方红德*

(佛山市西樵高级中学 广东 佛山 528211)

翻转课堂模式下的物理教学效果精准诊断策略初探*
——以粤教版必修1“研究摩擦力”一课教学为例

方红德*

(佛山市西樵高级中学 广东 佛山 528211)

物理教学应该以培养学生核心素养为教学出发点．在翻转课堂教学模式中，学生通过课前自主学习和交流，既提高了学生自主学习能力，又培养了良好学习习惯．而且学生课前自主学习，还能充分突出学生主体作用，充分挖掘学生学习潜力．所以，翻转课堂教学模式是提高学生核心素养的一种很有效教学模式．同时，在课堂教学中引进IRS系统后，利用IRS即时反馈系统的及时性、精准性和可视化的特点，教师可根据反馈数据信息开展教学，能有效提高课堂教学的针对性和有效性．

自主学习 摩擦力 困惑 课堂

物理学科提出了要培养学生“物理观念、科学思维、实验探究和科学态度与责任”的核心素养.要培养学生这些核心物理素养，教师就要为学生自主学习提供更多的时间和空间，让学生潜能得到正常发挥.笔者的教学实践表明，采用翻转课堂教学模式开展物理教学，不仅是发挥学生主体地位的一种有效方式，也是培养学生核心素养的一种重要方式.本文以“研究摩擦力”一课教学为例，阐述如何实施翻转课堂模式下的物理课堂教学效果精准诊断的策略.

翻转课堂教学模式，是指在学生还没有正式学习新课内容之前，教师将学习要求和微视频、Flash动画等学习资源提前发布给学生，学生在家中或课外观看微视频中教师的讲解或理解Flash动画呈现的物理原理等，再回到课堂上进行师生面对面交流并完成学习目标的一种教学模式.翻转课堂教学模式充分体现了“先学后教，以学定教”的教学思想和“以学生为主体、以教师为主导”的现代教育理念.基于翻转课堂学习的物理教学分为两个阶段，第一个阶段是学生课前自主学习，第二个阶段是师生在课堂内共同研讨.下面按照两个阶段分别展开论述.

1 为学生课前自主学习提出目标和提供报务

在课前自主学习阶段，教师主要是为学生自主学习提供资源服务和技术支持，关注学生自主学习的状态和效果，归纳和总结学生在此阶段学习中所反馈的问题，思考解决这些问题的方式和策略.

1.1 明确学习目标是驱动学生自主学习的动力

要想学生取得优秀的课前自主学习效果，教师要让学生有明确的学习目标，让学习目标成为引导和驱动学生学习的动力.

根据新课标要求和学生自主学习的特点，笔者将学习内容分解为以下8个可操作的学习目标，其中后3个目标(题号带*号)对初学者来说要求比较高，可以降低达标要求.对于学生来说，这8个学习目标实际上也就相当于学习任务，学生带着任务并在任务引导和驱动下自主学习，不仅能提高自主学习的能力和培养良好的学习习惯，而且在学生完成自主学习后，还可以对照学习目标自主检查学习效果.

(1)准确说出静摩擦力、最大静摩擦力和滑动摩擦力的概念.

(2)理解静摩擦力的可变性和滑动摩擦力不变性.

(3)说出动摩擦因数与什么因素有关和会用公式f=μN求解滑动摩擦力的习题.

(4)会用根据二力平衡的知识判断静摩擦力的有无、大小和方向.

(5)理解什么是相对运动(趋势)，并能根据相对运动(趋势)正确判断摩擦力的方向.

*(6)理解摩擦力的大小与物体的速度大小和接触面的面积大小无关.

*(7)理解物体有静摩擦力时可以是运动的，有滑动摩擦力时可以是静止的.

*(8)理解物体摩擦力既可以充当阻力，也可以充当动力.

1.2 优质资源是提高学生自主学习效果的保证

围绕学习目标、学习重点和难点，并根据本节内容与学生直接经验比较密切的特点，笔者分别提供了导学案、课件和达标自测试题等静态文本资源；考虑到只有学案等静态文本资源，学生很难突破学习难点的实际，笔者还提供了4个微视频和两个Flash动画等能呈现物理过程的资源，帮助学生更清晰地理解学习内容，产生更好的自主学习效果.

