巧用視頻資源提高初中物理演示實驗教學的有效性

【摘要】本文基于演示實驗往往受到實驗器材、場地、環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驗教學有效性的方法和注意事項。

【關鍵詞】視頻 演示實驗 有效性 初中物理

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）45-0139-03

物理教學中的實驗主要有演示實驗、學生分組實驗、邊學邊實驗、課外實驗與制作等幾種類型，其中演示實驗是初中物理教學的重要內容。但在實際教學中，有些演示實驗因為受到實驗器材、場地、環境等因素的影響，無法在課堂上實踐操作，甚至是不能組織學生進行試驗。針對這一問題，筆者進行了“利用視頻提升初中物理演示實驗教學有效性”的研究，發現利用網絡視頻教學資源輔助教學，能很好地解決這一問題，收到了較好的教學效果。

本文詳細介紹利用網絡視頻資源進行輔助教學的演示實驗類型，分析選擇演示實驗輔助教學視頻的方法和途徑，并從教學評價角度分析提高演示實驗教學效率的方法，以期對演示實驗教學的開展有所幫助。

一、根據實驗教學需求選擇恰當的視頻教學資源

對部分初中學校而言，尤其是鄉鎮、農村初中學校，由于受到實驗設施設備不足、學生能力相對較弱等因素的制約，因而有不少演示實驗教學無法讓學生動手演示，有些教師甚至會因此而輕視演示實驗教學。演示實驗教學是初中物理教學的重要內容，是培養學生動手實踐能力、分析和解決問題能力的重要教學方式。

既然這一教學內容如此重要，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，并在研究中發現，利用合適的視頻教學資源能夠有效解決這一問題。那么，哪些演示實驗適合使用視頻資源進行教學？經分析，筆者認為，有以下類型的實驗適宜而且應該利用視頻資源進行教學。

（一）因場地、實驗器材的缺乏而不便在課堂上直接演示的實驗

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

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

又如，瀘粵版物理教材八年級下冊第78頁有這樣一個實驗：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？要做這個實驗需要一根10米多高的玻璃管、抽氣機等儀器，不僅材料要求高，而且實驗準備程序很繁瑣，不少教師會選擇直接放棄這一實驗。對此，筆者給學生播放了這一實驗的視頻，讓學生看著實驗專員的演示觀察“在大氣壓的作用下能支持約10米多高水柱”這一現象，然后引導學生進行理論推導。在教學過程中，學生雖然沒有進行實操演示，但通過教學視頻也能很快地進入相應的教學情境，并很好地理解相關概念，教學效果非常好。

（二）很難在課堂完成的模擬演示實驗

這類實驗往往涉及比較繁瑣的實驗原理，這些原理很難通過實驗現象直觀呈現，如模擬核裂變、核聚變原理、電流的形成過程、“香蕉球”現象、汽油機的工作循環等。例如，講授“核能核裂變”這一知識時，教師不可能通過現場演示或者親自錄制實驗來演示核裂變的原理，這時就可以借助視頻動畫給學生展示核裂變的過程，使學生能夠清楚地觀察到鏈式反應的動態變化，進而理解核裂變的原理。

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

（三）危險性大或實驗材料本身帶有毒性的演示實驗

這類實驗因為危險性大，或所使用的材料本身帶有一定的毒性，會對學生的健康、安全造成傷害，如展示次聲波的實驗、托里拆利實驗、短路危害實驗等，這些實驗的實驗過程存在一定的安全隱患，因此更適宜通過視頻向學生呈現實驗過程。如托里拆利實驗需要用到水銀，但水銀是有毒物質，實驗時不僅需要專業的防護用具，還要有很專業的操作手法，因而很難在教學中完成這一實驗。對此，筆者在教學中利用視頻呈現了托里拆利實驗全過程，幫助學生理解其實驗原理，同樣收到了很好的教學效果。

線路短路是我們日常生活中常見的一個現象，也是物理電學實驗常碰到的內容。但有些實驗所用電壓會達到220伏，在操作短路實驗的時候，若學生操作不當就會發生觸電的危險。所以，為了給學生展示220伏的交流電短路的危害，筆者給學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，學生能夠一目了然地知道電路發生短路的危害，人身安全也得到了保障。

（四）容易受氣候環境等因素影響的演示實驗

有些演示實驗對于氣候條件的要求比較苛刻，氣候不適宜會導致實驗失敗或者實驗現象不明顯，如靜電實驗、光的色散等，而如果利用相關的視頻進行教學，效果就會好很多。

如放電實驗，實驗的目的是要讓一名女生的頭發豎起來。這個實驗操作很簡單，但卻容易受到空氣濕度等因素影響，如果天氣條件達不到要求，實驗現象就不明顯甚至會導致實驗失敗。在講授該課時，筆者選擇給學生播放相關視頻，然后引導學生運用已有知識對這一現象進行分析討論，使學生更深刻地領悟其中的原理。又如，觀察靜電實驗或光的色散現象，如果是下雨或陰天，這樣的實驗就無法開展，在這種情況下就可以利用視頻進行教學。

