新課標下實驗微課在物理教學中的實踐與研究

摘 要：隨著教育技術的不斷進步，實驗微課作為一種新興的教學形式逐漸受到關注。通過深入分析實驗微課制作的趣味性、目的性、系列性等原則，以及科學翻轉、深度互動、任務驅動等策略的應用，提出一套系統的實驗微課設計框架。這一框架對于推動實驗微課發展、提升教學效果具有積極的現實意義。

關鍵詞：實驗微課；物理教學；實踐策略

作者簡介：夏穩（1981—），男，江蘇省蘇州市吳中區甫里中學。

為滿足新時代的教育需求，制作實驗微課需要一套科學、系統的原則和策略。本文從趣味性、目的性和系列性三個方面出發，深入探討實驗微課設計的核心原則，聚焦思維能力與核心素養，提出一種符合學生認知特點的全新設計方法。

一、基于認知特點，遵循實驗微課制作原則

（一）趣味性——激發認知興趣

在教育領域，趣味性被認為是調動學生學習積極性和激發學生認知興趣的關鍵因素。在實驗微課設計中，如何利用趣味性元素使知識更具吸引力，成為教育改革中的重要課題。

例如，在教學光的折射定律時，教師可以從一個引人入勝的情境出發，如“探險尋找失落的寶藏”。充滿趣味的情境不僅能激發學生對光學的興趣，還能為折射定律的學習營造輕松愉快的氛圍。在教學過程中，教師將這個情境融入課堂，通過問題“為什么在寶藏地圖上看到的路線與實際走的路線不一樣？”將學生自然引入學習狀態。隨后，教師通過一個簡單而有趣的實驗——利用玻璃杯和水來模擬折射現象，讓學生親身體驗折射的過程。這種方式將抽象的理論轉化為具體的感知，使折射定律不再是枯燥的知識，而是有趣的實驗現象。引入趣味性元素不僅可以激發學生的認知興趣，還可以創造一個積極的學習環境，使知識傳遞更為高效，培養學生對科學探索的興趣。

（二）目的性——把握認知節點

隨著教育技術的不斷發展，實驗微課作為一種創新的教學形式，逐漸引起了廣泛關注。制作實驗微課需要遵循一系列原則，以確保學生能夠在學習過程中達到預期目標。其中，目的性原則至關重要，明確的學習目標可以引導學生有目的地學習，確保知識的有序傳遞。

以“拋體運動”一課為例，教師可以設定具體的學習目標，如“理解拋體運動的基本原理，能夠運用相關公式解決實際問題”。為了幫助學生更好地理解這一目標，教師可以引用一個貼近生活的例子：為什么籃球運動員在投籃時需要考慮投籃角度和初速度的影響？這一實例將抽象的物理概念與學生熟悉的現實場景相聯系，為學習提供了生動的背景。在實際教學過程中，教師以籃球運動為案例，通過引導學生觀察籃球的運動軌跡，分析影響軌跡的因素，激發他們對拋體運動的興趣。隨后，教師逐步展示相關公式的推導過程，使學生深入理解物理學原理。在此過程中，教師要注重引導學生形成關鍵的認知節點，例如在討論拋出高度時，強調初速度對軌跡的影響。在這種分階段目標的引導下，學生能夠逐漸形成對拋體運動的整體認識，建立清晰的認知框架。

通過設定明確的學習目標和把握關鍵認知節點，學生能夠有目的地學習，在認知體系構建過程中形成連貫的邏輯框架。目的性原則能使學習過程更為系統和有序，學生也會因此更加主動地參與到學習中，從而充分發揮實驗微課的優勢［1］。

（三）系列性——契合認知規律

在實驗微課設計中，系列性原則對于促進學生深層次理解知識至關重要。教師應合理連接各個教學環節，幫助學生建立知識間的紐帶，增強學習的連貫性和整體性。

以“光的折射”一課為例，教師可以圍繞折射定律設計一系列連貫的實驗活動。情境設定為“追蹤光的奇妙旅程”，將折射定律的學習過程劃分為多個相互關聯的實驗，逐步深化學生對折射定律的理解。首先，教師可以通過一個簡單的實驗，如利用玻璃杯和水模擬光的折射現象，引導學生初步了解折射的基本原理。在第二個實驗中，教師可以引入棱鏡，展示光線經過多次折射的現象，引導學生探討更為復雜的折射情況。在第三個實驗中，教師可以設計一個仿真環境，例如模擬水中游泳者的形象，讓學生觀察并分析實際生活中的折射現象。這一系列實驗通過逐步增加難度，使學生在不同的認知階段都能建立扎實的認知節點。系列性微課設計能為學生提供深度學習的機會，符合認知規律中“漸進、連貫”的特點，能夠幫助學生更好地理解知識，形成更加穩固和系統的認知結構［2］。

