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初中物理实验微课助学策略初探

初中物理实验微课助学策略初探

摘 要:微课应用在课堂教学中越来越广泛,但大多利用微课辅助教师教学(“助教型”),而应用微课辅助学生学习(“助学型”)的极少,本文结合课题研究探讨如何选择、应用微课在课前、课堂、课后和不同的课型中“吸引学生学习、方便学生学习、促进学生学习”的一些做法.

关键词:微课;“助学型”微课 ;策略

文章编号:1008-4134(2020)02-0057 中图分类号:G633.7 文献标识码:B

作者简介:欧旭升(1978-),男,广东湛江人,硕士,中学高级教师,研究方向:学科教学(初中物理),信息化教学.

随着信息技术的迅猛发展,智慧课堂的开展,微课在教学中的应用越来越普遍.微课具有“小”“精”“灵”的特点(内容短小精悍,教学目标精确,使用方法灵活),能优化课堂教学,提高教学效率.但目前微课的应用还是存在很多问题:(1)重灌输轻引导.将教师“讲”转变为微课“讲”,只是教授的角色在改变,实质还是“教师”灌输学生接受的满堂灌模式,没有体现学生的主体地位,真正发挥微课从教学资源到学习资源的转变;(2)重拿来轻自创.由于工作繁忙、技术不过关等因素授课教师不会根据教学重难点、学情需要自行开发制作微课,多数教师直接从网上下载下来不加剪辑整合即投入使用,没有考虑不同地域、教材、学生的差异,导致水土不服,教学效果大打折扣;(3)重播放轻活用.多数教师仅仅是停留在课堂上提供给学生观看,没有研究微课适用时机,适合新授课还是复习课,课前还是课后?微课缺少交互性、趣味性,没法促进学生学习的自主性、个性化发展.(4)重模拟轻实操.以实验视频代替力所能及的真实实验,将师生“实验”变为看视频,将模拟操作代替动手实验, 削弱了学科特点.我国现有的微课类型更多的是从“助教型”(更多关注“教什么”“如何教”)角度去设计.杨满福、桑新民等学者提出“微课的出现是教育资源建设之重心由助教向助學转变的重要契机”.因此,微课的教学应围绕“吸引学生学习、方便学生学习、促进学生学习”来开展.笔者在三年多的课题研究中,尝试在课前、课堂、课后不同环节和新授课、习题课、复习课不同课型中应用微课帮助学生学习,取得了一定成效.

1 趣味化微课引爆学习热情,快乐助学

爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”.因此在教学中只有不断地诱发学生的求知欲,激发他们的学习热情,才能提高他们的学习主动性.

1.1 微课引领,任务单精准导航,开启轻松学习之旅

时下流行的翻转课堂模式是视频加练习的方式进行,缺少了学法的指导,把课内、课外都变成了题海训练的场地,不仅容易导致课前学习达不到预期效果,甚至可能让学生失去学习兴趣.实际上,物理这门学科本身是十分有趣又具有吸引力的,如果把新课学习比作一场旅行,课前教师通常要求学生预习(就如熟悉路线),预告课堂学习内容(景点)以便顺利到达目的地(达成教学目的),那学生会更加期待,更有热情.为了激发学生学习兴趣,遵循低耗高质的原则,笔者以趣味微课加任务单的形式开展课前学习.

下发“认识压强”课前自主学习任务单

(1)看一看:观看微课礼花蛋《神马是压强》(如图1所示).

(2)做一做:如图2所示提一提购物袋或书包.

(3)填一填:①提购物袋时手受到购物袋的__________力,方向______________;②力的作用效果使手指发生形变变凹,其影响因素有__________、_____________(用课本物理量表示).

(4)议一议:要减轻手指痛感,可采取什么方法?

任务单像导航仪一样,指引目的地(学习内容)精准明确,辅助行驶过程(学习过程)轻松——例如精彩景点预告(搞笑的微课把压强的基本概念形象生动地呈现学生眼前):线路优化(学习方法由浅入深,利用学生熟悉的生活情景把压力、压强概念以及增大减小压强的方法联系起来,由感性认知逐渐升华为理性思考),其性能优异可靠,更容易激发学习积极性,学生更主动投入了学习,而且不同层次的学生也会各有所得,体现学习的个性化.

