“線上”實驗教學探索

張航英

(廣東省深圳市龍華區高峰學校 廣東 深圳 518110)

1.案例背景

物理是一門以實驗為基礎的學科。線上課期間，學生在家上課，老師在家教學，實驗器材缺乏，實驗教學的開展遇到了極大的困難。為此我嘗試了很多方法。最早嘗試通過看實驗視頻來完成實驗教學。結果，發現大多的實驗視頻制作都太過理想，實驗中該有的各類實驗故障，幾乎不會出現，失去很多實驗教學的契機；以及實驗操作流程和教師預想設計的思路常常有較大差異，很難達到預期的教學效果。之后我嘗試將實驗器材帶回家，在課堂上通過直播進行實驗教學，這樣雖然避免了上述問題，但是又面臨到網絡卡頓，實驗操作過程中鏡頭角度等問題，使得教學過程也是頻頻受到影響。之后，我再次嘗試，按照自己教學思路，提前自己錄制實驗教學視頻，課堂上播放。實驗教學效果稍有改善，但仍沒有達到理想的教學效果。究其根源，缺少的動手探究的過程，隔著屏幕的觀看很難引起學生的興趣，更難激發學生的思考，從而很難達到實驗教學應有的效果。要想改善，必須想辦法挖掘生活中的材料，讓學生自己動手進行實驗探究。

2.自制器材，在家也能做實驗

2.1 案例描述。在上《彈力》一課時，需要實驗探究彈簧測力計的工作原理。通過觀看實驗視頻，學生直接獲得了拉力與伸長之間的關系，彈簧受到的拉力越大，伸長越長。由于沒有動手探究，對彈簧測力的工作原理的理解淺顯而機械。課堂上，我提出這樣的問題：“彈簧測力計分別受到大小均為6N的水平向左和水平向右的拉力作用，則彈簧測力計的示數正確的是多少？”有許多學生回答認為示數為12N。究其原因，學生分析左側拉力使彈簧測力計伸長6N，右側拉力再使彈簧測力計伸長6N，所以總共為12N。此時，如果能讓學生動手使用一下彈簧測力，就可以輕松突破此問題，但是學生手里沒有實驗器材，怎么辦呢？

我想到了橡皮筋，讓學生使用家里常見的橡皮筋和紙板，自己制作彈簧測力計。把橡皮筋的一端與紙板的一頂端某處固定，另一端用一輕質鐵絲勾相連，使其下垂，在掛鐵絲勾的一端的橡皮筋的末端所對應的紙板的位置用鉛筆畫上一平等的橫線標為刻度零；然后把250ml的礦泉水瓶掛在橡皮筋做的勾上也稱上一稱，等其靜止后橡皮筋的末端所對應的位置標上2.5N。把0-2.5N這一段分成25段，則每段的刻度值就為0.1N，一個自制彈簧測力計就完成了。

2.2 案例分析。首先在實驗材料的選擇上，橡皮筋和紙板都是很容易獲得；其次在制作彈簧測力計的過程中，通過標刻度的環節，使學生進一步理解了“彈簧伸長與拉力的關系”；最后學生可以使用制作完成的彈簧測力，直接驗證前面費解的問題。通過測量，學生很容易發現：只有一側有拉力，彈簧是不會伸長，而是會被拉跑的；只有兩邊同時受到拉力，彈簧才會伸長，從而顯示示數。所以上述問題彈簧測力計的示數應該是6N，而不是12N。

3.趣味實驗，激發學習興趣

3.1 案例描述。在“探究壓力的作用效果與什么因素有關？”的實驗教學過程中，我發現，教材上的實驗器材小桌和海綿，乏味無趣。能否在不影響探究目的的情況下，讓實驗更有趣一些呢？

于是我給學生留了這樣一個作業：請利用你身邊的任何物品，探究壓力的作用效果與壓力大小和受力面積之間的關系，并拍照上交，下一節我們來評比誰的實驗效果最明顯且好玩。

于是第二天，我們的課堂是這樣的：甲同學出示了一張手指不同力度戳臉蛋的照片，乙同學展示自己站立和坐在沙發上的對比圖片，丙同學則是全家每位成員分別坐在瑜伽球將瑜伽球壓扁的照片……在一片暴笑聲中，大家輕松的達到了學習目標。

3.2 案例分析。我在留作業的時候，我特意設置以下幾點：

(1)“身邊的任何物品”——此設計的是為了讓學生將關注點放在身邊的物品上，讓學生明白實驗并不是一定要在實驗室進行，更不是一定要用專業的實驗器材，生活中的任何物品都有可能成為實驗的器材，生活處處有物理，實驗探究也應該無處不在。

(2)“實驗效果最明顯”——此要求是為了強化對實驗現象的觀察意識，并引導學生對實驗材料選擇進行思考。

(3)“好玩”——增加趣味性，調節枯燥的先上課學習氛圍，激發學生實驗探究的興趣。

4.設計實驗，梳理知識脈絡

4.1 案例描述。在線上課進行了一段時間之后，學生慢慢出現疲態，隨著學習內容的增多，如何幫助學生梳理知識脈絡，成為一個讓我頭疼的問題。以往復習課的經驗告訴我，傳統的講練結合的復習方式，在學生已經出現疲態且隔著屏幕的線上教學中，肯定是行不通的。

于是我設計了一節這樣的復習：“請用礦泉水瓶，設計力學實驗，比一比誰設計的實驗最多？”此點一出，引起了學生極大的興趣，紛紛踴躍發言。例如：用力捏一下瓶子，發生形變，說明力可以使物體發生形變；用力拋出，離開手后瓶子繼續向前飛行，因為瓶子具有慣性等等，很快，這些比較容易的實驗設計就被搶答完了。我繼續引導學生：“誰還能想到不同的實驗設計？”在一次次激勵中，又有一些知識點被發掘出來。然而我并沒有就此結束，而是改變規則，給予引導：“誰能設計一個有關液體壓強的實驗？”“誰能設計一個探究浮力與排開液體體積關系的實驗”，通過增加更加具體的要求，引導學生回憶和分析被遺漏的知識。并通過設計實驗以及對每一個實驗的評比分析，我用一個礦泉水瓶，帶領學生從力的作用效果，到力與運動的關系，再到壓強和浮力，將所學的知識全部串聯了起來，梳理出清晰的知識脈絡。

4.2 案例分析。選用生活中最常見的礦泉水瓶，學生熟悉而又疑惑，就一個瓶子能干什么？有疑問就會有一探究竟的興趣，而我正是抓住學生的這一心里特征。其次設計實驗，要求學生要理解知識的內部聯系，才能發揮創新能力，所以思考如何設計的過程中，促使學生對所學知識之間的聯系就行梳理。最后通過增加更加具體要求，引導學生查漏補缺，將遺漏的知識串聯起來。

結束語

由于疫情的原因，使得線下教學被迫中斷，然而卻促使了線上教學的發展和進步。通過全國師生的探索，我們會發現，許多我們認為只有滿足某些客觀條件才能開展的教學活動，其實并沒有我們預想的那么困難。比如實驗教學，似乎沒有實驗室就無法開展。然而，當我們真的面臨到沒有實驗室的環境中，我們才關注到其實實驗就在我們身邊，生活中處處可以進行實驗探究，各類生活材料都可以成為實驗器材。線上教學所積攢實驗教學的經驗，當我們回到線下教學中同樣可以適用，可以促進線下教學改革和發展。