基于微視頻的物理自助實驗作業

趙洪英 王星瑋

傳統作業無區別地面向全體學生，作業內容、上交方式和時間基本統一，作業批改、作業評價和講評也由教師主導。進入移動互聯網時代，學生作業的方式發生了重大改變。教師可充分利用移動設備和微視頻，改進傳統作業在內容、形式與評價方面的不足。在此，將以物理教學中的自助實驗作業為例加以說明。

一、開發物理自助實驗作業

傳統的物理演示實驗多由教師主導，由教師精心準備經典實驗方案和實驗器材，力求使實驗效果更加明顯、易觀察并有沖擊力。自助實驗是指由教師提供一些基本器材，引導學生主動嘗試、設計實驗裝置，以學生動手進行嘗試和設計為主線的實驗活動。在物理自助實驗中，教師不提供現成的實驗裝置，而是鼓勵學生利用基本器材及身邊的常見物品制作簡要的實驗裝置完成實驗。自助實驗使學生能夠通過親身經歷深入體會物理等實驗學科的思想方法，激發自主學習的動機。

自助實驗作業是以自助實驗為內容的課后作業。在物理課上，教師向學生提供一些與當前教學相關的實驗命題，學生可從中自主選擇作業。同時，教師也鼓勵學生自己發現或創新實驗。學生可以在網上搜索相關資料，從個人感興趣的命題出發，通過不斷嘗試和思考，采用基本器材或身邊的常見物品開展實驗。教師對學生上交自助實驗作業的時間要求比較寬松，可以次日上交、一周后上交，甚至只要在本學期內能上交一次即可。學生可用手機錄制自助實驗的過程，制作一段不超過4分鐘的微視頻，上傳到作業平臺。教師對收到的微視頻作業先進行較寬松的審閱，然后陸續安排在每節物理課的固定時間播放，師生一同觀看并做出評價。教師會綜合學生本人及其他學生的評價，將作業分為兩類：優秀的和有特色的。大部分作業可歸于“優秀”一類，而達到“有特色”水平的作業，將在同年級的兄弟班級進行展示，擴大其“影響”。

二、在自助實驗作業中增強體會

同一個自助實驗主題，盡管實驗方向大體一致，但學生體會和實驗效果不同。一方面，學生對于實驗器材有自主發現和選擇的權力，實驗器材的不同將使實驗過程和實驗體會有所不同。另一方面，學生對實驗的理解在實驗前可能是相似的，但每個人的實驗目標、實驗操作過程都有自主性，并可能遇到始料不及的突發情況等，這些都會造成實驗效果及學生體會的不同。而這些不同，正是自助實驗作業的價值所在。

以“大氣壓癟瓶實驗”為例。學生A選擇了以下器材：家用燃具、用過的易拉罐、盛有涼水的塑料盆。視頻演示的過程為：將易拉罐口朝上，用燃具給易拉罐加熱，使其中的殘留液體溫度升高，部分汽化逸出;再將易拉罐口朝上，放入裝有涼水的塑料盆，易拉罐的表面發生凹陷（見圖1）。

學生B選擇的器材與學生A基本一致。在操作過程中，他將易拉罐的開口朝下，在放入涼水冷卻時，保持了易拉罐的開口朝下;接著，大家從微視頻中聽到“啪”的一聲，眼看著易拉罐迅速癟了下去（見圖2）。

學生C選擇的器材與前兩位學生不同，包括易拉罐、熱水、橡皮泥、涼水。她的操作過程也有所不同：先將少許熱水倒入空的易拉罐，又用橡皮泥封住了易拉罐的開口，再向易拉罐表面澆涼水，易拉罐也癟下去了（見圖3）。

以上三位學生選擇了同一個自助實驗主題，即“大氣壓癟瓶實驗”，但所選擇的加熱方式不同。學生A和B選擇了明火加熱，學生C選擇了熱水加熱。前兩名學生的實驗器材較一致，但操作有差別：一個是易拉罐口朝上，一個是易拉罐口朝下，因此造成了不同的實驗效果。而兩名學生在實驗時并未意識到這個微小的差異會造成如此不同的實驗效果。這樣的課堂展示，給已經完成作業的學生和觀看視頻的學生都留下了深刻印象，豐富并增強了學生的實驗體會，進一步引發了學生探究實驗的欲望。

三、在自助實驗作業中生成問題

在自助實驗作業中，由于學生有權力選擇不同的實驗器材和實驗方案，在選擇的過程中必然會產生思考。在反復思考和嘗試中，又會激發出新的關于器材和方案的想法，新的想法將進一步推動嘗試，繼續產生新的問題，這些就是最可貴的生成性問題。生成性問題會促使學生不斷深入思考，可能引發激烈的討論，使學生對物理問題的理解更加深刻，在不知不覺中提高了物理學科核心素養。

例如，一名學生選擇了“覆杯實驗”，所用自助器材是家里的水杯和一張硬紙片。他將杯子裝滿水，紙片扣在杯口，然后按住紙片，將杯子倒置。在大氣壓的作用下，硬紙片沒有掉下來。于是，他開始了進一步的嘗試：在紙硬片和紙杯下方再放一罐裝滿水的杯子，然后將厚紙片慢慢抽出，希望下面的杯子也不掉下來。但是多次實驗均沒有達到預期結果。在班級作業展示環節，學生們紛紛參與了討論，一起分析實驗失敗的原因，如抽動紙片時有空氣進入了杯子。還有的出謀劃策，建議他把兩個杯子一起放入水盆，隔絕空氣，然后再從盆中拿出來，等等。

實踐證明，自助物理實驗作業的效果優于教師在課堂上單方面演示的教學效果。更為可貴的是，它使每個學生都親歷了獨特的實驗過程，并從中獲得了豐富的實踐體驗，有利于學生發展自主學習能力，形成學科核心素養。

參考文獻（編者略）

（責任編輯? ?郭向和）