淺談初中科學教學中利用視頻教學突破“慣性”的枷鎖

秦璞源

（浙江省寧波市鎮海區莊市〈逸夫〉學校，浙江 寧波）

一、當前“慣性”教學過程中的不足

“慣性”的教學內容位于華師大版初中科學八年級上冊，在學生了解了牛頓第一定律后對慣性進行了介紹。雖然學生對于宏觀物體的受力和運動有了一定的認識，但是慣性的教學內容仍然是學生理解的難點。

（一）華師大版初中科學對于“慣性”教學內容的介紹

初中科學以全面提升學生的科學素養為宗旨，教學過程中以觀察和實驗為基礎幫助學生建立科學認知。華師大版初中科學中對于“慣性”的教學進行了如下的安排，首先給出了慣性的定義；通過演示實驗讓學生知道“靜止的物體具有慣性”，為了便于學生理解并在教材中配了圖（圖1）；結合學生的日常生活經驗，通過舉例的方式讓學生理解“運動的物體具有慣性”；通過對于“靜止的物體具有慣性”和“運動的物體具有慣性”的總結，進而得出“一切物體都具有慣性”這一結論。

圖1

（二）教師演示“物體具有慣性”的實驗

在教學過程中，教師為了學生可以更好地體會到慣性的特點，會對上述實驗進行演示。

1“.靜止的物體具有慣性”

教材中，利用硬幣、紙和杯子對“靜止的物體具有慣性”進行驗證，如圖1，教師在進行實驗演示時，為了可以讓學生更好地感受“慣性”一般都會多次實驗。并且在實驗的過程中，通常會結合慣性的定義進行強調，“硬幣具有慣性，會保持自己原有的運動狀態，紙片受力離開后，硬幣保持靜止狀態，而掉落到杯子中。”以期學生可以更好地理解“靜止的物體具有慣性”。

2“.運動的物體具有慣性”

教材中對于“運動的物體具有慣性”，并沒有設計演示實驗，但是教師一般會利用小車和木塊進行實驗演示，如圖2，主要演示小車啟動、剎車以及勻速運動三種情況下小車和木塊運動狀態的變化，通過觀察木塊運動狀態的變化，從而得出運動的物體具有慣性，在實驗的過程中，教師也會強調木塊由于慣性而發生了和小車不同的運動狀態的改變。

圖2

教師希望通過兩個演示實驗的展示，可以更有效地幫助學生理解慣性。

（三）教師演示實驗中存在的不足

教師展示演示實驗的目的，是為了讓學生可以更好、更真切、更直觀地觀察到物體由于慣性而發生的運動狀態的變化，但是教師這樣充分地展示實驗，仍然存在以下一些問題：

1.距離對實驗觀察的限制

教室作為學生在學校學習和生活的場所，是一個具有三維立體結構的空間。學校在進行教學安排中不管是采用小班化教學還是大班化教學，在教學過程中學生與教師的實驗展臺總是存在一定的距離。這段距離使得學生在進行一些演示實驗觀察時，往往容易忽視一些細節，不能真切地獲取全部的實驗信息。

在進行慣性實驗的觀察時，距離實驗展示臺較遠的學生就難以觀察到“物體由于具有慣性保持自己原有的運動狀態”這一特性。例如，在演示“靜止的物體具有慣性”時，學生可以看到紙片飛出、硬幣掉落，但是對于距離較遠的學生而言，他們難以觀察到硬幣由于慣性保持片刻靜止的現象，他們只能看到硬幣在重力的作用下掉落。實驗現象的觀察與教材中慣性的定義形成了沖突，對于學生理解慣性并沒有幫助。

2.實驗時間短限制實驗觀察

教師在演示物體具有慣性的實驗時，不管是演示“靜止的物體具有慣性”，還是演示“運動的物體具有慣性”，由于兩個實驗過程都很快，實驗現象出現的時間都很短，如果學生沒有仔細觀察就會錯過實驗現象，而只能看到紙片飛走、硬幣掉到杯子中，以及小車上的木塊傾倒，對于硬幣保持原有的靜止運動狀態，以及木塊傾倒的方向與小車運動的方向是否一致沒有真實的體會。只會機械式地記住“硬幣由于慣性掉到了杯子中；木塊由于具有慣性而傾倒”，對于物體具有的慣性在物體運動狀態上的改變，并不理解。

這種機械式的記憶只會使學生對學習失去興趣，對實驗也缺乏操作的興趣和繼續觀察的耐心，同時也會使學生在后面的學習中陷入更大的困難中，會對已經學習的牛頓第一定律和即將學習的二力平衡產生干擾。

二、利用視頻教學解決慣性演示實驗中的不足

在進行慣性的教學過程中，教師進行演示實驗是為了使學生更好地理解相應的知識，學生抱著滿滿的熱情和好奇心去觀察實驗，但是由于種種局限性，并沒有看到預期的實驗現象，這對于學生的熱情是一種打擊。