1．2．1 真实的微视频能有效帮助学生理解学习内容

翻转课堂教学模式的一个主要特征就是要提供优质微视频资源供学生自主学习，优质微视频是帮助学生提高自主学习效果的重要资源.根据本节课学习内容特点，笔者分别提供了4个微视频资源,并把这4个微视频放到学生常用的专题网站上,供学生自主学习时使用.4个视频中,第1个微视频时长是5 min，主要是呈现与身边摩擦力有关的风趣幽默的内容，目的是提高学生学习摩擦力的兴趣和引起学生思考与摩擦力有关的问题；第2个微视频时长3 min，主要是通过两个毛刷的相对运动，帮助学生理解静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反；第3个视频是皮带运输机运送行李的内容，帮助学生理解静摩擦力是可以充当动力的；第4个视频是通过实验探究，介绍静摩擦力的大小与什么有关.

1.2．2 交互的Flash动画能有效降低学生学习难度

根据Flash动画具有互动性、可视性、操控性和清晰准确再现物理概念和规律形成过程的优点，本节课中为了突破学生对“摩擦力的方向与相对运动(趋势)方向相反”这个难点内容，笔者专门设计制作了两个Flash动画,一个是通过呈现两个物体距离靠近的3种方式,帮助学生理解运动的相对性,另一个是帮助学生理解静摩擦力的可变性(动态显示静摩擦力与外力大小等量反向)及最大静摩擦力到滑动摩擦力的突变性和最大静摩擦力略大于滑动摩擦力的Flash动画，这两个动画也都放到了学生常用的物理学习网站上(网址是：http://www.xqgz.net/wuli/list.aspx?cid=124),供学生课前自主学习研究，助力学生提高自主学习效果.

1.3 互助解惑平台是消除学生困惑的有效途径

摩擦力的学习内容与学生生活关系比较紧密，这是学生自主学习摩擦力的优势，但摩擦力的一些常见的表象也成了阻碍学生学好摩擦力的思维绊脚石.此时，教师为学生创设的解惑平台就能较好地发挥互助解惑作用了.在平时教学中，笔者已经为学生创设了两个学习交流平台，一个学习平台是笔者的个人物理网站，在每个学习内容下方都有一个交流评论区，学生可以在评论区内进行疑难问题探究和学习体会交流等；另一个学习平台就是班内物理QQ群，学生可以在QQ群内便捷地进行学习交流和互助解惑.

1.4 参与交流了解动态归纳学生困惑所在

教师要时时关注学生课前学习动态，了解学生困惑所在，分析学生产生困惑的原因，思考帮助学生解惑的方式方法.根据学生在交流平台中和物理QQ群中反馈的信息，笔者将学生的困惑问题归纳为以下4个方面：

(1)大约三分之一的学生对静摩擦力有无和摩擦力方向判断的知识掌握得不够好.

(2)大约一小半学生对“摩擦力是阻碍物体相对运动或相对运动的趋势”理解得不够透彻.

(3)大约有一半学生错误地认为物体受静摩擦力时只能是静止的，物体受滑动摩擦力时只能是运动的.

(4)大约超过一半学生认为摩擦力只能起到阻碍物体运动作用，不可能充当动力作用.

2 营造课内达成学习目标的良好环境

翻转课堂教学模式的第二个阶段，是组织学生在课堂内开展交流研讨活动，解决课前自主学习过程中的困惑，以求更好地完成学习任务.在课前学生自主学习基础上，学生一方面对本节课内容有了初步认识和了解；另一方面,每位学生又存在自己等待解决的问题.基于这种情况,笔者大致将课堂教学分为以下几个环节.

2.1 自主自由交流讨论解决各自疑难困惑

一是先给出3～4 min左右时间,让学生梳理课前自主学习的思路和存在的困惑，并思考如何用语言表达自己的困惑；二是给出约10 min左右的时间,让学生自由讨论自己的困惑，此时，学生可以离开座位自由地寻找与之交流的对象(小组)，可以是几个困惑与某一个同学(小组)交流，也可以是几个困惑与不同同学(小组)交流，学生会选择适合他们消除学习困惑的方式进行交流讨论；

2.2 围绕问题针对点评消除学生共同困惑

根据归纳课前学生自主学习过程中出现的主要学习困惑，笔者进行了相应的教学准备，并逐条进行针对性提示或评讲：

(1)针对有近一半学生对静摩擦力有无的判断和摩擦力方向的判断这个知识点掌握不够好的情况，笔者引导学生从摩擦力产生条件的角度思考，还引导学生用假设法判断摩擦力的有无和摩擦力的方向等，力争让更多学生掌握判断静摩擦力有无和静摩擦力方向的方法.

