產(chǎn)生各種顏色的光，向?qū)W生介紹三基色為紅、綠、藍(lán)。最后，應(yīng)用知識解釋現(xiàn)象。

設(shè)計意圖：在這個環(huán)節(jié)中，學(xué)生自主探究的實(shí)驗現(xiàn)象較為簡單，易于得出結(jié)論。故而不選擇“希沃授課助手”進(jìn)行實(shí)驗再現(xiàn)，而選擇現(xiàn)場講評。

３．６" " 作業(yè)設(shè)計

（１）利用“筆曰智慧教學(xué)平臺”，設(shè)計校本作業(yè)。作業(yè)內(nèi)容由作業(yè)目標(biāo)和分層作業(yè)構(gòu)成（圖１０）。（２）實(shí)踐類作業(yè)。制作彩虹，將作品圖片和視頻發(fā)送到“班級小管家”。

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圖１０" 校本作業(yè)

設(shè)計意圖：利用“筆曰智慧平臺”和“班級小管家”收集學(xué)習(xí)效果信息，達(dá)到監(jiān)測這節(jié)課學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)是否達(dá)成的目的。

４" " 結(jié)" 論

本節(jié)課的自制教具實(shí)驗現(xiàn)象鮮明，符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，在觀察與實(shí)驗中，為學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識物理規(guī)律奠定基礎(chǔ)。

為了落實(shí)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，應(yīng)學(xué)會從評價的視角看待教學(xué)［４］。課前借助“班級小管家”或者“筆曰智慧教學(xué)平臺”收集學(xué)生的信息，了解學(xué)情的同時生成教學(xué)素材；課中借助“希沃授課助手”收集學(xué)生的實(shí)驗過程，借助“筆曰智慧教學(xué)平臺”收集學(xué)生的隨堂練習(xí)情況，通過對動態(tài)生成信息的研判和處理，推動課堂進(jìn)程；課后借助“班級小管家”或者“筆曰智慧教學(xué)平臺”了解學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成度，為下節(jié)課調(diào)整教學(xué)節(jié)奏作準(zhǔn)備。借助云平臺，用評價引領(lǐng)教與學(xué)，是一種有效的教學(xué)方式，有利于促使“教－學(xué)－評”一致性。

參考文獻(xiàn)：

［１］中華人民共和國教育部．義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（２０２２年版）［Ｓ］．北京：北京師范大學(xué)出版社，２０２２．

［２］廖伯琴．義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（２０２２年版）解讀［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２０２２．

［３］姜萬松，楊震云．白光的色散與合成演示器的改進(jìn)［Ｊ］．實(shí)驗教學(xué)與儀器，２０２３（３）：４３－４5．

［４］于麗萍.基于標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)：“教－學(xué)－評一致性”區(qū)域?qū)嵺`［Ｍ］．北京：中國社會出版社，２０２１：２．

（欄目編輯" " 鄧" "磊）