信息技術(shù)支持下的初中物理分層教學(xué)設(shè)計(jì)
——以“浮力”為例
文字|滕巖、倪亞賢、董文
教育部2019年發(fā)布的《全國(guó)中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0實(shí)施意見(jiàn)》提到要構(gòu)建教師信息素養(yǎng)發(fā)展新機(jī)制，全面推進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)融合創(chuàng)新發(fā)展。《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022版）》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）制定實(shí)施，強(qiáng)調(diào)新課程理念留學(xué)之路，“提倡多元化教育手段和合理運(yùn)用信息技術(shù)”，堅(jiān)持“提升全體學(xué)生核心素養(yǎng)”，目的是為每一個(gè)學(xué)生提供學(xué)習(xí)和發(fā)展的機(jī)會(huì)。差異化教學(xué)是一種注重學(xué)生個(gè)體差異的教學(xué)方式，在教育信息化2.0時(shí)代，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”可以幫助教師提高差異化教學(xué)的效率。教學(xué)有利于不同層次學(xué)生知識(shí)、智力、能力等方面的全面發(fā)展。筆者以《浮力》為例進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，將信息技術(shù)應(yīng)用于差異化教學(xué)：課前利用《文聚星》和《SPSS》軟件輔助進(jìn)行學(xué)生調(diào)查；課上利用《PhET》和《方言》《智慧教室》軟件提高教學(xué)效率；課后利用微課、《問(wèn)卷之星》靈活鞏固知識(shí)，利用《SPSS》評(píng)估教學(xué)效果。因材施教，精準(zhǔn)教學(xué)，力爭(zhēng)讓每一位學(xué)生在現(xiàn)有基礎(chǔ)上有所進(jìn)步。
1. 根據(jù)學(xué)習(xí)情況對(duì)教學(xué)對(duì)象進(jìn)行分層
教學(xué)對(duì)象是一群具有不同特點(diǎn)的學(xué)生，學(xué)生的任何學(xué)習(xí)都是建立在前概念的基礎(chǔ)上的。教師若要評(píng)估學(xué)生的前概念水平，不僅要了解學(xué)習(xí)情況，還要依靠學(xué)生的自主反饋。在第一階段，筆者利用“文聚星”在學(xué)生群體中張貼問(wèn)卷，并用“SPSS”進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從而了解學(xué)生個(gè)體水平和班級(jí)平均水平。“SPSS”是一款數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析軟件，教師從問(wèn)卷中收集數(shù)據(jù)。將其導(dǎo)入并進(jìn)行描述性分析，了解數(shù)據(jù)的集中趨勢(shì)和分散程度。點(diǎn)擊打開(kāi)“SPSS”界面，導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)，點(diǎn)擊“分析”-“描述統(tǒng)計(jì)”-“頻率”-“篩選變量”-選擇描述統(tǒng)計(jì)離散和集中趨勢(shì)的形式-“確定”，系統(tǒng)會(huì)呈現(xiàn)問(wèn)卷分析表（見(jiàn)表1），方便教師了解學(xué)生的前概念水平。
表1 模擬問(wèn)卷結(jié)果描述分析
在《浮力》的教學(xué)中，筆者根據(jù)學(xué)生的前概念和探究能力對(duì)學(xué)生進(jìn)行分層（見(jiàn)表2），并結(jié)合新課標(biāo)對(duì)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，為各個(gè)層次的學(xué)生設(shè)計(jì)了具??體的目標(biāo)（見(jiàn)表3）初中物理新課程理念，由易到難，由C目標(biāo)到A目標(biāo)逐級(jí)遞進(jìn)。
表2 教學(xué)對(duì)象分層
表3 教學(xué)目標(biāo)分層
2. 根據(jù)目標(biāo)分層教學(xué)內(nèi)容
課堂教學(xué)是學(xué)生實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的主要途徑，作者以B級(jí)教學(xué)目標(biāo)為基準(zhǔn)初中物理新課程理念，首先保證教學(xué)內(nèi)容的普遍性、典型性，然后針對(duì)A級(jí)和C級(jí)學(xué)生設(shè)計(jì)教學(xué)細(xì)節(jié)。
作者按照“認(rèn)識(shí)浮力—探究影響浮力的因素—阿基米德原理—應(yīng)用浮力”的順序進(jìn)行授課，除了使用互動(dòng)白板、PPT等基礎(chǔ)工具外，為了方便C級(jí)學(xué)生理解浮力知識(shí)，作者還借助“PhET”平臺(tái)的模擬程序，將浮力知識(shí)形象化，降低理解難度；為了激發(fā)A級(jí)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，鼓勵(lì)他們利用“在線實(shí)驗(yàn)室”進(jìn)行自主模擬實(shí)驗(yàn)，拓展思維。
在資源充足的前提下，教師可以利用“暢言智慧教室”軟件進(jìn)行授課，實(shí)時(shí)收集學(xué)生答題數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會(huì)即時(shí)處理，了解學(xué)習(xí)情況動(dòng)態(tài)，調(diào)整教學(xué)重點(diǎn)。軟件會(huì)在數(shù)據(jù)分析結(jié)果中呈現(xiàn)每位學(xué)生的答題數(shù)據(jù)。同時(shí)，軟件自動(dòng)記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，有利于教師課后評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。