基于微课助学的课前自学环节,首要任务是调动学习兴趣.所以我们要精选能吸引学生主动学习的趣味性微课,《礼花蛋》《乐乐课堂》和《物理大师》生动有趣,逗你学中的《趣学物理》以故事形式开展趣味动漫教学,这些都是非常优秀的资源.其次根据教学目标,分离出合适自学的内容,如概念、仪器的使用方法或者随手取材就能进行的一些简单实验.例如学习“物体的质量”前,教师推送乐乐课堂的“质量的概念和单位”和“天平的使用”让学生自主学习,可将仪器提前发放到学生手中,让学生边接触仪器边跟着微视频学习.再次要注重课前自测环节的落实,自学区别于预习,预习停留在了解层面,而自学要达到掌握层次,因此观看微课的效果如何,需要通过自测题完成情况呈现,以便课堂进行下一步针对性教学.

值得注意的是物理是一门需要经历探究才能获取知识规律的实验学科,有鲜明的学科特点.大部分物理教育家不提倡课前预习,将物理学习沦为类似文科性质的提前记忆物理原理或规律,实验探究规律课尤其不建议学生课前学习.不恰当的导学,没有动手实验,没有真正的探究,会失去新鲜、独特、趣味,神秘的体会,会导致学生课堂学习不专注,学习效果大打折扣.

1.2 课前迅速进入学习状态,温故知新

初中学生年少好动,上课铃响了,还在到处打闹,教师费尽九牛二虎之力还无法使之安静下来,迟迟未能进入学习状态.《物理大师》可是帮助教师整顿好课前纪律的一件神器!它制作精美,在讲授物理知识的基础上,融入了电影、动画、音乐、高科技等元素,生动有趣,深受学生喜爱.观看微课有如电影院看好莱坞大片一样震撼.《物理大师》一播放,学生马上停止打闹,回到座位认真观看,如果别人还在旁边说笑也及时制止,以免影响自己观看,起到稳定课前纪律的作用.其内容是一节课的精彩浓缩,时间在3到5分钟,课前观看还能够巩固旧知识,为新课做准备.如复习“探究欧姆定律实验”时,课前播放了“欧姆定律 凶手是电流还是电压”,蜘蛛侠一出场马上牢牢抓住了同学们的眼球,随着故事情节全情投入地把欧姆定律的相关知识重温了一次,对欧姆定律的实验过程和来龙去脉也有了清晰的认识,高效而有趣.以致以后的每节物理课,课前学生都高呼“物理大师,格物致知”,并且主动提前帮教师播放视频,这样大大提高了学习效率.

1.3 经典歌曲物理版,享受学习

学生都喜欢听音乐,如果学习也能像听音乐那样令人愉悦,变成一种享受,学习效果还用担心吗?小结电流表使用要点时,跟唱流行神曲“小苹果”电流表版,欢笑之中就巩固了电流的使用方法和注意事项,类似的还有“小杠杆”“小天平”“弯弯的月亮滑动变阻器版”“青花瓷”物理版、“复习之路”(平凡之路物理版)等都可让学生在熟悉的旋律中边哼唱新歌词边轻松愉悦地复习了所学知识,因为搞笑,更会自发地练习,直到滚瓜烂熟.

2 交互型微课聚焦重难点,启发助学

物理难学,主要是学生感觉抽象,无法将问题具体化、模型化,简单地播放微课,无助于学生对知识的理解.为了引导学生思考,启迪思维,应当在微课中设置交互功能,待学习者做出判断后再进行下一步的相应指导,充分调动学生的思维.教会学生交互性地使用微课(如在学习过程中随时快进、慢放、暂停、重看),符合“掌握学习理论”,能达到理想学习效果.学生的年龄特征、认知风格、学习基础等是多样化的、有差异的,为了体现微课不同于传统课例“整齐划一、难以选择、缺少个性”,“助学型”微课更注重类型上的多样化,以体现对不同学习者的“因材施教”的先进理念.

2.1 动图分析,寻根探源

电学知识抽象,只看电路图,很难想象其电流走向以及动态变化,利用NB虚拟实验室模拟实验过程制作成微课,化无形于有形,动态展示电流的走向,滑动变阻器的有效电阻、电压电流的变化,更清晰地分析动态电路、破解电路故障,搞清电路来龙去脉,知其然,也知其所以然.个别接受能力不强的同学,还可以自己连线,模拟操作一遍,亲临其境体验一次,完全不用担心安全隐患.