二、指向思維能力，捕捉鏈接實驗微課的時機

（一）懵懂時，指導科學推理

在學習新知識的初期，學生常處于一種懵懂狀態，對所接觸的概念尚未建立牢固的認知。這一階段是引導學生形成科學推理能力的關鍵時期。教師應巧妙利用這一時機，利用實驗微課激發學生的好奇心和科學探究欲望，引導他們從懵懂的狀態出發展開科學推理。

在教學熱傳導的基本概念時，教師可以在微課中引用實例：為什么有些金屬摸起來會比較冷，而有些則比較暖？通過這一問題激發學生對熱傳導現象的好奇心，引導他們進入科學推理過程。在教學過程中，教師可以首先安排一個簡單的實驗：將不同金屬材料置于相同環境中，觀察它們的溫度變化。學生在觀察過程中思考，運用科學推理理解觀察到的現象。接著，教師進行理論講解，解釋熱傳導的基本原理，并幫助學生將實驗觀察與理論知識聯系起來。在這一過程中，教師不僅注重讓學生理解概念，還鼓勵他們提出假設、設計實驗，從而培養科學推理的思維模式。通過實際操作與思考，學生逐漸在懵懂中形成對熱傳導的初步認知。

在學生的懵懂階段巧妙地引導他們開展科學推理，有助于他們更深入地理解新知識。實驗微課在這一環節的應用，不僅可以提升學生的科學推理能力，還可以增強他們解決問題的能力。

（二）活動時，激勵質疑求新

學生在參與活動時常會表現出學習積極性和求知欲望，教師在實驗微課設計中要捕捉這一時機，激勵學生提出質疑、探索新知，這對于培養學生的思辨能力和創新能力至關重要。

以“電磁感應”一課為例，教師可以提出問題：手機無線充電是如何實現的？引導學生主動質疑并探索答案，從而深入理解電磁感應的機制。在教學過程中，教師從實驗出發，展示電磁感應的基本現象，激發學生的好奇心。學生理解無線充電器的工作原理是通過在充電板中產生變化的磁場，感應到手機中的線圈，進而產生感應電流給手機電池充電后，教師應鼓勵學生積極提問，激發他們的質疑精神。為進一步鞏固學生的知識理解，教師還可以組織小組活動，讓學生通過團隊討論和實驗設計來探究生活中更多利用電磁感應現象的案例。通過這些互動活動，學生在實際操作中不僅能深化對電磁感應的理解，還能提升積極思考和解決問題的能力。

實驗微課在互動活動中的應用，不僅能提高學生的實踐能力，促使他們在實踐中運用所學知識，還能激勵學生質疑求新，激發他們主動思考和探索科學問題的熱情。

（三）發散時，建構情景模型

學生處于發散思維狀態時，容易接受新知識，進行跨學科思考。在實驗微課設計中，教師要重視學生發散思維的理想時機，可以通過建構情境模型來激發學生的創造力和想象力，拓展實驗微課的深度。

以“光的色散”一課為例，教師可以選擇“光的彩虹之謎”作為引子，引發學生的好奇心。教師可以提出問題：為什么彩虹中的顏色總是按照紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的次序排列？通過這一問題，引導學生進入一個充滿想象力的學習情境，建構光的色散情境模型。在教學過程中，教師可以首先引導學生通過實驗觀察彩虹現象，并提出問題：“為什么白光經過雨滴后會分解成七種顏色？”在問題引導下，學生開始思考并嘗試解釋這一現象。接下來，教師以情境模型為主線，通過展示動畫、圖片等多媒體資料，幫助學生理解光的波長和折射的基本原理。在這個過程中，教師鼓勵學生自由想象，構建他們心中的“彩虹模型”，引導他們從感性認知逐漸過渡到理性認知。教師還可以組織小組活動，讓學生合作設計新的實驗，以拓展他們對彩虹形成過程的理解。例如，學生可以嘗試通過不同介質模擬彩虹現象，或探討其他環境中是否可能出現不同的顏色順序。

在學生發散思維的關鍵時刻，實驗微課能夠通過情境模型的構建，使學習過程更加生動有趣，有效激發學生的創造力，培養其發散思維能力，深化其對知識的理解。

三、聚焦核心素養，創新應用實驗微課的策略

（一）科學翻轉，形成物質觀念

科學翻轉是一種以學生為主體、以問題為導向的學習模式，能夠培養學生的學科興趣和獨立思考能力。在實驗微課中，科學翻轉策略不僅有助于學生形成物質觀念，還能增強他們的實驗設計和數據分析能力。