3. 按差異對(duì)作業(yè)進(jìn)行分類
學(xué)生要想鞏固學(xué)習(xí)成果，課后一定要做好作業(yè)，比如練習(xí)、自制器材、擴(kuò)展閱讀等，加深對(duì)知識(shí)的理解。信息技術(shù)在課后鞏固環(huán)節(jié)可以發(fā)揮更大作用。在鞏固階段，教師可以單獨(dú)錄制微課，課后提供給各類學(xué)生，比如為C級(jí)學(xué)生錄制《浮力的概念》、《稱重法測(cè)量浮力》、《影響浮力的因素》、《阿基米德原理》，為B級(jí)學(xué)生錄制《浮力的成因》，為A級(jí)學(xué)生錄制《應(yīng)用浮力——自制浮標(biāo)》。學(xué)生對(duì)課上沒(méi)有解答的問(wèn)題，自行觀看微課，在達(dá)到基礎(chǔ)目標(biāo)后，如果學(xué)到了一些東西，如果有空余時(shí)間，還可以自行學(xué)習(xí)其他微課，“跳著摘果子”，實(shí)現(xiàn)進(jìn)階目標(biāo)。
物理作業(yè)作為鞏固的手段之一，是物理教學(xué)的重要組成部分，也是課堂教學(xué)的重要補(bǔ)充。課后作業(yè)可以在平臺(tái)上完成：教師在平臺(tái)上設(shè)置難度由大到小的題目，當(dāng)學(xué)生答錯(cuò)一題時(shí)，在答下一題時(shí)會(huì)再次出現(xiàn)同類型的題型，讓學(xué)生反復(fù)練習(xí)，鞏固所學(xué)知識(shí)。例如，筆者借助“問(wèn)卷之星”設(shè)計(jì)了作業(yè)（如圖1所示），問(wèn)題1用來(lái)測(cè)試“影響浮力的因素”，如果學(xué)生理解了浮力和沉水物體體積的關(guān)系，就能正確回答，答案為B。如果學(xué)生選了其他三個(gè)錯(cuò)誤的選項(xiàng)，就會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)測(cè)試相同知識(shí)點(diǎn)的問(wèn)題2，掌握了這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)生就可以練習(xí)下一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。對(duì)于問(wèn)題1，如果學(xué)生答對(duì)了，平臺(tái)會(huì)直接顯示問(wèn)題3，測(cè)試“阿基米德原理”。與紙質(zhì)練習(xí)相比，在線練習(xí)的優(yōu)勢(shì)在于教師可以??靈活設(shè)置問(wèn)題，精準(zhǔn)彌補(bǔ)學(xué)生學(xué)習(xí)中的薄弱環(huán)節(jié)。
圖1 物理作業(yè)
4.分層教學(xué)評(píng)估的整合過(guò)程
教師教學(xué)應(yīng)從目標(biāo)出發(fā)，最終回歸目標(biāo)。隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育領(lǐng)域的快速發(fā)展與應(yīng)用，記錄、分析學(xué)生的行為和表現(xiàn)已經(jīng)成為一件簡(jiǎn)單的工作，為教學(xué)評(píng)價(jià)提供了良好的條件。在評(píng)價(jià)“浮力”的教學(xué)結(jié)果時(shí)，教師一方面可以利用信息技術(shù)手段，收集學(xué)生課堂行為數(shù)據(jù)，填寫(xiě)在線觀察記錄，進(jìn)行表現(xiàn)評(píng)價(jià)；另一方面，教師可以發(fā)放課后小測(cè)驗(yàn)，與課前信息進(jìn)行比較，檢查學(xué)生學(xué)習(xí)“浮力”后是否取得了預(yù)期的進(jìn)步，并進(jìn)行最終評(píng)價(jià)。教師根據(jù)班級(jí)整體水平和學(xué)生個(gè)體水平的變化，對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)，直至達(dá)到相應(yīng)的發(fā)展目標(biāo)。圖2為模擬學(xué)生課前、課后成績(jī)總體對(duì)比分析圖。筆者將課前、課后成績(jī)單導(dǎo)入“SPSS”，進(jìn)行相關(guān)樣本T檢驗(yàn)。顯著性水平為0.000，表明兩組數(shù)據(jù)有顯著差異，教學(xué)效果良好，學(xué)生整體上取得了進(jìn)步。此外，還可以對(duì)A、B、C三個(gè)層次的學(xué)生進(jìn)行分析，得到更加細(xì)致的對(duì)比圖。
圖2 “SPSS”軟件中課前與課后成績(jī)對(duì)比分析
在教育信息化2.0時(shí)代，信息技術(shù)與教育教學(xué)融合是必然趨勢(shì)。對(duì)于差異化教學(xué)，信息技術(shù)是助力教學(xué)的催化劑。作者在設(shè)計(jì)“浮力”教學(xué)時(shí)，將學(xué)生、目標(biāo)、作業(yè)、評(píng)價(jià)等進(jìn)行劃分。信息技術(shù)應(yīng)用于差異化教學(xué)對(duì)教師來(lái)說(shuō)也是一個(gè)挑戰(zhàn)：教師不僅要具備運(yùn)用信息技術(shù)的能力，在知識(shí)和教學(xué)方法之外，更要關(guān)注教育領(lǐng)域最新的技術(shù)手段，還要合理地將其融入課堂與課堂之外，避免忽視學(xué)科的本體功能，陷入“為了技術(shù)而使用技術(shù)”的陷阱。這對(duì)教師的專業(yè)素質(zhì)提出了更高的要求。作者拋磚引玉，希望同行們共同探討，提高差異化教學(xué)的效果。
（作者滕艷為蘇州大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院研究生；倪亞賢為蘇州大學(xué)副教授、通訊作者；董文為蘇州大學(xué)教授）
結(jié)尾