巧用視頻資源提高初中物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性

【摘要】本文基于演示實(shí)驗(yàn)往往受到實(shí)驗(yàn)器材、場地、環(huán)境等因素的影響而不能在課堂中順利開展的背景，論述利用視頻提升初中物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的方法和注意事項(xiàng)。

【關(guān)鍵詞】視頻 演示實(shí)驗(yàn) 有效性 初中物理

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）45-0139-03

物理教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)主要有演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)、課外實(shí)驗(yàn)與制作等幾種類型，其中演示實(shí)驗(yàn)是初中物理教學(xué)的重要內(nèi)容。但在實(shí)際教學(xué)中，有些演示實(shí)驗(yàn)因?yàn)槭艿綄?shí)驗(yàn)器材、場地、環(huán)境等因素的影響，無法在課堂上實(shí)踐操作，甚至是不能組織學(xué)生進(jìn)行試驗(yàn)。針對這一問題，筆者進(jìn)行了“利用視頻提升初中物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性”的研究，發(fā)現(xiàn)利用網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)資源輔助教學(xué)，能很好地解決這一問題，收到了較好的教學(xué)效果。

本文詳細(xì)介紹利用網(wǎng)絡(luò)視頻資源進(jìn)行輔助教學(xué)的演示實(shí)驗(yàn)類型，分析選擇演示實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)視頻的方法和途徑，并從教學(xué)評價角度分析提高演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率的方法，以期對演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展有所幫助。

一、根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求選擇恰當(dāng)?shù)囊曨l教學(xué)資源

對部分初中學(xué)校而言，尤其是鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村初中學(xué)校，由于受到實(shí)驗(yàn)設(shè)施設(shè)備不足、學(xué)生能力相對較弱等因素的制約，因而有不少演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)無法讓學(xué)生動手演示，有些教師甚至?xí)虼硕p視演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)。演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)是初中物理教學(xué)的重要內(nèi)容，是培養(yǎng)學(xué)生動手實(shí)踐能力、分析和解決問題能力的重要教學(xué)方式。

既然這一教學(xué)內(nèi)容如此重要，教師又該如何破解這個難題？多年來，筆者一直從事于這一問題的研究，并在研究中發(fā)現(xiàn)，利用合適的視頻教學(xué)資源能夠有效解決這一問題。那么，哪些演示實(shí)驗(yàn)適合使用視頻資源進(jìn)行教學(xué)？經(jīng)分析，筆者認(rèn)為，有以下類型的實(shí)驗(yàn)適宜而且應(yīng)該利用視頻資源進(jìn)行教學(xué)。

（一）因場地、實(shí)驗(yàn)器材的缺乏而不便在課堂上直接演示的實(shí)驗(yàn)

受場地、實(shí)驗(yàn)器材所限，有些實(shí)驗(yàn)在普通實(shí)驗(yàn)室無法完成，或即使能完成說服力也不強(qiáng)，但學(xué)生又很渴望了解這些實(shí)驗(yàn)。如大型的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)、干冰升華實(shí)驗(yàn)、大氣壓能支持約10米高水柱的實(shí)驗(yàn)、展現(xiàn)失重現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，這些都是由于受場地、實(shí)驗(yàn)器材的限制，教師不便在課堂上直接展示的實(shí)驗(yàn)。

馬德堡半球?qū)嶒?yàn)是驗(yàn)證大氣壓強(qiáng)存在且很大的一個重要的實(shí)驗(yàn)。教師一般采用兩個皮碗相互擠壓來模擬這一實(shí)驗(yàn)，雖說這樣操作也能說明大氣壓強(qiáng)的存在，但無法很好地說明“大氣壓非常大”的觀點(diǎn)。為此，筆者在教學(xué)中給學(xué)生插播了一個“求真實(shí)驗(yàn)”視頻，通過視頻的動態(tài)演示讓學(xué)生理解“大氣壓存在且大得驚人”這一事實(shí)，教學(xué)效果遠(yuǎn)比一般方法要好。

