王宇辰

(深圳市龙岗区华中师范大学龙岗附属中学 广东 深圳 518100)

胡正

[深圳市龙岗区外国语学校(集团)星河学校 广东 深圳 518100]

云端启智，线上赋能．疫情暂缓了师生返校相见的脚步，或者打乱了师生在校正常学习的节奏，因此开展高质量的在线教学意义重大．为了扎实做好在线教学的过程优化、问题解决、质量提升工作，教师首先要明确在校学习与在线学习的区别，具体如表1所示.

表1 在线学习与网课学习的区别

根据以上分析，为了切实提升课堂教学效率，探索在线教学的多元、有效途经迫在眉睫．通过使用钉钉直播、腾讯课堂直播、空中自习课堂、线上班会课、网络积分宝典等软件，运用在线教学平台的数字黑板、音视频实时直播互动、拍照上传等技术手段，保障学生的实际参与感，实现融合交互，高效学习与交流．但是如何有效地布置在线教学课后作业呢？

苏霍姆林斯基指出：“课外作业并不是课堂作业量的追加，而应该是使学生的知识向广度和深度发展，让学生在课外去观察自然界和社会现象，发现个人爱好和多方面的智力需要．”[1]2019年，教育部提出要立足全面发展育人目标，构建包括“核心价值、学科素养、关键能力、必备知识”在内的高考考查内容体系；
《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称新课标)提出要培养学生物理学科核心素养，让学生在物理课程学习中形成适应个人终身学习和社会需求的必备品格和关键能力[2]．为了能够在线上教学中准确施行新评价体系和新课程标准，落实“双减”要求，培养学生物理学科核心素养，笔者尝试打破传统的“做题式”物理作业模式，设计基于新情境、调动必备知识的高质量的作业，探索“非常规”物理实验在线上教学作业中的有效应用．

“非常规”物理实验是直接利用环境中“本来用途不是用来开展实验”的物质资源，包括生活易得物品、材料、器具、人体自身，还包括交通工具、建筑设施、娱乐器材等，同时包括师生研发创新的实验器具来实施的物理实验．著名物理学家麦克斯韦说过：“实验的教育价值往往与仪器的复杂程度成反比．”“非常规”物理实验除具有常规实验的科学性、严密性、体验性、趣味性等特点以外，还具有简易性、自创性、生活化、发展性等特点[3]．“简易性”体现在，“非常规”物理实验的器材基本都是我们日常生活中常见的、易获得的、易制作的；
“自创性”体现在，“非常规”物理实验是对原来不是用于物理实验的常见存在物进行创新利用；
“生活化”体现在，“非常规”物理实验将抽象的物理知识呈现在真实的生活情境之中，让学生深切地感受到生活与物理规律之间的密切关系，从而在较为真实的生活情境中获取知识；
“发展性”体现在，“非常规”物理实验的开发并不是一次性的，现实生活中的常见物是一个发展的概念，随着人民生活水平的不断提升，使用的物品也更加的智能，所以“非常规”物理实验也在不断更新变化中．

建构主义认为，学习是情境化的，而情境则是指与某一事件相关联的情景、背景或环境[4]．学习是学习者运用自己的已有经验去主动而积极地建构对自己富有意义的内部心理表征的过程[3].学习知识不是通过教师传授得到，而是学生在一定的情境即社会文化背景下，借助他人(包括教师和学习伙伴)的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式不断地进行反省、概括和抽象而获得的．“非常规”物理实验通过这些常见的存在物让学生体验物理现象、探索物理规律，发挥学生主体性，帮助学生实现经验的重构．

情境认知与学习理论认为，知识具有情境性，抽象的知识是在与学习情境的有效融合过程中得以不断发展和完善．“非常规”物理实验能有效地创设学生掌握知识的学习环境，亲身体验生动直观的学习情境，并能够提供丰富的感性认识，激发学生的学习兴趣，让学生在实践中感受体验物理知识的学习，促进知识的建构．

3.1 实施意义

对于线上教学，教师不能直观地面对学生，没办法全面地了解学生的学习状态，不能很好地监管学生作业，更无法有效评价学生学习情况．随着学生对这种教学方式新鲜感的逐渐褪去，使网络教学变成教师的一厢情愿．同时课程本身难度的逐渐凸显，如何让学生保持较高的学习兴趣，而不因为学业难度大而产生倦怠情绪？结合“非常规”物理实验的内涵和特点，笔者尝试在现有的“做题式”物理作业模式下，添加“非常规”物理实验进行辅助，将抽象化的知识呈现在真实的生活情境中，让学生在真实的情境中获取知识，符合学生的认知特点，激发学生的学习热情．

3.2 实施过程

如图1所示，教师从教学主题出发，分析重难点、易错点确定实验内容；
学生分析各种备选生活材料、物品、器具等资源的物理特性，根据实验需要进行初选，将物理属性符合或基本符合实验要求的生活环境材料、物品、器具等列出来，侧重以物理学视角对生活环境资源实验价值进行审视，这是发散思维的过程；
然后对产生的多种方案进行比较，分析“初选”出来的各种材料、物品、器具等是否符合教学主题，以及设计的“非常规”物理实验方案与器具是否可能或便于实施，这是集中思维的过程；
最后进行设计和实施实验，并录像记录实验过程和实验现象．

图1 实施过程

3.3 实施案例

3.3.1 “光的折射定律”

本节课选自粤教版高中物理选择性必修第一册第四章第1节，新课标对本节课的要求是：“通过实验，理解光的折射定律．”[2]一位学生的“非常规”物理实验设计如下.

