S-3PBL科創(chuàng)教育模式下線上與線下混合式教學(xué)初探

【摘要】以互聯(lián)網(wǎng)新融合為特征的第四次工業(yè)革命正在深度地影響我們的文化、生產(chǎn)和生活，全球性新冠肺炎疫情也加速了第四次工業(yè)革命的歷史進(jìn)程，線上教學(xué)日益走向常態(tài)化。本文以“測量平均速度”教學(xué)為例，探討了基于S-3PBL科創(chuàng)教育模式的初中物理線上與線下混合式教學(xué)方法。初步嘗試表明，這種基于網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)方法有利于減小線上教學(xué)與線下教學(xué)的效果差距，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和學(xué)以致用能力?！娟P(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)教學(xué)；線下教學(xué)；S-3PBL科創(chuàng)教育模式背景與問題以互聯(lián)網(wǎng)新融合為特征的第四次工業(yè)革命正在深度地影響文化、生產(chǎn)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(xué)已經(jīng)使得師生們逐漸適應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)授課現(xiàn)實(shí)。如何發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)授課優(yōu)勢，保證網(wǎng)絡(luò)授課質(zhì)量與線下授課質(zhì)量相當(dāng)，已經(jīng)成為目前教育工作者探索和實(shí)踐的目標(biāo)。由于在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中缺乏監(jiān)督，學(xué)生自控力比較差，以及某些學(xué)科可能帶有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容而難以實(shí)施等問題，導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)效率降低。如何解決網(wǎng)絡(luò)教學(xué)效率低、實(shí)驗(yàn)難的問題呢？其中一種方法是采取混合式教學(xué)，將傳統(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)勢與線上學(xué)習(xí)的優(yōu)勢結(jié)合起來[1]。它不是線上教學(xué)和線下教學(xué)的簡單相加，而是將兩者融合，實(shí)現(xiàn)“1+1>2”。線上教學(xué)具有獨(dú)特的教學(xué)優(yōu)勢。學(xué)生在云平臺上組成討論小組，可以提高討論效率；在家學(xué)習(xí)，有利于在生活中學(xué)習(xí)與運(yùn)用學(xué)科知識，讓學(xué)生探究生活中的學(xué)科問題；還可以借助常見的電子設(shè)備進(jìn)行觀察與測量等。這些都是傳統(tǒng)課堂教學(xué)難以實(shí)現(xiàn)的。在混合運(yùn)用線上教學(xué)與線下教學(xué)的時候，要想發(fā)揮線上教學(xué)優(yōu)勢，首先需要貫徹S-3PBL科創(chuàng)教育模式理念，從生活問題出發(fā)，鼓勵學(xué)生大膽利用身邊的工具解決問題，同時借助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交流與分享。這樣做有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)投入度，解決實(shí)驗(yàn)難的問題。筆者在初中物理線上與線下混合式教學(xué)實(shí)踐中，形成了如下教學(xué)方法（圖1）。“測量平均速度”是人教版物理第一章的內(nèi)容，是學(xué)生開始學(xué)習(xí)物理時遇到的第一個需要測量與計(jì)算的物理量。下面以初中“測量平均速度”線上教學(xué)為例，探討如何基于S-3PBL-1科創(chuàng)教育模式和線上與線下混合式教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和解決復(fù)雜真實(shí)問題的能力。案例設(shè)計(jì)與實(shí)踐1.驅(qū)動問題的提出基于生活場景，提出項(xiàng)目的驅(qū)動問題：同學(xué)們每天去同一地點(diǎn)做核酸，路上要走的路程是多遠(yuǎn)？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(shè)計(jì)首先，利用網(wǎng)絡(luò)平臺（釘釘?shù)募倚１竟δ埽┌l(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)：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(shí)驗(yàn)方案并建立云討論小組：利用網(wǎng)絡(luò)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(jìn)行資料搜集和討論，確定方案。學(xué)生的方案包括以下幾種。方案一：利用計(jì)步器進(jìn)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(jìn)行時間測量；通過機(jī)械類工具進(jìn)行速度測量。方法二：利用電話手表直接進(jìn)行步數(shù)的計(jì)量，再通過刻度尺工具進(jìn)行每一步長度的測量；通過時鐘進(jìn)行時間測量，利用手表計(jì)算器功能進(jìn)行速度計(jì)算。方案三：利用Keep、悅動圈、咕咚等運(yùn)動軟件直接進(jìn)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(jī)地圖軟件的出發(fā)地和目的地確定路程，利用手機(jī)計(jì)時器進(jìn)行時間的測量，利用紙筆進(jìn)行速度的計(jì)算。方案五：利用手機(jī)導(dǎo)航功能，直接進(jìn)行實(shí)時導(dǎo)航，記錄實(shí)時速度，再利用手機(jī)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(shí)際測量與分析數(shù)據(jù)每個小組確定方案后進(jìn)行實(shí)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(xué)有余力的小組可以測量核酸檢測排隊(duì)速度，繪制圖像并提交。學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上利用騰訊課堂進(jìn)行數(shù)據(jù)和測量過程的分享。部分方案及成果結(jié)果如下。小組一：利用手機(jī)運(yùn)動軟件記錄路程和時間，軟件直接出配速。具體數(shù)據(jù)如下：時間00：03：33、路程0.23km、配速14′49″，學(xué)生發(fā)現(xiàn)軟件數(shù)據(jù)與物理學(xué)習(xí)中常用單位不同，進(jìn)行單位換算，時間t=3min33s=213s、路程s=230m。學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)搜索學(xué)習(xí)到配速的概念為1km所用時間，根據(jù)配速14′49″，可以計(jì)算出速度約為1.12m/s，雖然從手機(jī)軟件中得到的配速比自己計(jì)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(jié)果應(yīng)該在可接受范圍之內(nèi)。小組二：利用手機(jī)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(jìn)一步利用電腦Excel軟件繪制出路程時間圖像，如圖2所示。學(xué)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(jìn)行對比，分析觀察圖像，對s-t圖像有了初步的認(rèn)識。學(xué)生依據(jù)圖像和測量過程分析，發(fā)現(xiàn)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(duì)做核酸，速度較慢，第三階段是做核酸結(jié)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(fā)現(xiàn)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?？偨Y(jié)與反思初中物理線上與線下混合式教學(xué)總體可以概括為提出問題、方案制定、實(shí)際測量、分析數(shù)據(jù)、成果分享、聯(lián)系生活幾個環(huán)節(jié)。以問題驅(qū)動教學(xué)，鼓勵學(xué)生選用生活中的數(shù)字化工具，體驗(yàn)探究過程，體現(xiàn)學(xué)科教學(xué)的跨學(xué)科性。通過這樣的方式，學(xué)生不僅僅只是“聽課”，而且充分參與到驅(qū)動問題的探究過程之中，可以保證線上學(xué)科教學(xué)的基本質(zhì)量。該方法不僅僅可以