又如，瀘粵版物理教材八年級下冊第78頁有這樣一個實(shí)驗(yàn)：如果用水來代替水銀做托里拆利，留在玻璃管中的水柱大約有多高呢？要做這個實(shí)驗(yàn)需要一根10米多高的玻璃管、抽氣機(jī)等儀器，不僅材料要求高，而且實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備程序很繁瑣，不少教師會選擇直接放棄這一實(shí)驗(yàn)。對此，筆者給學(xué)生播放了這一實(shí)驗(yàn)的視頻，讓學(xué)生看著實(shí)驗(yàn)專員的演示觀察“在大氣壓的作用下能支持約10米多高水柱”這一現(xiàn)象，然后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理論推導(dǎo)。在教學(xué)過程中，學(xué)生雖然沒有進(jìn)行實(shí)操演示，但通過教學(xué)視頻也能很快地進(jìn)入相應(yīng)的教學(xué)情境，并很好地理解相關(guān)概念，教學(xué)效果非常好。

（二）很難在課堂完成的模擬演示實(shí)驗(yàn)

這類實(shí)驗(yàn)往往涉及比較繁瑣的實(shí)驗(yàn)原理，這些原理很難通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀呈現(xiàn)，如模擬核裂變、核聚變原理、電流的形成過程、“香蕉球”現(xiàn)象、汽油機(jī)的工作循環(huán)等。例如，講授“核能核裂變”這一知識時，教師不可能通過現(xiàn)場演示或者親自錄制實(shí)驗(yàn)來演示核裂變的原理，這時就可以借助視頻動畫給學(xué)生展示核裂變的過程，使學(xué)生能夠清楚地觀察到鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的動態(tài)變化，進(jìn)而理解核裂變的原理。

又如，關(guān)于“電流是怎么形成的”這一問題，“電流”是一種無形的物質(zhì)，對學(xué)生來說是非常抽象的，即便通過實(shí)驗(yàn)演示學(xué)生也無法用肉眼觀察電流的形成過程。為了讓學(xué)生更形象地理解“電流是電荷的定向移動形成的”這一概念，筆者給學(xué)生播放了模擬視頻。雖然視頻只有短短10秒的時間，學(xué)生卻能清楚地看到電荷的流向，觀察到開關(guān)閉合前后電子的無序運(yùn)動和有序定向運(yùn)動的對比，對電流的形成有了直觀、深刻的理解。

（三）危險性大或?qū)嶒?yàn)材料本身帶有毒性的演示實(shí)驗(yàn)

這類實(shí)驗(yàn)因?yàn)槲ｋU性大，或所使用的材料本身帶有一定的毒性，會對學(xué)生的健康、安全造成傷害，如展示次聲波的實(shí)驗(yàn)、托里拆利實(shí)驗(yàn)、短路危害實(shí)驗(yàn)等，這些實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)過程存在一定的安全隱患，因此更適宜通過視頻向?qū)W生呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程。如托里拆利實(shí)驗(yàn)需要用到水銀，但水銀是有毒物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)時不僅需要專業(yè)的防護(hù)用具，還要有很專業(yè)的操作手法，因而很難在教學(xué)中完成這一實(shí)驗(yàn)。對此，筆者在教學(xué)中利用視頻呈現(xiàn)了托里拆利實(shí)驗(yàn)全過程，幫助學(xué)生理解其實(shí)驗(yàn)原理，同樣收到了很好的教學(xué)效果。

線路短路是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷囊粋€現(xiàn)象，也是物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)常碰到的內(nèi)容。但有些實(shí)驗(yàn)所用電壓會達(dá)到220伏，在操作短路實(shí)驗(yàn)的時候，若學(xué)生操作不當(dāng)就會發(fā)生觸電的危險。所以，為了給學(xué)生展示220伏的交流電短路的危害，筆者給學(xué)生播放這樣一個視頻：把一根腌制過的黃瓜制品直接接在電壓為220伏的火線與零線之間，接通電源一會兒，黃瓜就會在電路短路的情況下被燒得焦黑。通過這樣的一個視頻，學(xué)生能夠一目了然地知道電路發(fā)生短路的危害，人身安全也得到了保障。

（四）容易受氣候環(huán)境等因素影響的演示實(shí)驗(yàn)

有些演示實(shí)驗(yàn)對于氣候條件的要求比較苛刻，氣候不適宜會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗或者實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，如靜電實(shí)驗(yàn)、光的色散等，而如果利用相關(guān)的視頻進(jìn)行教學(xué)，效果就會好很多。