如图2所示，他在碗底放一枚硬币，把碗移到眼睛刚好看不到硬币的地方，保持眼睛和碗的位置不变，请他的妈妈向碗里缓慢加水后，再次看到了硬币．针对看到的实验现象，画出光路图，利用折射定律进行解释．

图2 “光的折射定律”——学生作业视频截图

图3 习题情境简化图

虽然只是一个简单的小实验，但是这位同学不仅理论联系实际，在解释实验现象中深化对折射定律的理解，而且很好地利用实验现象建构习题情境，在知识迁移中实现对折射定律的应用．

3.3.2 “测定介质的折射率”

本节课选自粤教版高中物理选择性必修第一册第四章第2节，新课标对本节课的要求是：“会测量材料的折射率．”[2]另外，“测量玻璃的折射率”是新课标所要求的学生必做实验之一．关于学生必做实验，新课标指出：“学校应充分利用已有的实验器材，努力开发适合本校情况的实验课程资源，尽可能让学生自己动手多做实验，提升学生的物理学科核心素养．”[2]而线上课堂只能通过播放视频方式展示测量玻璃折射率的实验操作．一位学生的“非常规”物理实验设计如下.

如图4所示，他类比“插针法”，用4个笔盖代替大头针，粗略估测透明材料的折射率，并画出了实验光路图，详细讲述实验原理、实验过程和数据处理．

图4 “测定介质的折射率”——学生作业视频截图

虽然简陋的器材造成的实验误差较大，但是这位学生活学活用，亲自动手体验实验过程，熟练掌握实验操作，对实验过程中的注意点、易错点都进行了详细说明，并作出实验光路图，完成数据处理．简简单单的小实验再次有效地创设学生掌握知识的学习环境，激发学生学习兴趣，实现对知识的建构，这就是“非常规”物理实验的魅力所在．

3.3.3 “光的全反射与光纤技术”

本节课选自粤教版高中物理选择性必修第一册第四章第3节，新课标对本节课的要求是：“知道光的全反射现象及其产生的条件．初步了解光纤的工作原理、光纤技术在生产生活中的应用．”[2]一位学生的“非常规”物理实验设计如下.

如图5所示，他在一张白纸上画上病毒，用透明袋装上白纸，并在透明袋上画上自己的手，再将其放入水中，从某个角度观察到，手上的病毒不见了．然后画出光路图，利用光的全反射理论解释实验现象．最后，该学生总结道：“时至今日，疫情仍在世界范围内传播，而我们只能从自身做起，牢记‘防疫三字经’，勤洗手，好习惯．”

图5 “光的全反射与光纤技术”——学生作业视频截图

上述案例充分说明，“非常规”物理实验通过设计一种能够表征复杂知识结构的方式，创设一种与学习有关的社会化、真实的情境，让学生深切地感受到物理来源于生活并服务于生活．同时，学生用科学的思维去审视生活现象，通过对生活的思考增强对科学知识的理解，拓展学生的科学兴趣，提升学生的科学思维．

3.3.4 “光的衍射和偏振”

本节课选自粤教版高中物理选择性必修第一册第四章第6节，新课标对本节课的要求是：“观察光的偏振现象，了解这些现象产生的条件，知道其在生产生活中的应用．”[2]一位学生的“非常规”物理实验设计如下.

如图6所示，他将3D眼镜的一个镜片取下，叠放在另一个镜片上，透过叠放的镜片，并转动一个镜片来观察后面的电脑屏幕，观察到了光的偏振现象．最后该学生结合教材第119页“资料活页”中3D电影播放示意图(图7)，讲解了实验现象产生的物理学原理．

图6 “光的衍射和偏振”——学生作业视频截图

图7 3D电影播放示意图

小实验蕴藏大智慧．上述案例中的“非常规”物理实验促进了教材的灵活应用，丰富了学生的感性认识，而且实现了抽象知识与学习情境的有效融合，激发了学生的探索欲望，从而达到培养学生核心素养的目的．

为提升在线教学品质，将“非常规”物理实验应用于在线教学作业中，打破传统的、重复的、机械的作业模式，调动学生学习兴趣和积极性，实现以学生为主体的互动式、探究式、体验式学习方式．学习是情境化的，如何引导学生将情境化的学习发展成适应个人终身学习和社会需求的必备品格和关键能力？这是每位一线教师应该深入思考的问题[5]．物理知识、规律蕴藏在生活化、情境化的“非常规”物理实验之中，“非常规”物理实验建立起了物理学习与生活的桥梁和纽带，不仅给学生提供了用科学视角审视生活的路径，而且促进学生关注当下生活，使得学习更具有实际意义．

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