以上4類實驗，或是因為材料、場地等不足，或是因為需要較為嚴苛的氣候條件，或是因為實驗本身存在一定的危險性，而無法進行實操演示，利用相關的實驗視頻進行教學既可以彌補無法實操的短板，讓學生對相關物理現象有直觀的觀察，又能確保相關實驗教學能夠按質按量完成。其他如實驗周期太長、需要把動態過程轉化成靜態分析、需要理論聯系實際等實驗，如果因種種現實條件而無法進行實操演示，也可以采用視頻進行輔助教學。

二、收集演示實驗視頻的途徑及注意事項

在網絡越來越發達的今天，要想收集相關的視頻資料，可以說是輕而易舉的。在具體操作中，筆者認為以下途徑相對有效且便捷：一是利用優酷、騰訊、愛奇藝、百度等平臺的搜索工具，根據教學目標、實驗類型等輸入實驗名稱的關鍵詞，從中選擇合適的視頻資源;二是利用各高校平臺、教學資源平臺等，從中選擇合適的視頻;三是如果從網上搜集不到直接可用的視頻，則可以將幾個相關的視頻進行重新剪輯加工。

筆者以為，利用視頻資源輔助演示實驗教學，關鍵在于如何選擇合適的視頻。要想充分發揮視頻資源在演示實驗教學中的作用，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效果。

（一）適用性原則

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

（二）合目的性原則

合目的性，就是依據教學目標選擇合適的教學視頻。在不適合現場演示的實驗中，有一種是幫助學生理解抽象物理概念的實驗，如《牛頓第一定律》一課，涉及物體不受力時將保持靜止狀態或勻速直線運動狀態概念，教材對此的描述也是非常抽象的，學生很難理解。為此，筆者選擇了宇航員在太空艙中打“水乒乓球”的視頻，讓學生觀察失重狀態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動等現象。這樣的實驗在很多學校現有的條件下是不可能完成的，但通過利用一個簡單的視頻，就能很好地向學生展示物體的迅速直線運動狀態，讓學生對相關概念有了直觀、形象的體會，很好地完成了既定的教學目標。

（三）趣味性原則

有趣的內容，能夠迅速抓住學生的眼球，吸引學生的注意力。如教授《用電安全》一課時，考慮到進行實操演示會存在安全隱患，因而筆者選擇使用視頻進行輔助教學。但是選用什么樣的視頻呢？幾經篩選后，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，有效地激發了學生的探討熱情。經過小組內、小組間的熱烈討論，學生最后充分認識到了如何安全用電的問題。

三、落實評價，提高視頻輔助教學的有效性

為了更好地推進研究工作，筆者在對學生進行問卷調查、分析調查數據后發現，學生認為利用視頻來輔助演示實驗教學具有趣味性、直觀性，有利于培養自己的發散性思維，同時激發出強烈的求知欲望。

實踐研究需要評價機制作為輔助，筆者在開展“利用視頻提升初中物理演示實驗教學有效性的研究”過程中，采取了對比法進行教學評價。目前，筆者所在學校每個年級均有20個教學班。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驗組和對照組，在進行演示實驗教學時，對照組的教法是以教師結合教材資料講解知識、進行常規演示為主，而實驗組的教法則是采用視頻來輔助教學。

在近兩年的對比實踐中，筆者對學生進行了多次歷次演示實驗內容的專項測試，并對實驗組和對照組的平均分、及格率、優秀率進行了統計分析，發現：實驗組的平均分、及格率、優秀率各方面都領先于對照組的，其中實驗組的平均分比對照組的高2～3分，實驗組的及格率比對照組的高10%，實驗組的優秀率比對照組的高5%。通過對兩組的教學效果進行對比研究可知，利用視頻輔助進行演示實驗教學能夠將實驗內容具體化、形象化和規范化，還有利于節約實驗時間，提高課堂教學效率。

筆者認為，利用視頻資源提高初中物理演示實驗是對傳統課堂教學模式的一種有效補充，但這一模式也存在一些問題：由于是利用視頻進行輔助教學，教學過程缺乏師生間的互動與交流，很難生成教學問題。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，演示實驗教學還是要讓學生進行實踐操作，這樣才能讓學生有切身的體驗和感受。

【參考文獻】

[1]閆金鐸，郭玉英.中學物理教學概論[M].北京：高等教育出版社，2009

[2]中華人民共和國教育部制定.義務教育物理課程標準（2011年版）[M].北京：北京師范大學出版社，2012

[3]華東地區初中物理教材編寫組.義務教育教科書物理八年級下冊[M].上海：上海科學技術出版社，廣東教育出版社，2013

[4]張瑋纓，張秋月.“互聯網+教育”背景下初中物理智慧課堂的構建方法研究[J].農家參謀，2018，601（22）

注：本文系2018年度廣西教育科學“十三五”規劃研究專項課題“利用‘互聯網+教育資源提高初中理化生演示實驗效果的研究”（立項編號：2018ZJY153）的階段性研究成果。

作者簡介：唐紹峰（1967— ），廣西桂林人，大學本科學歷，高級教師，桂林市第二批學科帶頭人，研究方向為初中物理的教育教學。

（責編 黎雪娟）