信息技术支持下的初中物理分层教学设计
——以“浮力”为例
文字|滕岩、倪亚贤、董文
教育部2019年发布的《全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0实施意见》提到要构建教师信息素养发展新机制，全面推进信息技术与教育教学融合创新发展。《义务教育物理课程标准（2022版）》（以下简称“新课标”）制定实施，强调新课程理念留学之路，“提倡多元化教育手段和合理运用信息技术”，坚持“提升全体学生核心素养”，目的是为每一个学生提供学习和发展的机会。差异化教学是一种注重学生个体差异的教学方式，在教育信息化2.0时代，“互联网+教育”可以帮助教师提高差异化教学的效率。教学有利于不同层次学生知识、智力、能力等方面的全面发展。笔者以《浮力》为例进行教学设计，将信息技术应用于差异化教学：课前利用《文聚星》和《SPSS》软件辅助进行学生调查；课上利用《PhET》和《方言》《智慧教室》软件提高教学效率；课后利用微课、《问卷之星》灵活巩固知识，利用《SPSS》评估教学效果。因材施教，精准教学，力争让每一位学生在现有基础上有所进步。
1. 根据学习情况对教学对象进行分层
教学对象是一群具有不同特点的学生，学生的任何学习都是建立在前概念的基础上的。教师若要评估学生的前概念水平，不仅要了解学习情况，还要依靠学生的自主反馈。在第一阶段，笔者利用“文聚星”在学生群体中张贴问卷，并用“SPSS”进行数据分析，从而了解学生个体水平和班级平均水平。“SPSS”是一款数据统计与分析软件，教师从问卷中收集数据。将其导入并进行描述性分析，了解数据的集中趋势和分散程度。点击打开“SPSS”界面，导入数据库，点击“分析”-“描述统计”-“频率”-“筛选变量”-选择描述统计离散和集中趋势的形式-“确定”，系统会呈现问卷分析表（见表1），方便教师了解学生的前概念水平。
表1 模拟问卷结果描述分析
在《浮力》的教学中，笔者根据学生的前概念和探究能力对学生进行分层（见表2），并结合新课标对核心素养的培养，为各个层次的学生设计了具体的目标（见表3）初中物理新课程理念，由易到难，由C目标到A目标逐级递进。
表2 教学对象分层
表3 教学目标分层
2. 根据目标分层教学内容
课堂教学是学生实现学习目标的主要途径，作者以B级教学目标为基准初中物理新课程理念，首先保证教学内容的普遍性、典型性，然后针对A级和C级学生设计教学细节。
作者按照“认识浮力—探究影响浮力的因素—阿基米德原理—应用浮力”的顺序进行授课，除了使用互动白板、PPT等基础工具外，为了方便C级学生理解浮力知识，作者还借助“PhET”平台的模拟程序，将浮力知识形象化，降低理解难度；为了激发A级学生的学习潜能，鼓励他们利用“在线实验室”进行自主模拟实验，拓展思维。
在资源充足的前提下，教师可以利用“畅言智慧教室”软件进行授课，实时收集学生答题数据，系统会即时处理，了解学习情况动态，调整教学重点。软件会在数据分析结果中呈现每位学生的答题数据。同时，软件自动记录学生的学习过程，有利于教师课后评估学生的学习成果。
3. 按差异对作业进行分类
学生要想巩固学习成果，课后一定要做好作业，比如练习、自制器材、扩展阅读等，加深对知识的理解。信息技术在课后巩固环节可以发挥更大作用。在巩固阶段，教师可以单独录制微课，课后提供给各类学生，比如为C级学生录制《浮力的概念》、《称重法测量浮力》、《影响浮力的因素》、《阿基米德原理》，为B级学生录制《浮力的成因》，为A级学生录制《应用浮力——自制浮标》。学生对课上没有解答的问题，自行观看微课，在达到基础目标后，如果学到了一些东西，如果有空余时间，还可以自行学习其他微课，“跳着摘果子”，实现进阶目标。
物理作业作为巩固的手段之一，是物理教学的重要组成部分，也是课堂教学的重要补充。课后作业可以在平台上完成：教师在平台上设置难度由大到小的题目，当学生答错一题时，在答下一题时会再次出现同类型的题型，让学生反复练习，巩固所学知识。例如，笔者借助“问卷之星”设计了作业（如图1所示），问题1用来测试“影响浮力的因素”，如果学生理解了浮力和沉水物体体积的关系，就能正确回答，答案为B。如果学生选了其他三个错误的选项，就会自动出现测试相同知识点的问题2，掌握了这个知识点的学生就可以练习下一个知识点。对于问题1，如果学生答对了，平台会直接显示问题3，测试“阿基米德原理”。与纸质练习相比，在线练习的优势在于教师可以灵活设置问题，精准弥补学生学习中的薄弱环节。
图1 物理作业
4.分层教学评估的整合过程
教师教学应从目标出发，最终回归目标。随着互联网、大数据技术在教育领域的快速发展与应用，记录、分析学生的行为和表现已经成为一件简单的工作，为教学评价提供了良好的条件。在评价“浮力”的教学结果时，教师一方面可以利用信息技术手段，收集学生课堂行为数据，填写在线观察记录，进行表现评价；另一方面，教师可以发放课后小测验，与课前信息进行比较，检查学生学习“浮力”后是否取得了预期的进步，并进行最终评价。教师根据班级整体水平和学生个体水平的变化，对学生进行个别指导，直至达到相应的发展目标。图2为模拟学生课前、课后成绩总体对比分析图。笔者将课前、课后成绩单导入“SPSS”，进行相关样本T检验。显著性水平为0.000，表明两组数据有显著差异，教学效果良好，学生整体上取得了进步。此外，还可以对A、B、C三个层次的学生进行分析，得到更加细致的对比图。
图2 “SPSS”软件中课前与课后成绩对比分析
在教育信息化2.0时代，信息技术与教育教学融合是必然趋势。对于差异化教学，信息技术是助力教学的催化剂。作者在设计“浮力”教学时，将学生、目标、作业、评价等进行划分。信息技术应用于差异化教学对教师来说也是一个挑战：教师不仅要具备运用信息技术的能力，在知识和教学方法之外，更要关注教育领域最新的技术手段，还要合理地将其融入课堂与课堂之外，避免忽视学科的本体功能，陷入“为了技术而使用技术”的陷阱。这对教师的专业素质提出了更高的要求。作者抛砖引玉，希望同行们共同探讨，提高差异化教学的效果。
（作者滕艳为苏州大学物质科学与技术学院研究生；倪亚贤为苏州大学副教授、通讯作者；董文为苏州大学教授）
结尾