如何利用翻轉(zhuǎn)課堂開展初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

覃錦芳

【摘要】本文從物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性出發(fā)，結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的特點(diǎn)，論述在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂的策略，進(jìn)一步探討如何開展初中物理校本課程《有趣物理》教學(xué)。

【關(guān)鍵詞】初中物理 翻轉(zhuǎn)課堂 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 校本課程

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號】0450-9889（2018）02A-0034-03

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)中非常重要的一部分。受到教學(xué)課時(shí)不足的影響，實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往成為初中物理教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)。翻轉(zhuǎn)課堂通過對課堂內(nèi)外時(shí)間的重新整合，將學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間有效地延長，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更具有自主性和可操作性，從而解決了課時(shí)不足的問題，并為長期、有效地開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了保障，對開展《有趣物理》校本課程也提供了很大幫助。

一、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要意義

新課標(biāo)指出，實(shí)驗(yàn)既是學(xué)習(xí)物理的重要內(nèi)容，又能激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)學(xué)生觀察能力和動(dòng)手實(shí)踐能力、突破難點(diǎn)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和勇于探索的精神。根據(jù)維果茨基“最近發(fā)展區(qū)”理論，教學(xué)中要關(guān)注學(xué)生原有知識(shí)水平與可能達(dá)到的水平之間的差異，即“跳一跳，就能摘到桃子”[1]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)，正好可以幫助學(xué)生搭建良好的學(xué)習(xí)平臺(tái)，將學(xué)生現(xiàn)有的思維能力水平與抽象、復(fù)雜的物理知識(shí)聯(lián)系起來，化繁為簡，化抽象為具體，有效地提高物理教學(xué)質(zhì)量，也為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神提供豐富的教育資源。因此，中學(xué)物理教師必須重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為學(xué)生搭起一座寬闊的學(xué)習(xí)橋梁。比如，在學(xué)習(xí)“凸透鏡成像的規(guī)律”時(shí)，如果教師只是“填鴨式”地給出凸透鏡成像的五個(gè)規(guī)律，然后要學(xué)生死記硬背，那么教學(xué)的效果顯然是非常低效、事倍功半的。如果能開展學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，讓每名學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)探索的全過程，通過逐步縮短物體與凸透鏡之間的距離、調(diào)整光屏與凸透鏡之間的距離，每次都找到最清晰的像并做好實(shí)驗(yàn)記錄，那么五個(gè)成像規(guī)律對學(xué)生來說就顯而易見了。教師還可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步對五個(gè)凸透鏡成像的規(guī)律進(jìn)行分析概括、歸納總結(jié)，得出凸透鏡成像規(guī)律的“四句口訣”——“一倍焦距分虛實(shí)，二倍焦距分大小，物近像遠(yuǎn)像變大，正虛倒實(shí)要分清”。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)?zāi)艹浞煮w會(huì)“提出問題—作出假設(shè)—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—實(shí)驗(yàn)操作并記錄—分析總結(jié)”等實(shí)驗(yàn)過程，真正地理解和掌握重要的知識(shí)點(diǎn)，熟悉實(shí)驗(yàn)操作的基本步驟及故障分析處理，為物理教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了保障。

二、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的特點(diǎn)及其在初中物理實(shí)驗(yàn)課的應(yīng)用

翻轉(zhuǎn)課堂是一種以學(xué)生自身情況以及需要為核心理念的教育模式，是師生互動(dòng)學(xué)習(xí)的一種教學(xué)形態(tài)[2]。首先，教師提前制作相關(guān)的教學(xué)視頻片段，讓學(xué)生在課外自由觀看視頻中教師的講解，熟悉實(shí)驗(yàn)原理、操作要領(lǐng)、注意事項(xiàng)等內(nèi)容，自主完成預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，從而為課堂探究學(xué)習(xí)做足準(zhǔn)備。然后，教師在課堂上針對學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進(jìn)行合理分析及引導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)，及時(shí)給出適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥；在師生的溝通交流環(huán)節(jié)，教師鼓勵(lì)學(xué)生提出學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)及疑惑點(diǎn)，思考如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)故障處理，從而提高整體實(shí)驗(yàn)探究水平。在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂，能有效地整合課堂內(nèi)外的時(shí)間，將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)還給學(xué)生，使學(xué)生有更多的時(shí)間放在自主學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)上，有利于落實(shí)三維目標(biāo)、突破重難點(diǎn)、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。