如放電實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的目的是要讓一名女生的頭發(fā)豎起來。這個實(shí)驗(yàn)操作很簡單，但卻容易受到空氣濕度等因素影響，如果天氣條件達(dá)不到要求，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就不明顯甚至?xí)?dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。在講授該課時，筆者選擇給學(xué)生播放相關(guān)視頻，然后引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已有知識對這一現(xiàn)象進(jìn)行分析討論，使學(xué)生更深刻地領(lǐng)悟其中的原理。又如，觀察靜電實(shí)驗(yàn)或光的色散現(xiàn)象，如果是下雨或陰天，這樣的實(shí)驗(yàn)就無法開展，在這種情況下就可以利用視頻進(jìn)行教學(xué)。

以上4類實(shí)驗(yàn)，或是因?yàn)椴牧?、場地等不足，或是因?yàn)樾枰^為嚴(yán)苛的氣候條件，或是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)本身存在一定的危險性，而無法進(jìn)行實(shí)操演示，利用相關(guān)的實(shí)驗(yàn)視頻進(jìn)行教學(xué)既可以彌補(bǔ)無法實(shí)操的短板，讓學(xué)生對相關(guān)物理現(xiàn)象有直觀的觀察，又能確保相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠按質(zhì)按量完成。其他如實(shí)驗(yàn)周期太長、需要把動態(tài)過程轉(zhuǎn)化成靜態(tài)分析、需要理論聯(lián)系實(shí)際等實(shí)驗(yàn)，如果因種種現(xiàn)實(shí)條件而無法進(jìn)行實(shí)操演示，也可以采用視頻進(jìn)行輔助教學(xué)。

二、收集演示實(shí)驗(yàn)視頻的途徑及注意事項(xiàng)

在網(wǎng)絡(luò)越來越發(fā)達(dá)的今天，要想收集相關(guān)的視頻資料，可以說是輕而易舉的。在具體操作中，筆者認(rèn)為以下途徑相對有效且便捷：一是利用優(yōu)酷、騰訊、愛奇藝、百度等平臺的搜索工具，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)類型等輸入實(shí)驗(yàn)名稱的關(guān)鍵詞，從中選擇合適的視頻資源;二是利用各高校平臺、教學(xué)資源平臺等，從中選擇合適的視頻;三是如果從網(wǎng)上搜集不到直接可用的視頻，則可以將幾個相關(guān)的視頻進(jìn)行重新剪輯加工。

筆者以為，利用視頻資源輔助演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，關(guān)鍵在于如何選擇合適的視頻。要想充分發(fā)揮視頻資源在演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用，就要遵循適用性、合目的性、趣味性三大原則，這樣才能收到更好的教學(xué)效果。

（一）適用性原則

所謂“適用性”，就是所選視頻要與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相適宜，而不是任意選取。如教材中關(guān)于硫酸銅溶液和固體的擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)，硫酸銅溶液的擴(kuò)散現(xiàn)象需要30天才能完全呈現(xiàn)，而固體金與鉛的擴(kuò)散則需要長達(dá)5年的時間，要想在教學(xué)中完成這樣的實(shí)驗(yàn)是完全不可能的，但這個實(shí)驗(yàn)對學(xué)生而言又是非常有必要的。為此，教師可以從網(wǎng)上搜索兩個相關(guān)視頻，然后按照實(shí)驗(yàn)的具體過程將兩個視頻重新剪輯制作，再進(jìn)行整合快放，從而將實(shí)驗(yàn)的整個過程壓縮在一個視頻中，既讓學(xué)生清楚地看到了硫酸銅溶液和固體的整個擴(kuò)散過程，又很好地解決實(shí)驗(yàn)所需時間過長的問題。

（二）合目的性原則

合目的性，就是依據(jù)教學(xué)目標(biāo)選擇合適的教學(xué)視頻。在不適合現(xiàn)場演示的實(shí)驗(yàn)中，有一種是幫助學(xué)生理解抽象物理概念的實(shí)驗(yàn)，如《牛頓第一定律》一課，涉及物體不受力時將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)概念，教材對此的描述也是非常抽象的，學(xué)生很難理解。為此，筆者選擇了宇航員在太空艙中打“水乒乓球”的視頻，讓學(xué)生觀察失重狀態(tài)下水球可以懸浮在空中，以及水球離開球拍后均保持著一定的方向做勻速直線運(yùn)動等現(xiàn)象。這樣的實(shí)驗(yàn)在很多學(xué)?，F(xiàn)有的條件下是不可能完成的，但通過利用一個簡單的視頻，就能很好地向?qū)W生展示物體的迅速直線運(yùn)動狀態(tài)，讓學(xué)生對相關(guān)概念有了直觀、形象的體會，很好地完成了既定的教學(xué)目標(biāo)。

