如何利用翻轉課堂開展初中物理實驗教學

覃錦芳

【摘要】本文從物理實驗教學的重要性出發，結合翻轉課堂的特點，論述在初中物理實驗教學中運用翻轉課堂的策略，進一步探討如何開展初中物理校本課程《有趣物理》教學。

【關鍵詞】初中物理 翻轉課堂 實驗教學 校本課程

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2018）02A-0034-03

物理是一門以實驗為基礎的自然學科，實驗是物理教學中非常重要的一部分。受到教學課時不足的影響，實驗教學往往成為初中物理教學的薄弱環節。翻轉課堂通過對課堂內外時間的重新整合，將學生的學習時間有效地延長，使學生的學習更具有自主性和可操作性，從而解決了課時不足的問題，并為長期、有效地開展物理實驗教學提供了保障，對開展《有趣物理》校本課程也提供了很大幫助。

一、初中物理實驗教學的重要意義

新課標指出，實驗既是學習物理的重要內容，又能激發學生濃厚的學習興趣、增強學生觀察能力和動手實踐能力、突破難點、培養學生的創新意識和勇于探索的精神。根據維果茨基“最近發展區”理論，教學中要關注學生原有知識水平與可能達到的水平之間的差異，即“跳一跳，就能摘到桃子”[1]。實驗教學，正好可以幫助學生搭建良好的學習平臺，將學生現有的思維能力水平與抽象、復雜的物理知識聯系起來，化繁為簡，化抽象為具體，有效地提高物理教學質量，也為培養學生的創新精神提供豐富的教育資源。因此，中學物理教師必須重視實驗教學，為學生搭起一座寬闊的學習橋梁。比如，在學習“凸透鏡成像的規律”時，如果教師只是“填鴨式”地給出凸透鏡成像的五個規律，然后要學生死記硬背，那么教學的效果顯然是非常低效、事倍功半的。如果能開展學生探究實驗，讓每名學生參與實驗探索的全過程，通過逐步縮短物體與凸透鏡之間的距離、調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驗記錄，那么五個成像規律對學生來說就顯而易見了。教師還可以引導學生進一步對五個凸透鏡成像的規律進行分析概括、歸納總結，得出凸透鏡成像規律的“四句口訣”——“一倍焦距分虛實，二倍焦距分大小，物近像遠像變大，正虛倒實要分清”。學生通過實驗能充分體會“提出問題—作出假設—設計實驗—實驗操作并記錄—分析總結”等實驗過程，真正地理解和掌握重要的知識點，熟悉實驗操作的基本步驟及故障分析處理，為物理教學目標的實現提供了保障。

二、翻轉課堂教學模式的特點及其在初中物理實驗課的應用

翻轉課堂是一種以學生自身情況以及需要為核心理念的教育模式，是師生互動學習的一種教學形態[2]。首先，教師提前制作相關的教學視頻片段，讓學生在課外自由觀看視頻中教師的講解，熟悉實驗原理、操作要領、注意事項等內容，自主完成預習環節，從而為課堂探究學習做足準備。然后，教師在課堂上針對學生的預習情況進行合理分析及引導，引導學生進行有效的實驗探究環節，及時給出適當的點撥；在師生的溝通交流環節，教師鼓勵學生提出學習的重難點及疑惑點，思考如何進行實驗故障處理，從而提高整體實驗探究水平。在初中物理實驗教學中運用翻轉課堂，能有效地整合課堂內外的時間，將學習的主動權還給學生，使學生有更多的時間放在自主學習和探究學習上，有利于落實三維目標、突破重難點、培養學生的實踐能力和創新意識。

例如，在“探究平面鏡成像特點”的實驗中，學生先通過視頻（如圖1、圖2）在課外進行課前自主學習；課堂上，教師可以先和學生總結光的反射規律，然后出示平面鏡，引導學生思考如何進行“探究平面鏡成像特點”的實驗。因為課前已經提前預習，所以學生能很快地進入實驗探究環節。教師巡堂檢查學生操作的規范性，及時了解學生在實驗中遇到的困難和問題，并給出必要的指導。為了再次充分調動學生的學習積極性，教師可以引導學生思考相關的實驗故障，如“為什么要用玻璃板代替平面鏡？為什么要選擇兩個形狀和大小完全相同的蠟燭A、B？為什么有時蠟燭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？當蠟燭A逐漸靠近平面鏡，它的像的大小如何變化，如何用實驗驗證猜想？”通過一系列的合作探究和分析交流，學生動手操作實驗，充分體會物理實驗的樂趣，并通過深入剖析實驗，快速理解實驗原理、實驗的注意事項，實現對知識的鞏固與能力的提升。在整個過程中，教師的主要作用是引導、輔助、提煉，充分體現學生的主體地位，逐步提升學生的科學探究素養和物理學習能力。

三、利用翻轉課堂有效地開展《有趣物理》校本課程

美國心理學家布魯納曾說：“最好的學習激勵是對所學材料的興趣。”物理是一門緊密聯系生活實踐的科學，它滲透在日常生活的各個方面，比如燒水、照鏡子、走路、坐車、用電、說話等。這些常見的生活現象及相關的生活用品，為教師開展物理實驗教學、學生學習物理知識提供了豐富的素材。初中生容易被新奇的客觀事物吸引，喜歡觀察生動、具體、鮮明、不平常的現象。所以初中物理教師可利用翻轉課堂模式，提前制作一些有趣的小實驗視頻，引導學生開展課內課外的趣味實驗，開展《有趣物理》校本課程，讓物理實驗流行起來。