例如，在“探究平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生先通過視頻（如圖1、圖2）在課外進(jìn)行課前自主學(xué)習(xí)；課堂上，教師可以先和學(xué)生總結(jié)光的反射規(guī)律，然后出示平面鏡，引導(dǎo)學(xué)生思考如何進(jìn)行“探究平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)。因?yàn)檎n前已經(jīng)提前預(yù)習(xí)，所以學(xué)生能很快地進(jìn)入實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)。教師巡堂檢查學(xué)生操作的規(guī)范性，及時(shí)了解學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到的困難和問題，并給出必要的指導(dǎo)。為了再次充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考相關(guān)的實(shí)驗(yàn)故障，如“為什么要用玻璃板代替平面鏡？為什么要選擇兩個(gè)形狀和大小完全相同的蠟燭A、B？為什么有時(shí)蠟燭B怎樣都無法與蠟燭A的像重合？為什么要用玻璃板代替平面鏡？當(dāng)蠟燭A逐漸靠近平面鏡，它的像的大小如何變化，如何用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想？”通過一系列的合作探究和分析交流，學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，充分體會(huì)物理實(shí)驗(yàn)的樂趣，并通過深入剖析實(shí)驗(yàn)，快速理解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)對知識(shí)的鞏固與能力的提升。在整個(gè)過程中，教師的主要作用是引導(dǎo)、輔助、提煉，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，逐步提升學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)和物理學(xué)習(xí)能力。

三、利用翻轉(zhuǎn)課堂有效地開展《有趣物理》校本課程

美國心理學(xué)家布魯納曾說：“最好的學(xué)習(xí)激勵(lì)是對所學(xué)材料的興趣?！蔽锢硎且婚T緊密聯(lián)系生活實(shí)踐的科學(xué)，它滲透在日常生活的各個(gè)方面，比如燒水、照鏡子、走路、坐車、用電、說話等。這些常見的生活現(xiàn)象及相關(guān)的生活用品，為教師開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)提供了豐富的素材。初中生容易被新奇的客觀事物吸引，喜歡觀察生動(dòng)、具體、鮮明、不平常的現(xiàn)象。所以初中物理教師可利用翻轉(zhuǎn)課堂模式，提前制作一些有趣的小實(shí)驗(yàn)視頻，引導(dǎo)學(xué)生開展課內(nèi)課外的趣味實(shí)驗(yàn)，開展《有趣物理》校本課程，讓物理實(shí)驗(yàn)流行起來。

在我校第一期的《有趣物理》校本課程中，物理組的教師共同編寫并制作了12個(gè)趣味實(shí)驗(yàn)，其中包括“自制電動(dòng)機(jī)”“雞蛋撞地球”“自制浮沉子”“自制小孔成像儀”“蠟燭抽水機(jī)”“聽話的罐子”“虹吸現(xiàn)象”“水果電池”“紙火鍋”“人工霧凇”等實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以在家通過電腦或者手機(jī)等預(yù)習(xí)趣味實(shí)驗(yàn)的相關(guān)視頻，包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材等，提前準(zhǔn)備好相關(guān)的實(shí)驗(yàn)器材。這些實(shí)驗(yàn)絕大部分都可以用常見的生活用品制作，取材簡單方便，實(shí)驗(yàn)操作性強(qiáng)，效果明顯。比如“自制浮沉子”實(shí)驗(yàn)中，用到的器材主要是空礦泉水瓶、小藥瓶、小刀等?！白灾菩】壮上駜x”的器材主要是易拉罐、硬紙片、保鮮膜、剪刀，或者一次性紙杯、保鮮膜、橡皮筋等。對于一些專業(yè)性比較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，需要的部分器材可以到五金店或者文具店進(jìn)行選購，如“自制電動(dòng)機(jī)”“蠟燭抽水機(jī)”“虹吸現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)需要的漆包線、銅芯導(dǎo)線、磁鐵、干電池、活塞式抽水機(jī)、熱熔槍、熱熔膠、軟膠管等。

由于學(xué)生已經(jīng)通過觀看視頻、PPT課件提前預(yù)習(xí)了實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容，并準(zhǔn)備了實(shí)驗(yàn)器材，所以在拓展課堂上，教師主要發(fā)揮演示、引導(dǎo)、點(diǎn)撥等輔助作用，將趣味課堂的主動(dòng)權(quán)還給學(xué)生，給學(xué)生充分動(dòng)手操作實(shí)踐的機(jī)會(huì)，并組織學(xué)生針對本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反思總結(jié)、拓展延伸，有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的綜合科學(xué)素養(yǎng)。下面以“自制電動(dòng)機(jī)”的實(shí)驗(yàn)教案為例。

（一）活動(dòng)目標(biāo)

1.了解電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造；

2.能利用日常物品制作簡易電動(dòng)機(jī)，具有初步的實(shí)驗(yàn)操作技能；

3.了解電動(dòng)機(jī)在生活生產(chǎn)中的實(shí)例，并通過親手制作，感受實(shí)驗(yàn)探究的樂趣，提高動(dòng)手實(shí)踐能力。

（二）重點(diǎn)與難點(diǎn)

1.重點(diǎn)：

（1）了解簡易電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造；

（2）完成簡易電動(dòng)機(jī)的制作。

2.難點(diǎn)：線圈對稱軸的調(diào)整。

（三）活動(dòng)器材

漆包線、銅芯導(dǎo)線、磁鐵、干電池、泡沫、架子、小刀、砂紙等。

（四）活動(dòng)流程

創(chuàng)設(shè)情境，引入新課：播放一段電動(dòng)機(jī)的相關(guān)視頻，引導(dǎo)學(xué)生觀察電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的構(gòu)造，思考自制簡易電動(dòng)機(jī)所需的實(shí)驗(yàn)器材，討論制作方法。