(2)针对有小部分同学对“摩擦力方向物体相对运动或相对运动趋势方向相反”的表述理解得不够透彻的问题，笔者请两位暂时没有理解的同学到讲台前，先让他们分开站立，然后让他们思考互相接近的方式有几种，再让他们又通过走动的方式接近对方.两位学生在互相接近过程中完成了对相对运动的理解，其他学生看到这两位同学滑稽的走动，也在轻松气氛中完成了对相对运动的理解，教师无需再进行过多的解释了.

(3)有较多学生有一个错误认识，即“物体有静摩擦力时只能是静止的,物体有滑动摩擦力时只能是运动的”.笔者认为，这是学生对物理概念望文生义产生的思维定势造成的，符合学生表象认知特点.对于这个问题，主要是当堂演示运动中的物体间也有静摩擦力的实验，播放皮带运输机微视频等，引导和帮助学生理解运动物体可以产生静摩擦力，静止物体也可以受到滑动摩擦力.与此同时，还帮助学生纠正“摩擦力只能是阻碍物体运动，而不能推动物体运动”的错误认识.

2.3 紧扣目标当堂训练出现问题及时解决

学生对所学知识的理解，刚开始时往往是处于浅层次的表象状态，要加深学生对相关知识的理解，还必须及时进行练习巩固，并对练习结果进行定量反馈.传统课堂对练习结果的反馈一般是提问式、举手式或集体回答式，这些反馈方式常常是部分优生回答的声音代替了全班答题的效果，这种反馈效果显然具有较大的模糊性和片面性.为了及时、准确地掌握学生答题效果，本节课应用了教育技术手段----即时互动反馈教学系统(简称IRS系统)辅助定量测评答题效果.IRS反馈系统主要包括学生手持信号发射器和一个用于采集信号的接收终端.当学生通过发射器发出答题信息后，接受终端接收答题信号，系统就会及时、准确地在屏幕上生成教师需要的报表或图表.教师根据图表呈现的信息和数据，就能准确地掌握学生的学习状态和效果，并可根据反馈的效果进行相应的教学策略调整.IRS即时反馈系统具有当堂测评、当堂反馈和信息统计等基本功能，同时它还有提供学生参与的全员性、反馈的即时性、思考的独立性、信息的准确性、结果的可视性和数据的储存性6大特性，为课堂教学效果的定量测评提供了有力的技术支持.

根据本节课学习目标要求，笔者设计了4道巩固练习题.这4道题都是根据学习目标需求和帮助学生消除学习困惑设计的，具有很强的针对性，有助于强化学生对相关内容的理解.通过IRS即时反馈系统呈现的答题信息，教师就能快速准确地判断学生对所学内容掌握的情况.

在4道题中，第(1)题静摩擦力可变性和最大静摩擦力与滑动摩擦力关系和第(2)题静摩擦力的有无及方向判断和滑动摩擦力方向的判断，正确率超过都超过了82%，教师只需要简单点评，或适当地分配一点时间给学生自己解决即可；而第(3)题和第(4)题(见例1和例2)的柱状图反映答题错误率都超过40%，说明有超过三分之一的学生对这两个知识点还存在理解上的错误，这时就需要教师给予适当的评讲，帮助这些学生正确理解相关内容.

【例1】如图1所示，人向右匀速推动水平桌面上的长木板，在木板翻离桌面以前，则( D )

A．木板露出桌面后，推力将逐渐减小

B．木板露出桌面后，木板对桌面的压力将减小

C．木板露出桌面后，桌面对木板的摩擦力将减小

D．推力、压力、摩擦力均不变

图1 例1题图

图2 例1的柱状图

如图2所示的柱状图显示，只有不到60%的学生知道摩擦力、推力和压力大小与接触面积大小无关，还有40%的学生做出了各自错误的选择，说明了学生表面上知道摩擦力的大小与面积无关，但在具体习题情景中，又不会做出正确的选择，教师此时的点评就显得很有必要.