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個趣味實驗，其中包括“自制電動機”“雞蛋撞地球”“自制浮沉子”“自制小孔成像儀”“蠟燭抽水機”“聽話的罐子”“虹吸現象”“水果電池”“紙火鍋”“人工霧凇”等實驗。學生可以在家通過電腦或者手機等預習趣味實驗的相關視頻，包括實驗內容、實驗原理、實驗器材等，提前準備好相關的實驗器材。這些實驗絕大部分都可以用常見的生活用品制作，取材簡單方便，實驗操作性強，效果明顯。比如“自制浮沉子”實驗中，用到的器材主要是空礦泉水瓶、小藥瓶、小刀等。“自制小孔成像儀”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。對于一些專業性比較強的實驗，需要的部分器材可以到五金店或者文具店進行選購，如“自制電動機”“蠟燭抽水機”“虹吸現象”實驗需要的漆包線、銅芯導線、磁鐵、干電池、活塞式抽水機、熱熔槍、熱熔膠、軟膠管等。

由于學生已經通過觀看視頻、PPT課件提前預習了實驗的相關內容，并準備了實驗器材，所以在拓展課堂上，教師主要發揮演示、引導、點撥等輔助作用，將趣味課堂的主動權還給學生，給學生充分動手操作實踐的機會，并組織學生針對本次實驗進行反思總結、拓展延伸，有利于培養學生良好的綜合科學素養。下面以“自制電動機”的實驗教案為例。

（一）活動目標

1.了解電動機的基本構造；

2.能利用日常物品制作簡易電動機，具有初步的實驗操作技能；

3.了解電動機在生活生產中的實例，并通過親手制作，感受實驗探究的樂趣，提高動手實踐能力。

（二）重點與難點

1.重點：

（1）了解簡易電動機的構造；

（2）完成簡易電動機的制作。

2.難點：線圈對稱軸的調整。

（三）活動器材

漆包線、銅芯導線、磁鐵、干電池、泡沫、架子、小刀、砂紙等。

（四）活動流程

創設情境，引入新課：播放一段電動機的相關視頻，引導學生觀察電動機內部的構造，思考自制簡易電動機所需的實驗器材，討論制作方法。

制作流程：

1.按實驗需要準備好漆包線、銅芯導線、磁鐵、干電池、泡沫、架子、小刀、砂紙等；

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

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

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，就會發現小線圈不停地轉動，簡易電動機實驗制作完成。

四、翻轉課堂在“中考物理實驗考查”復習工作中的應用

每年的五月上旬，初三畢業班學生都會迎來第一項中考考查項目——“中考理化實驗考查”。每名參加中考的學生都會通過抽簽的方式，確定自身是參加物理實驗考查還是化學實驗考查。因為通過“中考理化實驗考查”是進入示范性高中的硬性條件，而且作為第一項中考考查項目，學生通過與否對后續的文化科目的成績起到關鍵的作用。因此，物理組的目標是盡量幫助學生100%通過“中考物理實驗考查”，幫助學生打好中考第一仗！但是由于畢業班物理實驗課堂課時的嚴重不足，物理實驗室場地及器材緊缺，課本基礎知識復習和專題復習的任務重、時間緊，真正留給中考物理實驗考查復習的時間少之又少，根本無法保證教師經常帶學生到實驗室進行實驗復習。這時候，翻轉課堂教學模式在“中考物理實驗考查”中的應用就顯得非常迫切和重要了。

物理組的教師會根據中考物理實驗考查的內容要求，提前分工完成相應的實驗視頻錄制，比如平面鏡成像實驗、凸透鏡成像規律實驗、測小石塊的密度實驗、測定值電阻阻值實驗、測小燈泡電功率實驗、斜面實驗、滑輪組實驗等相關視頻。然后讓學生充分利用課外的時間，通過觀看相關的視頻，復習相關實驗的實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗表格及記錄、數據處理、得出結論及故障處理等，做到心中有數，胸有成竹。接著，教師再安排一次正式的實驗課，組織學生到實驗室進行實地操作、學以致用，從而大大提高實驗復習課的質量和效率。除此之外，在第九節課外活動時間里，連續一個星期開放物理實驗室，供畢業班學生自由進行實驗操作及復習，并安排一位物理教師進行答疑解惑。因為提前學習了翻轉課堂視頻，所以學生在物理實驗復習中很容易進入狀態，進行實驗時得心應手。因此，即使在與其他學校相比生源質量并不占優的情況下，因為實施了翻轉課堂教學模式，我校區初三學生連續三年以超過99%的通過率順利通過中考物理實驗考查，為其他學生提供了強大的學習動力與樹立信心。

總之，實驗教學是初中物理教學的核心與靈魂。學生只有通過親自參與實驗探究過程，才能充分體會物理學科的內在魅力，才能更好地理解和掌握相關的物理知識，為科學創新打下良好的基礎。翻轉課堂教學模式，借助科技手段，充分利用網絡平臺，為更好地開展物理實驗教學、克服課時不足等問題發揮了很大的作用，使物理教學更加多樣化、多元化、生活化，有利于提高學生學習物理的興趣和信心，促進鞏固提升、學以致用。

【參考文獻】

[1]蘇明義.新版課程標準解析與教學指導（初中物理）[M].北京：北京師范大學出版社，2012

[2]黃鵬.“翻轉課堂”在初中物理實驗教學中的應用[J].中學物理（初中版），2015（1）

（責編 劉小瑗）