制作流程：

1.按實(shí)驗(yàn)需要準(zhǔn)備好漆包線、銅芯導(dǎo)線、磁鐵、干電池、泡沫、架子、小刀、砂紙等；

2.將銅芯導(dǎo)線依次重疊纏繞在圓形的白板筆套上，大概纏繞20圈，從而制作成一個(gè)小線圈，注意，線圈的兩端要留出約5cm的導(dǎo)線；

3.用鐵鉗剪出兩節(jié)約10cm的漆包線，并用砂紙將漆包線前端的外漆刮掉，繞成小圓，方便搭接細(xì)銅絲，也用砂紙將小線圈的一端導(dǎo)線的漆皮全部刮掉，另一端導(dǎo)線的漆皮只刮一半；

4.按圖所示組裝好電路圖，并將磁鐵放在小線圈的正下方，用手輕輕撥一下處于平衡位置的小線圈，就會(huì)發(fā)現(xiàn)小線圈不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，簡易電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)制作完成。

四、翻轉(zhuǎn)課堂在“中考物理實(shí)驗(yàn)考查”復(fù)習(xí)工作中的應(yīng)用

每年的五月上旬，初三畢業(yè)班學(xué)生都會(huì)迎來第一項(xiàng)中考考查項(xiàng)目——“中考理化實(shí)驗(yàn)考查”。每名參加中考的學(xué)生都會(huì)通過抽簽的方式，確定自身是參加物理實(shí)驗(yàn)考查還是化學(xué)實(shí)驗(yàn)考查。因?yàn)橥ㄟ^“中考理化實(shí)驗(yàn)考查”是進(jìn)入示范性高中的硬性條件，而且作為第一項(xiàng)中考考查項(xiàng)目，學(xué)生通過與否對后續(xù)的文化科目的成績起到關(guān)鍵的作用。因此，物理組的目標(biāo)是盡量幫助學(xué)生100%通過“中考物理實(shí)驗(yàn)考查”，幫助學(xué)生打好中考第一仗！但是由于畢業(yè)班物理實(shí)驗(yàn)課堂課時(shí)的嚴(yán)重不足，物理實(shí)驗(yàn)室場地及器材緊缺，課本基礎(chǔ)知識(shí)復(fù)習(xí)和專題復(fù)習(xí)的任務(wù)重、時(shí)間緊，真正留給中考物理實(shí)驗(yàn)考查復(fù)習(xí)的時(shí)間少之又少，根本無法保證教師經(jīng)常帶學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)。這時(shí)候，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在“中考物理實(shí)驗(yàn)考查”中的應(yīng)用就顯得非常迫切和重要了。

物理組的教師會(huì)根據(jù)中考物理實(shí)驗(yàn)考查的內(nèi)容要求，提前分工完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)視頻錄制，比如平面鏡成像實(shí)驗(yàn)、凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)、測小石塊的密度實(shí)驗(yàn)、測定值電阻阻值實(shí)驗(yàn)、測小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)、斜面實(shí)驗(yàn)、滑輪組實(shí)驗(yàn)等相關(guān)視頻。然后讓學(xué)生充分利用課外的時(shí)間，通過觀看相關(guān)的視頻，復(fù)習(xí)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)表格及記錄、數(shù)據(jù)處理、得出結(jié)論及故障處理等，做到心中有數(shù)，胸有成竹。接著，教師再安排一次正式的實(shí)驗(yàn)課，組織學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)地操作、學(xué)以致用，從而大大提高實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課的質(zhì)量和效率。除此之外，在第九節(jié)課外活動(dòng)時(shí)間里，連續(xù)一個(gè)星期開放物理實(shí)驗(yàn)室，供畢業(yè)班學(xué)生自由進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作及復(fù)習(xí)，并安排一位物理教師進(jìn)行答疑解惑。因?yàn)樘崆皩W(xué)習(xí)了翻轉(zhuǎn)課堂視頻，所以學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中很容易進(jìn)入狀態(tài)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)得心應(yīng)手。因此，即使在與其他學(xué)校相比生源質(zhì)量并不占優(yōu)的情況下，因?yàn)閷?shí)施了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，我校區(qū)初三學(xué)生連續(xù)三年以超過99%的通過率順利通過中考物理實(shí)驗(yàn)考查，為其他學(xué)生提供了強(qiáng)大的學(xué)習(xí)動(dòng)力與樹立信心。

總之，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是初中物理教學(xué)的核心與靈魂。學(xué)生只有通過親自參與實(shí)驗(yàn)探究過程，才能充分體會(huì)物理學(xué)科的內(nèi)在魅力，才能更好地理解和掌握相關(guān)的物理知識(shí)，為科學(xué)創(chuàng)新打下良好的基礎(chǔ)。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，借助科技手段，充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，為更好地開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)、克服課時(shí)不足等問題發(fā)揮了很大的作用，使物理教學(xué)更加多樣化、多元化、生活化，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和信心，促進(jìn)鞏固提升、學(xué)以致用。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]黃鵬.“翻轉(zhuǎn)課堂”在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中學(xué)物理（初中版），2015（1）

（責(zé)編 劉小瑗）