例談高中物理課前導(dǎo)學案輔助教學視頻的設(shè)計

與傳統(tǒng)的教學模式相反，“翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式重新構(gòu)建了教學流程，要求在課前教師（提前）將知識的講授錄制成教學視頻（最好是碎片化的微視頻），學生（在家）通過觀看教學視頻完成知識的學習；在課上教師組織學生交流互動，引導(dǎo)學生答疑解惑、探究運用、作業(yè)檢測等，幫助學生實現(xiàn)知識的內(nèi)化。這樣的模式符合新課程改革“學生主體、教師主導(dǎo)”“先學后教、以學定教”的理念，可以讓學生獲得學習的主動權(quán)（甚至決定權(quán)），減少對教師的依賴，提高學習的興趣與能力；使教師由知識的傳授者和教學的主宰者變?yōu)樘骄康囊龑?dǎo)者和學習的輔助者，減輕教學負擔，提高教學效率。

設(shè)計制作教學視頻，引導(dǎo)學生課前學習（前置性學習），是實施“翻轉(zhuǎn)課堂”的關(guān)鍵。通過高中物理教學實踐，筆者發(fā)現(xiàn)，高中物理知識比較抽象，單純地讓學生觀看教學視頻，學生不容易理解清楚和記憶準確，教師也很難充分掌握學生的學習情況，從而有針對性地實施教學。于是，筆者嘗試設(shè)計相應(yīng)的導(dǎo)學案（文本任務(wù)單），輔助教學視頻，引導(dǎo)學生課前學習：學生可以自己把握觀看教學視頻和完成導(dǎo)學案的順序。教學視頻提供思維的杠桿，引導(dǎo)思維的方向，幫助學生分析問題、解決問題；而導(dǎo)學案鞏固、提升學生的理解和記憶，反饋學生的疑難困惑。兩者相互補充，相得益彰。

下面，舉例說明“翻轉(zhuǎn)課堂”模式下高中物理新授課、實驗課、習題課課前導(dǎo)學案輔助教學視頻的設(shè)計。

一、新授課：《動量和動量定理》

“動量和動量定理”是人教版高中物理選修3-5第一章第二節(jié)的內(nèi)容。它是前一節(jié)“實驗：探究碰撞中的不變量”內(nèi)容的延續(xù)，也是后一節(jié)“動量守恒定律”學習的基礎(chǔ)，起著承前啟后的作用。教材在前一節(jié)實驗的基礎(chǔ)上得到動量的概念以及“動量之和保持不變”的結(jié)論，又在牛頓第二定律以及運動學公式的基礎(chǔ)上建立動量定理；其中滲透了以日常生活現(xiàn)象為依托、由特殊到一般及公式推導(dǎo)的科學抽象、歸納、演繹方法。因此，本節(jié)課的三維目標如下：（1）知識與技能：能夠理解動量、沖量的定義，正確認識動量、沖量的矢量性；能夠通過牛頓第二定律推導(dǎo)動量定理的表達式，知道動量定理適用于變力；能夠正確區(qū)分動量和動能，靈活運用動量定理和動能定理。（2）過程與方法：能夠通過動量定理的探究推導(dǎo)過程認識科學探究的方法；能夠應(yīng)用動量定理處理一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實際問題，培養(yǎng)自主解決問題的能力。（3）情感態(tài)度與價值觀：有參與科技活動的熱情，有從物理到生活的意識，且有善于發(fā)現(xiàn)問題的精神。

此時學生的思維方式還處在由形象思維向抽象思維過渡的階段。因此，本節(jié)課的教學視頻和導(dǎo)學案設(shè)計應(yīng)該注重以感性認識為依托，加強直觀性和形象性，以創(chuàng)設(shè)情境為切入點，方便學生的理解，重點提升學生的思維能力、探究能力。具體如下：

【教學視頻設(shè)計】

視頻1總結(jié)前一節(jié)實驗的結(jié)果（30 s）；完成動量及其變化量概念的建立（2 min），強調(diào)其矢量性（2 min）。

視頻2例題展示動量及其變化（3 min），例題展示動量與動能的區(qū)別（3 min）。

視頻3利用牛頓第二定律推導(dǎo)動量定理（3 min），建立沖量及動量定理的概念（3 min）。

【導(dǎo)學案設(shè)計】

任務(wù)1建立動量及動量變化量的概念。

（4）同一直線上動量變化的計算：選定一個正方向，與正方向同向的動量取正值，與正方向反向的動量取負值，從而將矢量運算簡化為代數(shù)運算。計算結(jié)果中的正負號僅代表，不代表。

任務(wù)2應(yīng)用動量及動量變化的概念。

如圖1，一個質(zhì)量是1 kg的鋼球以3 m/s的速度水平向右運動，碰到一個堅硬物后被彈回，沿著同一直線以3 m/s的速度水平向左運動，則碰撞前后鋼球的動量各是多少？碰撞前后鋼球的動量變化了多少？方向如何？

