中學(xué)物理實驗線上教學(xué)探索

陳 華

(江蘇省木瀆高級中學(xué)，江蘇 蘇州 215101)

新冠肺炎疫情的“撞入”使線上教學(xué)得以大規(guī)模開展，它挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，使知識的獲取更加平等、師生交流更加自由，學(xué)生的獨立學(xué)習(xí)能力得到提高。線上的物理實驗教學(xué)應(yīng)該如何開展呢？

1 線上物理實驗教學(xué)的功能

線上教學(xué)改變了教學(xué)場景，拉開了師生互動的距離，科學(xué)施教、促學(xué)、監(jiān)管是教學(xué)中需要思考的問題，廣大教師只能邊實踐、邊總結(jié)、邊推廣。線上物理實驗教學(xué)需要關(guān)注實驗的可視性，因此不少教師制作實驗視頻，用于實驗教學(xué)，將實驗現(xiàn)象清晰地呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生觀察，從而引發(fā)學(xué)生的思維活動，為物理概念的建構(gòu)、規(guī)律的總結(jié)提供思維素材。因此，線上實驗教學(xué)具有紐帶功能、轉(zhuǎn)變功能、設(shè)疑功能、激趣功能、辨析功能和釋疑功能。線上實驗教學(xué)也能活躍物理教學(xué)氣氛，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2 線上物理實驗教學(xué)的探索

2.1 積極建設(shè)實驗視頻庫

由于教育信息化水平的不斷提升，很多教師會根據(jù)自己的教學(xué)需要建設(shè)教學(xué)資源庫，拍攝實驗視頻，收集與物理學(xué)科相關(guān)的視頻資料，用錄屏軟件錄制需要的視頻片段。

有些教材的教參也會提供一些配套資源，如蘇科版初中物理教師用書的第一章提供了實驗教學(xué)視頻，說明“聲音是由物體振動產(chǎn)生的”的視頻有：發(fā)聲的音叉彈開小球、讓A4紙發(fā)聲、“翩翩起舞”的紙屑等，說明“聲音的傳播需要介質(zhì)，即真空不能傳聲”的視頻有：水中的音樂芯片、抽去空氣過程中瓶內(nèi)的鈴聲等，說明“聲音在介質(zhì)中是以波的形式傳播的”的視頻有彈簧縱波，說明“聲音特性”的視頻有：鋼琴等樂器發(fā)出的聲響、用示波器顯示聲強和音調(diào)的變化、改變琴弦的音調(diào)、敲擊瓶子發(fā)聲等，說明“聲音具有能量”的視頻有：彈指熄燭、喇叭發(fā)聲策動肥皂膜等。這些教學(xué)視頻在一定程度上彌補了演示實驗器材的不足，為優(yōu)化課堂設(shè)計提供了幫助，還可以節(jié)省實驗準(zhǔn)備時間，可以用于線上教學(xué)。

2.2 線上物理實驗教學(xué)策略

2.2.1 優(yōu)化整合實驗視頻，提升實驗教學(xué)效能

在線上教學(xué)中對實驗教學(xué)視頻進(jìn)行優(yōu)化整合，截取合適的視頻片段進(jìn)行播放，注意控制播放速度，提醒學(xué)生要觀察的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考實驗現(xiàn)象背后的物理原理。

對于同一個知識點的教學(xué)，可以利用的教學(xué)視頻很多，如說明“聲音是由物體振動產(chǎn)生的”就有很多視頻，應(yīng)該采用哪一個視頻？教師在選擇時，不僅要看視頻拍攝效果和播放時長，還要注意知識的前后銜接，要能夠突出重點、突破難點，最好還能滲透實驗思想和方法。