2.2 放大实验现象,聚焦难点突破

课堂教学中,学生的学习难点除了动手操作,还要对实验现象或数据分析处理,寻找物理规律,评估实验的细节和问题,这些都需要学生认真思考,在后期推敲的过程中,我们用一次次重播、回放录制好的“微课”,不但节约了重做实验的时间,而且能够引导学生准确和客观地分析实验.例如我们可用纠错型微课提升学生的批判性思维,教师可以将学生的典型错误操作录制成微视频,在不同的班级内交换播放,让学生可以彼此评价、纠错,审视自己的实验流程是否有不规范的地方.我们还可以利用微课的再现功能突破学习疑难.例如焦耳定律一课,学生分组实验经历探究得出电流的热效应与电阻电流的定性关系后,我们用气体膨胀法进一步通过演示实验分析其定量关系.由于我们演示器材太笨重难以携带,而且操作较繁琐,一是在塑料管中灌红色煤油比较麻烦,二是液体容易汽化,容易出现气泡导致液面不平时又需重新调整.教学重点不是实验操作,而是分析推理,我们就可以利用微课共同分析,串联电流相同时5Ω电阻对应液柱上升1格、2格、3格;10Ω电阻液柱对应上升2格、4格、6格,从而很快得出其定量关系,提高思维品质.这样,单一的实验课堂会变得丰富多彩、层次渐进,更有利于刺激学生主动学习、积极探索.

2.3 问题串式复习实验,培养高阶思维

难题需要高阶思维,历年中考难题往往出现在平面镜成像、凸透镜成像、伏安法等实验中,由于学生没有做过某些实验,或者虽做过但没留意实验现象而形成思维障碍.复习阶段如果教师将这些问题在课堂进行实验演示时,学生由于座位等原因观察不清晰,如果学生分组实验,那也要耗费大量的时间去准备器材,况且教学课时紧张,也腾不出时间,就算时间允许,实验课纪律难于控制,学生未必能按教师要求完成相关复习内容.为此我们梳理了实验中的难点,以问题串方式开发了一系列中考复习微课,引导学生以实验现象为线索,情景再现,以破案、游戏等好玩的任务驱动让枯燥的复习课变得激情澎湃.

2.3.1破案式复习

例如“小明的困惑电路故障复习”中,在“我们不一样”的背景音乐中,让同学们解决小明的疑团:(1) (呈现别的同学不一样的实验现象):别人一闭合开关,灯泡就亮了,为什么我一闭合开关灯泡不亮,断开时灯泡才亮呢?(让学生认真对比两种电路接法,找出原因:小明的燈泡和开关并联了,虽然也能控制电路,但很危险啊,会造成短路,赶紧断开开关,渗透安全教育);(2)为什么我接好最后一根线,灯泡就亮了?

(3)一闭合开关我的灯泡比你的亮那么多?滑片没有移到阻值最大处?(4)别人的电路,移动滑片时,电压表示数变大,电流表示数也变大,为什么我的电压表示数变大时,电流表示数反而变小呢?

复习中带着问题思考,如不确定可对照电路图反复对比分析,避免教师全盘灌输,更有助于学生学习.

2.3.2 闯关式复习

“平面镜成像实验通关游戏”中将中考高频考点设置为通关问题,例如平面镜成像用玻璃板还是平面镜?如回答正确,则进入下一题,错误则呈现用平面镜实验时不能观察到镜子后面的景象,而玻璃板实验时则可以清晰看到,两相对比,答案不言而喻.其他知识点都可以设置为类似问题,例如实验环境应该“明亮”还是“黑暗”,玻璃板应当“厚”还是“薄”,平面镜成的像大小“一样”还是“不一样”,成“实像”还是“虚像”等等,只有学生出现错误时或者不确定答案时才需要观看解析微课,可以突出学生学习的差异性,进一步发挥学生的主动性,大大提高课堂效率.

2.3.3 问答式复习

“凸透镜成像梦魇”百万富翁知识问答版,精心梳理挑选的难题:(1)凸透镜被遮住一部分,像会有什么变化?(选项A.只有一半像B.变暗C.变亮D.不成像)(2)若实验中无论怎样移动光屏,光屏上都得不到像,可能原因有哪些?(3)实验中蜡烛越烧越短像会呈现在光屏的上方,如何调节光屏、蜡烛、透镜,使像再次呈在光屏中央?(4)透过透镜看虚像,透过透镜能看到实像吗?通过闯关赢取奖金的模式让学生积极思考问题,如有不确定问题可以采取排除一半选项、请教教师、问同学等方式来作最后判断,也可以领取奖金放弃答题,学生踊跃参加,课堂气氛非常活跃,大部分问题学生都能讨论解决,答错的教师再播放实验视频(如图3所示)进行理论分析(如图4所示),让学生一步步向最近发展区突破,知其然更知其所以然.

2.4 习题情景化,降低思维台阶

初中生形象思维强,欠缺抽象思维,无法将文字转化为物理情景或者物理模型,有些实验也无法当场做,可以利用微课模拟或还原真实情景,将分析对象具体化,帮助学生理解.一般的流程是先根据所学知识分析推理,充分暴露问题,接着展示实验现象,造成认知冲突,最后总结方法,理论升华.