總結(jié)解題注意事項：

任務(wù)3探究動量與動能的區(qū)別。

1.質(zhì)量為2 kg做勻加速運動的物體，速度由3 m/s增大為6 m/s，它的動量和動能各增大為原來的幾倍？

2.質(zhì)量為2 kg的物體，速度由向東的3 m/s變?yōu)橄蛭鞯? m/s，它的動量和動能是否變化了？如果變化了，變化量各是多少？

總結(jié)：完成表1。

表示牛頓第二定律，推導(dǎo)動量定理。

設(shè)一物體質(zhì)量為m，在恒力F作用下，在時刻t速度為v，經(jīng)過一段時間，在時刻t′速度為v′，嘗試由F=ma和運動學知識推導(dǎo)出力和動量變化的關(guān)系。

任務(wù)5建立沖量概念，表達動量定理。

2.動量定理：

物體在一個過程始末的等于它在這個過程中所受力的。公式：FΔt=或I=。

【設(shè)計意圖】

通過觀看視頻1，學生可以初步建立動量及其變化量的概念；通過完成任務(wù)1，學生可以強化理解及記憶。接受能力較強的學生無須觀看視頻2，可以直接完成任務(wù)2和任務(wù)3；一般的學生可以先觀看視頻2，再進行遷移，完成任務(wù)2和任務(wù)3。所有學生均需觀看視頻3，理解之后再自行推導(dǎo)一遍，完成任務(wù)4和任務(wù)5，把知識內(nèi)化為己有。在隔天的批閱中，教師要及時發(fā)現(xiàn)仍然不能建立、應(yīng)用、區(qū)別概念和推導(dǎo)、表達定理的學生，從而進行個別輔導(dǎo)，以提升學生學習的信心與熱情。

二、實驗課：《超重和失重》

“超重和失重”是人教版高中物理必修1第四章第七節(jié)《用牛頓運動定律解決問題（二）》中的內(nèi)容。通過這一內(nèi)容的學習，能鞏固和深化對牛頓運動定律的理解，提高應(yīng)用物理知識解決問題的能力。教材通過對“電梯升降情境”例題的研究，給出相關(guān)的概念和規(guī)律，把重點放在概念的定義和規(guī)律的推導(dǎo)上。因此，本節(jié)課的三維目標如下：（1）知識與技能：了解超重、失重現(xiàn)象，認識超重、失重現(xiàn)象的本質(zhì)；能夠根據(jù)加速度的方向判別超重、失重現(xiàn)象；能夠運用牛頓第二定律解釋超重、失重現(xiàn)象。（2）過程與方法：在觀察、思考、提問、猜想、操作、驗證等活動中親身體驗、認識生活中的超重、失重現(xiàn)象，學會應(yīng)用牛頓運動定律解決實際問題的方法。（3）情感態(tài)度與價值觀：了解物理知識在生活、生產(chǎn)和科學技術(shù)中的應(yīng)用，認識到物理知識的價值，滲透學以致用的思想，激發(fā)學習的興趣，培養(yǎng)敢于提問、勇于探索的科學精神。

此時的學生對事物具有強烈的探索欲望和操作興趣，而且思維方式正處于由形象思維向抽象思維過渡的時期。因此，本節(jié)課的教學視頻和導(dǎo)學案設(shè)計應(yīng)該以探究實驗為切入點，讓學生感受有趣的生活現(xiàn)象，初步形成科學探究精神，培養(yǎng)思維能力和實踐能力。具體如下：

【教學視頻設(shè)計】

視頻1介紹、展示電梯中的超重、失重現(xiàn)象，并給出視重、實重以及超重、失重的概念（4 min）。

視頻2利用牛頓運動定律對電梯中的超重、失重現(xiàn)象加以分析（10 min）。

【導(dǎo)學案設(shè)計】

任務(wù)1建立視重、實重概念，認識超重、失重現(xiàn)象。

3.超重（視重實重）：

4.失重（視重實重）：

任務(wù)2完成實驗，描述實驗現(xiàn)象并加以解釋。

1.器材：紙帶、重物。

步驟：（1）紙帶下系重物，用紙帶將重物慢慢提起；（2）加速提起。

實驗現(xiàn)象：。

2.器材：體重計。

步驟：（1）站在體重計上，下蹲，觀察體重計的示數(shù)如何變化；（2）起立，觀察體重計的示數(shù)如何變化。

實驗現(xiàn)象：。

3.器材：兩本書。

步驟：（1）將兩本書逐頁交叉放在一起，靜止時將它們分開；（2）加速下落時將它們分開。（3）比較兩次用力的情況。

實驗現(xiàn)象：。

4.器材：下端開一個小口的易拉罐。

步驟：（1）在易拉罐里裝滿水，讓其靜止，觀察現(xiàn)象；（2）讓其自由下落，觀察現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象：。

