信息技術支持下的初中物理分層教學設計
——以“浮力”為例
文字|滕巖、倪亞賢、董文
教育部2019年發布的《全國中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0實施意見》提到要構建教師信息素養發展新機制，全面推進信息技術與教育教學融合創新發展。《義務教育物理課程標準（2022版）》（以下簡稱“新課標”）制定實施，強調新課程理念留學之路，“提倡多元化教育手段和合理運用信息技術”，堅持“提升全體學生核心素養”，目的是為每一個學生提供學習和發展的機會。差異化教學是一種注重學生個體差異的教學方式，在教育信息化2.0時代，“互聯網+教育”可以幫助教師提高差異化教學的效率。教學有利于不同層次學生知識、智力、能力等方面的全面發展。筆者以《浮力》為例進行教學設計，將信息技術應用于差異化教學：課前利用《文聚星》和《SPSS》軟件輔助進行學生調查；課上利用《PhET》和《方言》《智慧教室》軟件提高教學效率；課后利用微課、《問卷之星》靈活鞏固知識，利用《SPSS》評估教學效果。因材施教，精準教學，力爭讓每一位學生在現有基礎上有所進步。
1. 根據學習情況對教學對象進行分層
教學對象是一群具有不同特點的學生，學生的任何學習都是建立在前概念的基礎上的。教師若要評估學生的前概念水平，不僅要了解學習情況，還要依靠學生的自主反饋。在第一階段，筆者利用“文聚星”在學生群體中張貼問卷，并用“SPSS”進行數據分析，從而了解學生個體水平和班級平均水平。“SPSS”是一款數據統計與分析軟件，教師從問卷中收集數據。將其導入并進行描述性分析，了解數據的集中趨勢和分散程度。點擊打開“SPSS”界面，導入數據庫，點擊“分析”-“描述統計”-“頻率”-“篩選變量”-選擇描述統計離散和集中趨勢的形式-“確定”，系統會呈現問卷分析表（見表1），方便教師了解學生的前概念水平。
表1 模擬問卷結果描述分析
在《浮力》的教學中，筆者根據學生的前概念和探究能力對學生進行分層（見表2），并結合新課標對核心素養的培養，為各個層次的學生設計了具??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 教學對象分層
表3 教學目標分層
2. 根據目標分層教學內容
課堂教學是學生實現學習目標的主要途徑，作者以B級教學目標為基準初中物理新課程理念，首先保證教學內容的普遍性、典型性，然后針對A級和C級學生設計教學細節。
作者按照“認識浮力—探究影響浮力的因素—阿基米德原理—應用浮力”的順序進行授課，除了使用互動白板、PPT等基礎工具外，為了方便C級學生理解浮力知識，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A級學生的學習潛能，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，實時收集學生答題數據，系統會即時處理，了解學習情況動態，調整教學重點。軟件會在數據分析結果中呈現每位學生的答題數據。同時，軟件自動記錄學生的學習過程，有利于教師課后評估學生的學習成果。
3. 按差異對作業進行分類
學生要想鞏固學習成果，課后一定要做好作業，比如練習、自制器材、擴展閱讀等，加深對知識的理解。信息技術在課后鞏固環節可以發揮更大作用。在鞏固階段，教師可以單獨錄制微課，課后提供給各類學生，比如為C級學生錄制《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級學生錄制《浮力的成因》，為A級學生錄制《應用浮力——自制浮標》。學生對課上沒有解答的問題，自行觀看微課，在達到基礎目標后，如果學到了一些東西，如果有空余時間，還可以自行學習其他微課，“跳著摘果子”，實現進階目標。
物理作業作為鞏固的手段之一，是物理教學的重要組成部分，也是課堂教學的重要補充。課后作業可以在平臺上完成：教師在平臺上設置難度由大到小的題目，當學生答錯一題時，在答下一題時會再次出現同類型的題型，讓學生反復練習，鞏固所學知識。例如，筆者借助“問卷之星”設計了作業（如圖1所示），問題1用來測試“影響浮力的因素”，如果學生理解了浮力和沉水物體體積的關系，就能正確回答，答案為B。如果學生選了其他三個錯誤的選項，就會自動出現測試相同知識點的問題2，掌握了這個知識點的學生就可以練習下一個知識點。對于問題1，如果學生答對了，平臺會直接顯示問題3，測試“阿基米德原理”。與紙質練習相比，在線練習的優勢在于教師可以??靈活設置問題，精準彌補學生學習中的薄弱環節。
圖1 物理作業
4.分層教學評估的整合過程
教師教學應從目標出發，最終回歸目標。隨著互聯網、大數據技術在教育領域的快速發展與應用，記錄、分析學生的行為和表現已經成為一件簡單的工作，為教學評價提供了良好的條件。在評價“浮力”的教學結果時，教師一方面可以利用信息技術手段，收集學生課堂行為數據，填寫在線觀察記錄，進行表現評價；另一方面，教師可以發放課后小測驗，與課前信息進行比較，檢查學生學習“浮力”后是否取得了預期的進步，并進行最終評價。教師根據班級整體水平和學生個體水平的變化，對學生進行個別指導，直至達到相應的發展目標。圖2為模擬學生課前、課后成績總體對比分析圖。筆者將課前、課后成績單導入“SPSS”，進行相關樣本T檢驗。顯著性水平為0.000，表明兩組數據有顯著差異，教學效果良好，學生整體上取得了進步。此外，還可以對A、B、C三個層次的學生進行分析，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，信息技術與教育教學融合是必然趨勢。對于差異化教學，信息技術是助力教學的催化劑。作者在設計“浮力”教學時，將學生、目標、作業、評價等進行劃分。信息技術應用于差異化教學對教師來說也是一個挑戰：教師不僅要具備運用信息技術的能力，在知識和教學方法之外，更要關注教育領域最新的技術手段，還要合理地將其融入課堂與課堂之外，避免忽視學科的本體功能，陷入“為了技術而使用技術”的陷阱。這對教師的專業素質提出了更高的要求。作者拋磚引玉，希望同行們共同探討，提高差異化教學的效果。
（作者滕艷為蘇州大學物質科學與技術學院研究生；倪亞賢為蘇州大學副教授、通訊作者；董文為蘇州大學教授）
結尾