信息技術(shù)支持下的初中物理分層教學(xué)設(shè)計
——以“浮力”為例
文字|滕巖、倪亞賢、董文
教育部2019年發(fā)布的《全國中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0實施意見》提到要構(gòu)建教師信息素養(yǎng)發(fā)展新機制，全面推進信息技術(shù)與教育教學(xué)融合創(chuàng)新發(fā)展。《義務(wù)教育物理課程標準（2022版）》（以下簡稱“新課標”）制定實施，強調(diào)新課程理念留學(xué)之路，“提倡多元化教育手段和合理運用信息技術(shù)”，堅持“提升全體學(xué)生核心素養(yǎng)”，目的是為每一個學(xué)生提供學(xué)習(xí)和發(fā)展的機會。差異化教學(xué)是一種注重學(xué)生個體差異的教學(xué)方式，在教育信息化2.0時代，“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、智力、能力等方面的全面發(fā)展。筆者以《浮力》為例進行教學(xué)設(shè)計，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、《問卷之星》靈活鞏固知識，利用《SPSS》評估教學(xué)效果。因材施教，精準教學(xué)，力爭讓每一位學(xué)生在現(xiàn)有基礎(chǔ)上有所進步。
1. 根據(jù)學(xué)習(xí)情況對教學(xué)對象進行分層
教學(xué)對象是一群具有不同特點的學(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)生群體中張貼問卷，并用“SPSS”進行數(shù)據(jù)分析，從而了解學(xué)生個體水平和班級平均水平。“SPSS”是一款數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析軟件，教師從問卷中收集數(shù)據(jù)。將其導(dǎo)入并進行描述性分析，了解數(shù)據(jù)的集中趨勢和分散程度。點擊打開“SPSS”界面，導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫，點擊“分析”-“描述統(tǒng)計”-“頻率”-“篩選變量”-選擇描述統(tǒng)計離散和集中趨勢的形式-“確定”，系統(tǒng)會呈現(xiàn)問卷分析表（見表1），方便教師了解學(xué)生的前概念水平。
表1 模擬問卷結(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學(xué)生進行分層（見表2），并結(jié)合新課標對核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，為各個層次的學(xué)生設(shè)計了具??體的目標（見表3）初中物理新課程理念，由易到難，由C目標到A目標逐級遞進。
表2 教學(xué)對象分層
表3 教學(xué)目標分層
2. 根據(jù)目標分層教學(xué)內(nèi)容
課堂教學(xué)是學(xué)生實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標的主要途徑，作者以B級教學(xué)目標為基準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A級和C級學(xué)生設(shè)計教學(xué)細節(jié)。
作者按照“認識浮力—探究影響浮力的因素—阿基米德原理—應(yīng)用浮力”的順序進行授課，除了使用互動白板、PPT等基礎(chǔ)工具外，為了方便C級學(xué)生理解浮力知識，作者還借助“PhET”平臺的模擬程序，將浮力知識形象化，降低理解難度；為了激發(fā)A級學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，鼓勵他們利用“在線實驗室”進行自主模擬實驗，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”軟件進行授課，實時收集學(xué)生答題數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會即時處理，了解學(xué)習(xí)情況動態(tài)，調(diào)整教學(xué)重點。軟件會在數(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，軟件自動記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，有利于教師課后評估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。
3. 按差異對作業(yè)進行分類
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、擴展閱讀等，加深對知識的理解。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，教師可以單獨錄制微課，課后提供給各類學(xué)生，比如為C級學(xué)生錄制《浮力的概念》、《稱重法測量浮力》、《影響浮力的因素》、《阿基米德原理》，為B級學(xué)生錄制《浮力的成因》，為A級學(xué)生錄制《應(yīng)用浮力——自制浮標》。學(xué)生對課上沒有解答的問題，自行觀看微課，在達到基礎(chǔ)目標后，如果學(xué)到了一些東西，如果有空余時間，還可以自行學(xué)習(xí)其他微課，“跳著摘果子”，實現(xiàn)進階目標。
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)的重要補充。課后作業(yè)可以在平臺上完成：教師在平臺上設(shè)置難度由大到小的題目，當學(xué)生答錯一題時，在答下一題時會再次出現(xiàn)同類型的題型，讓學(xué)生反復(fù)練習(xí)，鞏固所學(xué)知識。例如，筆者借助“問卷之星”設(shè)計了作業(yè)（如圖1所示），問題1用來測試“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)生選了其他三個錯誤的選項，就會自動出現(xiàn)測試相同知識點的問題2，掌握了這個知識點的學(xué)生就可以練習(xí)下一個知識點。對于問題1，如果學(xué)生答對了，平臺會直接顯示問題3，測試“阿基米德原理”。與紙質(zhì)練習(xí)相比，在線練習(xí)的優(yōu)勢在于教師可以??靈活設(shè)置問題，精準彌補學(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)評估的整合過程
教師教學(xué)應(yīng)從目標出發(fā)，最終回歸目標。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)成為一件簡單的工作，為教學(xué)評價提供了良好的條件。在評價“浮力”的教學(xué)結(jié)果時，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)，填寫在線觀察記錄，進行表現(xiàn)評價；另一方面，教師可以發(fā)放課后小測驗，與課前信息進行比較，檢查學(xué)生學(xué)習(xí)“浮力”后是否取得了預(yù)期的進步，并進行最終評價。教師根據(jù)班級整體水平和學(xué)生個體水平的變化，對學(xué)生進行個別指導(dǎo)，直至達到相應(yīng)的發(fā)展目標。圖2為模擬學(xué)生課前、課后成績總體對比分析圖。筆者將課前、課后成績單導(dǎo)入“SPSS”，進行相關(guān)樣本T檢驗。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)生整體上取得了進步。此外，還可以對A、B、C三個層次的學(xué)生進行分析，得到更加細致的對比圖。
圖2 “SPSS”軟件中課前與課后成績對比分析
在教育信息化2.0時代，信息技術(shù)與教育教學(xué)融合是必然趨勢。對于差異化教學(xué)，信息技術(shù)是助力教學(xué)的催化劑。作者在設(shè)計“浮力”教學(xué)時，將學(xué)生、目標、作業(yè)、評價等進行劃分。信息技術(shù)應(yīng)用于差異化教學(xué)對教師來說也是一個挑戰(zhàn)：教師不僅要具備運用信息技術(shù)的能力，在知識和教學(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