5.請分析上述實驗中的超重、失重情況，并利用牛頓運動定律加以解釋。

【設(shè)計意圖】

教學“超重和失重”時，為了激發(fā)興趣、幫助理解，讓學生從實驗中獲取感性認識是必不可少的。但是，如果將實驗全部放在課上完成，那么課堂時間就會變得很緊湊，同時一些學生會過多地依賴教師的演示與幫助，從而學生自己動手的時間和機會就會大大地減少，教學目的也很難達成。因此，這里利用導(dǎo)學案輔助教學視頻，要求學生課前在家完成實驗。也許開始時，學生只是為了完成任務(wù)而進行實驗，但是實際操作后得到相應(yīng)的結(jié)果時，他們的興趣自然而然地就被激發(fā)出來了。在此基礎(chǔ)上，通過觀看教學視頻，學生可以有效地建立概念，學會分析。

三、習題課：《帶電粒子在電場中的直線運動》

“帶電粒子在電場中的直線運動”是人教版高中物理選修3-1第一章第九節(jié)《帶電粒子在電場中的運動》中的內(nèi)容。這一內(nèi)容的學習，要以直線運動、牛頓運動定律、靜電場性質(zhì)等知識為基礎(chǔ)，對綜合應(yīng)用知識解決問題的能力要求較高。教材通過分析帶電粒子在電場中的受力，從動能定理和牛頓運動定律的角度給出解題思路，然后呈現(xiàn)相關(guān)例題加以應(yīng)用。因此，本節(jié)課的三維目標如下：（1）知識與技能：了解帶電粒子在電場中由靜止開始的運動情況；能夠綜合運用力學和電學知識分析解決相關(guān)的問題。（2）過程與方法：通過運用力學和電學知識解決實際問題，培養(yǎng)綜合分析問題的能力。（3）情感態(tài)度與價值觀：通過探究綜合問題，體會物理知識的實際應(yīng)用，激發(fā)學習的興趣，培養(yǎng)勇于探索的精神。

此時的學生模仿解題的能力較強，但是遷移運用的能力不足，而且方法提煉、題型總結(jié)的意識一般。因此，本節(jié)課的教學視頻和導(dǎo)學案設(shè)計應(yīng)該分類呈現(xiàn)講解或提示典型問題的方法或思路，出示相應(yīng)的練習讓學生嘗試完成。具體如下：

【教學視頻設(shè)計】

視頻1給出解題思路（2 min）；利用牛頓運動定律解決此類問題（3 min）；利用動能定理解決此類問題（3 min）。

視頻2分析何種帶電物體能在進入圖2所示的電場后沿虛線做直線運動（5 min）。

【導(dǎo)學案設(shè)計】

任務(wù)1用兩種方法解決從靜止開始的帶電粒子直線運動問題。

如圖3所示，兩塊平行正對的金屬板A、B，相距為d，帶有等量異種電荷，電壓為U。一個質(zhì)量為m、電荷為q的帶正電的粒子從A板處由靜止開始運動，求其到達B板時的速度。

任務(wù)2解決有初速度的帶電物體直線運用問題。

如圖4所示，板長L=4 cm的平行板電容器，板間距離d=3 cm，板與水平線的夾角α=37°，兩板所加電壓U=100 V。有一帶負電的液滴，電荷q=3×10-10 C，以v0=1 m/s的速度自A板邊緣水平進入電場，在電場中仍沿水平方向運動，并恰好從B板邊緣水平飛出。取g=10 m/s2，sin α=0.6，求：

（1）液滴的質(zhì)量；

（2）液滴飛出時的速度。

【設(shè)計意圖】

帶電粒子在電場中做直線運動的問題可以分為兩類：一類是不考慮重力、只考慮電場力的帶電粒子問題，比較簡單；另一類是既考慮重力、也考慮電場力的帶電物體問題，復(fù)雜一些——有沒有初速度雖然也會對復(fù)雜程度產(chǎn)生一點影響，但是不是根本的因素。視頻1和任務(wù)1的組合可以讓學生對簡單的基礎(chǔ)問題在接受了教師的方法點撥之后，再自行運用一遍，從而強化理解、鞏固記憶。視頻2中的條件分析為復(fù)雜的拓展問題做了鋪墊，從而降低學生解決的難度；而任務(wù)2中的拓展問題則重在檢測出學生是否真正理解了視頻中的講解提示，從而提高教師教學的針對性。

參考文獻：

[1] 黃金煜，鄭友訓(xùn).“翻轉(zhuǎn)課堂”與教師角色轉(zhuǎn)型[J].上海教育科研，2014（6）.

[2] 陳吉利.翻轉(zhuǎn)課堂在中學物理實驗教學中的嘗試[J].物理教學探討，2016（3）.