例题 如图5所示,某公路发生一起交通事故,两部同向行驶的汽车发生“追尾”,汽车B刹车后由于_____________仍撞到汽车A;观察汽车A的尾部,说明力能够改变___________,汽车B的前保险杠同时受损,说明__________,此时对汽车A中的司机起保护作用的是______________选填“安全气囊”或“汽车头枕”.

同学们只看到两辆车,无法看到车内司机情况,大部分学生一脸茫然,首先让学生根据所学惯性知识分析做出判断.此时微课展现用手机慢镜头拍的手推车模拟追尾和撞车时情景,实验中前面同学控制手推车的速度,两位同学充当头枕或安全气囊为车上同学保驾护航.前面同学在推车前进时突然加速模拟汽车被追尾,从视频很直观地看到乘客后仰,对后面同学头枕起保护作用(如图6所示);前面同学突然按住小推车时乘客往前扑(如图7所示),这时起作用的是安全带.小结方法:找准研究对象司机,分析哪部分由于惯性保持原来状态,哪部分受外力改变状态,从而做出判断.为了突出真实性,我们不可能模拟交通意外现场,但也可以截取真实的车祸现场视频让学生分析体会.

3 学生自主开发微课,深度助学

未来最重要学习方式是深度学习,而做中学是深度学习的重要载体.PBL学习、STEAM学习、研究性学习、游学以及综合实践活动等都可以看做是做中学,这必然会促进学科融合,使学习系统化,结构化,逻辑化变成现实.做中学的重要特点就在于实践性强、情境性真,而这两点恰恰可以促进知识转化为技能,技能转化为能力.学生以自己的学习过程任务驱动式开发微课,更能培养精品意识,激发创新能力.学生自主开发微课的过程中,通过上抖音、微视等网络平台或者书籍广泛涉猎创新实验确定主题,修编脚本,以喜闻乐见的方式展示,不断修改直到形成满意的作品,通过学生元认知系统的激活和启动,必备品格得以培育,关键能力得以培养,团队意识得以加强,价值观得以养成,精神信仰得以树立.学生以小組合作方式课外围绕以下途径开发微课:(1)项目化学习,例如气球系列,铅笔系列,矿泉水瓶、易拉罐系列,鸡蛋系列.例如在点火系列中,学生通过视频记录火柴点燃(热传递)、擦燃(做功),凸透镜会聚,电池短路等实验充分感受到物理知识的用途,使知识系统化.(2)课前物理达人秀:例如辉光球体验静电的神奇、千斤顶体验液体压强的威力等;(3)校本课程《魔术探秘》让学生边表演边用物理知识揭开物理在魔术中的奥秘(图8所示),《奇思妙想拍物理》校本课程怎样测一根手指的质量?用纸片演示二力平衡(图9所示)展示课堂实验的改进,探索一种新奇物理现象或实验,这些都能激发学生想象力,培养综合能力,产生更多发明创新;(4)研究性学习(探究隐身的秘密:由躲在阴影部分隐身光的直线传播、平面镜反射相同背景隐身,水弹相同折射率折射(如图10所示).

学生自主开发微课的过程中,寻找器材、动手操作、加深了对物理知识的理解,树立了科学观念并提升了动手探究能力;拍摄过程要求边做边解说,说出物理原理、实验过程和创新之处,提高了口头表达能力也提升了思维的深度,促进了知识的内化;经历多次失败作品才能成型,锻炼了其意志力,培养了其科学态度与责任感;拍摄视频上传抖音、微信等平台看到不断攀升的点赞数,及时收获成就感,激发再次创作动力.接受大众评委的点评、解答观众问题或质疑,对其心理承受能力和思维发展又是一次提升,多维度培养了物理学科核心素养.

实验微课是助学的一大利器,只有高举学生为中心这面旗帜,学生才能挥洒自如,“入静、招熟、懂劲、心悦、神明”一步一个台阶,不断进步.

参考文献:

[1]黄晓冰,胡铁生.“助学型”微课教学设计策略[J].数字教育,2016,2(04):64-70.

[2]胡卫平.物理学科核心素养的内涵与表现[J].中学物理教学参考,2017,46(15):1-3.

[3]王勤,谢仁权,王贤书.基于微课的物理实验翻转课堂教学的探讨[J].西部素质教育,2018,4(04):5-6.

[4]谭旭珍. 微课在初中物理实验教学中的应用研究[D].湘潭:湖南科技大学,2017.

[5]唐兆祥.浅谈初中物理实验微课在教学中的应用[J].中学理科园地,2018,14(01):3-4.

(收稿日期:2019-09-27)

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