【例2】(多选)下列关于摩擦力的说法，正确的是(C,D)

A．作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速，不可能使物体加速

B．作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速，不可能使物体减速

C．作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速，也可能使物体加速

D．作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速，也可能使物体减速

例2是加深学生对摩擦力既可以充当阻力、也可以充当动力的理解，但从图3所示的柱状图呈现的信息来看，还是有60%多的学生认为摩擦力只能作为阻力，而第3,第4选项的正确率也不到70%，这就说明，要改变学生原有的思维定势还需要加强训练，使学生真正理解摩擦力既可以充当阻力，也可以充当动力.

图3 例2的柱状图

2.4 当堂测评精准反馈检测目标达成效果

无论何种授课模式，它的效果如何，都需要进行科学的评价.本节课在学生完成了课前自主学习，课内师生共同解惑和巩固训练之后，学生学习效果如何，目标达成度是多少，也需要通过准确的数据来评价.所以，本节课将进入到当堂达标测评的第三环节.围绕本节课的学习目标、重点、难点和易错点等内容，笔者设计了5道达标测评题，限时8 min完成，通过IRS系统及时检测和定量反馈学生达标情况.

在5道测评题中，前3题的正确率都超过了86%，后两题(见例3和例4)的正确率没有达到70%，说明了还有部分学生对相关知识的理解存在欠缺.

【例3】如图4所示，用水平力F将木块从水平木质桌面上向右拉动，已知木块重G=60 N，木块与桌面之间的动摩擦因数μ=0.20，当F=12.5 N时，木块刚好开始滑动，此时木块受到的摩擦力是 最

大静 摩擦力，摩擦力的大小是 12.5 N.

图4 例3题图

图5 例3的饼状图

笔者原以为本题的正确率会很高，但饼状图显示正确率只有67.39%，说明还有30%多的学生对静摩擦力、最大静摩擦力和滑动摩擦力的概念存在认识上的误区，还需要后续跟进辅导.

【例4】如图6所示，重力为20 N的物体与木板间的动摩擦因数为0.1，物体向左运动.同时物体受到大小为10 N，方向向右的水平力F的作用，则物体所受摩擦力的大小和方向是( B )

A．2 N，向左 B．2 N，向右

C．10 N，向左 D．12 N，向右

图6 例4题图

图7 例4的柱状图

笔者认为本题正确率不高的原因有二，一是有部分学生对摩擦力的方向与相对运动方向相反的理解还不够深刻，二是有部分学生审题时受到了向右的力F干扰.通过评讲此题，可以进一步加深学生对摩擦力方向判断的理解.

综上所述，实行翻转课堂的教学效果精准诊断教学模式，教师首先要为学生课前自主学习提供时间和空间，其次是要为学生自主学习提供微视频等优质资源，再次是教师要为学生自助解惑和思维碰撞提供方便，在此基础上，在课堂自由讨论中，学生就能个性化地解决各自的疑难困惑，教师讲解时就能解答共同的疑惑.而基于IRS即时反馈系统的精准数据统计，不仅能提高课堂评讲的针对性和实效性，还能对教学效果做出科学的评价.而且，在学生课前自主学习与交流过程中，学生的自主建构能力、合作探究能力、科学论证能力和基于事实的抽象概括能力等核心素养也得到了有效的提高.

1 方红德.基于IRS即时反馈系统的物理课堂精准诊断初探.物理教学探讨，2016(9)：28～31

2 倪永金.“翻转课堂”模式下高中物理教学的几点思考.中学物理:高中版，2016,34(7):11～12

3 吕琪.翻转课堂下高中物理教学提问设计的实践与探索.物理教学,2016(4):9～12

**广东省教育科学规划2010年度项目课题“即时互动反馈系统对提高物理课堂教学有效性的研究”课题批准号为2010tjk047作者简介：方红德(1965- )，男，中教高级，主要从事高效课堂研究和信息技术与学科融合研究.

2016-08-10)