（三）趣味性原則

有趣的內(nèi)容，能夠迅速抓住學(xué)生的眼球，吸引學(xué)生的注意力。如教授《用電安全》一課時，考慮到進(jìn)行實(shí)操演示會存在安全隱患，因而筆者選擇使用視頻進(jìn)行輔助教學(xué)。但是選用什么樣的視頻呢？幾經(jīng)篩選后，筆者選擇了這樣一個動漫視頻：人在觸摸電線時會觸電，但小鳥停在高壓線上卻安然無恙，然后讓學(xué)生分組討論其中的原理。這個視頻具有一定的趣味性，有效地激發(fā)了學(xué)生的探討熱情。經(jīng)過小組內(nèi)、小組間的熱烈討論，學(xué)生最后充分認(rèn)識到了如何安全用電的問題。

三、落實(shí)評價，提高視頻輔助教學(xué)的有效性

為了更好地推進(jìn)研究工作，筆者在對學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查、分析調(diào)查數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，學(xué)生認(rèn)為利用視頻來輔助演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有趣味性、直觀性，有利于培養(yǎng)自己的發(fā)散性思維，同時激發(fā)出強(qiáng)烈的求知欲望。

實(shí)踐研究需要評價機(jī)制作為輔助，筆者在開展“利用視頻提升初中物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的研究”過程中，采取了對比法進(jìn)行教學(xué)評價。目前，筆者所在學(xué)校每個年級均有20個教學(xué)班。所謂“對比法”，就是以年級為單位將教師相同、生源接近的班級分為實(shí)驗(yàn)組和對照組，在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，對照組的教法是以教師結(jié)合教材資料講解知識、進(jìn)行常規(guī)演示為主，而實(shí)驗(yàn)組的教法則是采用視頻來輔助教學(xué)。

在近兩年的對比實(shí)踐中，筆者對學(xué)生進(jìn)行了多次歷次演示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的專項(xiàng)測試，并對實(shí)驗(yàn)組和對照組的平均分、及格率、優(yōu)秀率進(jìn)行了統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)組的平均分、及格率、優(yōu)秀率各方面都領(lǐng)先于對照組的，其中實(shí)驗(yàn)組的平均分比對照組的高2～3分，實(shí)驗(yàn)組的及格率比對照組的高10%，實(shí)驗(yàn)組的優(yōu)秀率比對照組的高5%。通過對兩組的教學(xué)效果進(jìn)行對比研究可知，利用視頻輔助進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠?qū)?shí)驗(yàn)內(nèi)容具體化、形象化和規(guī)范化，還有利于節(jié)約實(shí)驗(yàn)時間，提高課堂教學(xué)效率。

筆者認(rèn)為，利用視頻資源提高初中物理演示實(shí)驗(yàn)是對傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的一種有效補(bǔ)充，但這一模式也存在一些問題：由于是利用視頻進(jìn)行輔助教學(xué)，教學(xué)過程缺乏師生間的互動與交流，很難生成教學(xué)問題。所以，筆者建議，教師切忌過分依賴視頻資料，在條件允許的情況下，演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)還是要讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作，這樣才能讓學(xué)生有切身的體驗(yàn)和感受。

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注：本文系2018年度廣西教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃研究專項(xiàng)課題“利用‘互聯(lián)網(wǎng)+教育資源提高初中理化生演示實(shí)驗(yàn)效果的研究”（立項(xiàng)編號：2018ZJY153）的階段性研究成果。

作者簡介：唐紹峰（1967— ），廣西桂林人，大學(xué)本科學(xué)歷，高級教師，桂林市第二批學(xué)科帶頭人，研究方向?yàn)槌踔形锢淼慕逃虒W(xué)。

（責(zé)編 黎雪娟）