筆者在進行教學的過程中，嘗試利用視頻教學的模式，去改變這種情況，幫助學生看到最清楚的實驗現象，幫助學生重新建立學習熱情。

（一）利用視頻教學提升學生的熱情

教育家蘇霍姆林斯基在《興趣的秘密何在》中寫道：“所謂課上得有趣，就是說：學生帶著一種高漲的、激動的情緒從事學習和思考，對面前展示的真理感到驚奇甚至震驚；學生在學習中意識和感覺到自己的智慧力量，體驗到創造的歡樂，為人的智慧和意志的偉大而感到驕傲。”

“慣性”的教學對于學生而言有一定的難度，如果學生沒有弄明白演示實驗，那么該內容就變得更加艱深難懂。

筆者在授課的過程中，利用手機直接將學生自己操作的慣性實驗給拍攝下來，再利用投屏的方式將學生的實驗進行展示，讓學生帶著好奇與急切求知的心情投入學習中去，可以更好地激發學生的求知欲，培養學習興趣。而且學生都希望將自己操作的實驗展示給學生，在做實驗時會更加認真，也會更注重實驗操作的規范性，可以為學生以后的實驗操作打下良好的基礎。

同時，視頻展示的信息可以刺激學生的聽覺和視覺，兩者的結合可以有效地提高學生的注意力，這樣學生就可以在理解的基礎上加深記憶，在相對輕松的氛圍中把握住知識重點。

（二）利用視頻教學幫助學生理解慣性

華師大版初中科學對慣性的定義為“將物體具有保持原有運動狀態不變的性質稱為慣性（inertia）”。為了使學生可以更好地理解慣性，更真切地感受到慣性，筆者進行了如下的嘗試：

1.將演示實驗轉變為分組實驗

學生在觀察演示實驗時，距離較遠的學生難以觀察到一些微小的細節，對于實驗現象和結論缺乏足夠的認識，對于慣性的理解就更加困難。

筆者在進行教學時，將教師的演示實驗調整為學生的分組實驗，4位同學為一組，一位同學對實驗進行操作，其余同學觀察實驗現象，4位同學輪番對兩個實驗進行操作，并根據所觀察的實驗現象進行討論和小結。

在實驗進行的過程中，教師利用手機中慢動作的功能將學生的操作過程拍攝下來，以便后期的交流討論。

將演示實驗調整為分組實驗，可以更有效地調動學生學習的積極性，培養學生的實驗動手能力，同時一整組同學的操作可以讓每一位同學都仔細地觀察實驗現象。

2.利用慢動作視頻對實驗進行分析

慣性實驗中，物體保持原有運動狀態的時間極短，學生在進行分組實驗時如果不仔細觀察可能也會錯過實驗現象，這里筆者將拍攝的學生的實驗視頻利用投屏技術投放到大屏幕上進行分析。

在研究“靜止的物體具有慣性”時，學生操作時用筆擊打疊放的棋子，通過觀察棋子的運動狀態的變化，判斷物體具有的慣性對物體運動狀態的影響。

利用慢動作拍攝的視頻，可以在學生擊打棋子時將速度放慢數倍，讓學生清楚觀察到疊放的棋子是如何保持原有的運動狀態——靜止狀態，如圖3。

這樣學生就可以清楚地知道，當最下面的棋子由于受到外力運動狀態發生了變化，而上方的棋子由于具有慣性，將保持靜止狀態，最后上面的棋子也由于受到了重力的作用而掉落下來。

在研究“運動的物體具有慣性”時，學生操作時將木塊放于小車上，通過改變小車的運動狀態，通過觀察木塊的運動狀態的變化，判斷物體運動時所具有的慣性對物體運動狀態的影響。

同樣利用投屏技術將視頻播放出來，在慢動作拍攝技術的幫助下將木塊運動狀態的變化放慢，讓學生能夠更加真切地感受，如圖4。

圖4

圖3

通過視頻學生就可以觀察到，小車受到外力作用，運動狀態發生變化，而木塊具有慣性將保持原有的運動狀態，最后在重力的作用下掉落在桌面上。

通過慢動作視頻可以有效地幫助學生更好地體會物體的慣性，幫助學生建立新的知識體系。

3“.慣性”教學中添加視頻輔助的優勢

教師在教學過程中將對慣性的分析轉變成了對兩個慢動作視頻的分析，由于慢動作視頻的特殊性，更有利于學生對問題的理解。

（1）慢動作視頻可以重復播放。教師在對物體的運動狀態進行分析時，可以將視頻定格在特定的畫面下，這樣可以幫助學生更好地理解慣性所產生的影響。對于學生沒有看清楚的細節，教師可以有選擇性地多次播放，以達到最佳的效果。

（2）慢動作視頻的錄制時間較短。筆者在課堂上所錄制的兩個學生實驗一共只有15 s，而其中涉及物體運動狀態變化的片段只有5 s左右，可以有效節約課堂時間，提高課堂效率。

（3）慢動作視頻的播放進度慢。慢動作視頻由于其特殊性，播放速度可以放慢到正常速度的20%～30%，這樣就可以把物體保持原有運動狀態的情形進行真實的呈現，對于學生理解慣性有很好的幫助。

初中科學課程的教學注重培養學生的觀察和實驗能力，而慣性的教學就是對學生觀察和實驗能力的一次培養和考查，單純的演示實驗和分組實驗已經不能滿足現在的教學要求了，將更多的教育教學技術應用到教學過程中，可以更加有效地幫助教師解決教學中的困難。