如在“聲音是由物體振動產(chǎn)生的”教學(xué)中，優(yōu)選“音叉與小球”視頻，截取音叉振動與停止振動時對小球的作用片段，采用按暫停鍵的方式在動態(tài)變化中對比實驗現(xiàn)象，突出“音叉發(fā)聲時在振動”，再截取圖片進(jìn)行靜態(tài)對比分析(圖1)，提醒學(xué)生觀察音叉對小球的作用。發(fā)聲音叉的振動是通過小球的不斷被彈出體現(xiàn)出來的，讓學(xué)生體驗“轉(zhuǎn)換法”的應(yīng)用。

圖1

2.2.2 播放實驗視頻后，以動畫模擬進(jìn)行輔助說明

實驗視頻為學(xué)生提供了感性認(rèn)識，體會物理與生活、社會的聯(lián)系，在認(rèn)識程度上屬于“了解”或“知道”，要讓學(xué)生達(dá)到“理解”或“掌握”的目標(biāo)，還需要引導(dǎo)學(xué)生分析物理過程。

如在“觀察手電筒”的線上教學(xué)中，教師擰開燈罩，取出電池，展示內(nèi)部結(jié)構(gòu)(圖2)，學(xué)生并不能從中認(rèn)清手電筒內(nèi)部的連接情況，對開關(guān)如何接通電路、導(dǎo)線如何連接電路元件、燈泡如何通電等并不能直接感受到。若在播放視頻后再輔助以動畫模擬展示，就可以使手電筒結(jié)構(gòu)透明、電路連接清晰、工作原理簡明，可清楚地展示內(nèi)部結(jié)構(gòu)和連接情況(圖3)。

圖2

圖3

2.2.3 播放實驗視頻后，以社會生活中的應(yīng)用視頻或照片加以說明

實驗是人們根據(jù)研究目的，運用科學(xué)儀器，人為地控制、創(chuàng)造或純化某種自然過程，使之按預(yù)期的進(jìn)程發(fā)展，同時在盡可能減少干擾的情況下進(jìn)行觀測，以探求自然過程變化規(guī)律的科學(xué)活動。實驗有人為干預(yù)的成份在里面，要讓學(xué)生信服，還需要有社會生活中的應(yīng)用進(jìn)行佐證，所以，在播放演示實驗視頻后再播放應(yīng)用視頻，線上教學(xué)效果會更好。

在“液體壓強與流速的關(guān)系”教學(xué)中，播放吹紙片的實驗視頻效果較好(圖4)。但學(xué)生對知識的掌握還要經(jīng)得起變式檢驗，如果再安排相關(guān)的應(yīng)用短視頻，學(xué)生對知識的理解會更全面，分析問題的能力也會得到提高。在實踐過程中，我們插播了一個吹硬幣視頻(圖5)和足球比賽中的香蕉球視頻，通過變式實驗視頻幫助學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識和理解流速與壓強關(guān)系，并感受其在實際生活中的應(yīng)用。

圖4

圖5

2.2.4 插播學(xué)生視頻作品，增強教學(xué)互動性

在線上教學(xué)中，如能適時插播學(xué)生拍攝的實驗視頻，能更容易激發(fā)學(xué)生的參與熱情和動手實驗的興趣。在“液體壓強與流速的關(guān)系”教學(xué)中，教師播放了四位學(xué)生的作品：會跳遠(yuǎn)的乒乓球(圖6)、懸浮的乒乓球(圖7)、沖不走的乒乓球(圖8)和被水流控制的乒乓球(圖9)。當(dāng)同學(xué)們看到同伴的作品，會倍感親切，也能喚醒自己的創(chuàng)作欲望與熱情。

圖6

圖7

圖8

圖9

3 結(jié)語

不管采用何種方式進(jìn)行教學(xué)，實驗是不能“缺席”的。為了開展線上物理實驗教學(xué)，首先要有合適的教學(xué)視頻，錄制實驗視頻、剪輯已有視頻是實驗教學(xué)視頻優(yōu)化組合的重要方式；其次，實驗教學(xué)視頻的引入、播放要適度，要為學(xué)生“留白”，引發(fā)學(xué)生的深度思考；最后，可以讓學(xué)生參與實驗教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計，體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位。