以“浮力”一課為例，教師可以選擇“不同密度物體在水中的浮沉現象”作為科學翻轉的主題。首先，教師可以提出問題：為什么有些物體能漂浮在水面上，而有些物體會下沉？以問題激發學生對浮力的好奇心。在教學過程中，教師首先組織學生進行簡單的浮力實驗，觀察不同密度的物體在水中的浮沉現象。在實驗中，學生可能會產生更多疑問，此時教師可以引導他們提出具體問題，例如“是什么決定了物體在水中是漂浮還是下沉？”然后，以學生提出的問題為導向，教師講解有關浮力的理論知識，鼓勵學生自主學習相關概念，注重引導學生形成對浮力的初步認識。接下來，教師鼓勵學生分組設計進一步的實驗，驗證浮力定律。在這一過程中，學生通過自主設計實驗，不僅深化了對浮力的理解，還培養了實驗設計和數據分析的能力。

科學翻轉策略在初中物理實驗微課中的應用，能夠激發學生主動探究知識的興趣，使他們形成深刻的物質觀念，為他們未來的科學學習奠定堅實基礎。

（二）深度互動，分析事實證據

深度互動是實驗微課中不可或缺的策略，學生通過有效的交流與討論，能夠深入理解實驗現象，獲取事實證據。教師應引導學生進行深度互動，促使他們積極參與、分享觀察，提升學習效果。

以“簡單機械”一課為例，教師可以選擇“斜面上的滑動摩擦力”作為深度互動的主題。教師可以提出問題激發學生對滑動摩擦力的興趣，如“為什么物體在斜面上會滑動？”在教學過程中，教師首先組織學生進行簡單的斜面實驗，讓他們觀察物體在不同角度的斜面上滑動的過程，基于實驗現象提出自己的疑問，如“物體在斜面上的滑動速度受哪些因素影響？”接著，教師以學生提出的問題為導向，講解相關理論知識，讓學生自主學習滑動摩擦力的概念。在這個階段，教師注重引導學生形成對滑動摩擦力的初步理解。隨后，教師將學生分為小組，鼓勵他們合作設計進一步的實驗，例如測量不同斜面材料或不同斜面角度下物體所受的滑動摩擦力的大小。

在小組討論和實驗過程中，學生能夠通過互動相互啟發，驗證各自的猜想，共同分析事實證據，培養實驗設計和數據分析能力。深度互動鼓勵學生積極參與、分享觀察和分析證據，學生得以深入地理解實驗現象，提高團隊合作能力和表達能力。

（三）任務驅動，修正數據信息

任務驅動是實驗微課中一項關鍵策略。通過設定明確的任務目標，學生可以在實驗過程中更有針對性地收集數據、分析結果，并在修正過程中提升實驗設計的深度和科學思維能力。

在“光的折射”課程中，教師可以選擇“介質對光的折射角的影響”作為任務驅動的主題。首先，教師可以提出問題：光從空氣斜射入不同介質中，折射角是否相同？這一問題旨在激發學生對光的折射現象的實驗興趣。在教學過程中，教師可以布置任務，要求學生設計實驗，通過改變第二介質（如水、玻璃等），收集各介質中光的折射角數據。學生在此過程中可能會遇到實驗設計或數據分析方面的挑戰。在實驗完成后，教師可以組織集體討論，鼓勵學生分享實驗結果，并根據討論中的反饋，指導他們修正實驗方案。經過反復修正和優化，學生不僅能夠深化對光折射定律的理解，還能提升實驗設計的深度和準確性，逐步培養科學思維和實驗技能。

任務驅動策略通過設立明確的實驗任務，引導學生主動收集和修正數據信息，有效提高了實驗設計的深度和嚴謹性。在完成任務的過程中，學生不僅能夠深入理解光的折射定律，還能培養實際操作和數據分析能力。這一策略在實驗微課中的應用能夠促進學生的主動參與和團隊合作。

結語

本文探討實驗微課的設計原則與策略，在趣味性、目的性和系列性原則的指導下，闡述科學翻轉、深度互動和任務驅動等策略的應用，希望這一框架為實驗微課的設計提供一種科學的創新思路，推動實驗微課的發展，更好地促進學生的科學思維和實驗技能的培養。

［參考文獻］

李慧.初中物理自制器材實驗的開發與應用［J］.新課程導學，2018（20）：25.

郭海燕.微課在初中物理實驗教學中的應用［J］.文理導航（中旬），2023（1）：4-6.