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【摘 要】本文从物理实验教学的重要性出发,结合翻转课堂的特点,论述在初中物理实验教学中运用翻转课堂的策略,进一步探讨如何开展初中物理校本课程《有趣物理》教学.
【关键词】初中物理翻转课堂实验教学校本课程
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2018)02A-0034-03
物理是一门以实验为基础的自然学科,实验是物理教学中非常重要的一部分.受到教学课时不足的影响,实验教学往往成为初中物理教学的薄弱环节.翻转课堂通过对课堂内外时间的重新整合,将学生的学习时间有效地延长,使学生的学习更具有自主性和可操作性,从而解决了课时不足的问题,并为长期、有效地开展物理实验教学提供了保障,对开展《有趣物理》校本课程也提供了很大帮助.
一、初中物理实验教学的重要意义
新课标指出,实验既是学习物理的重要内容,又能激发学生浓厚的学习兴趣、增强学生观察能力和动手实践能力、突破难点、培养学生的创新意识和勇于探索的精神.根据维果茨基“最近发展区”理论,教学中要关注学生原有知识水平与可能达到的水平之间的差异,即“跳一跳,就能摘到桃子”….实验教学,正好可以帮助学生搭建良好的学习平台,将学生现有的思维能力水平与抽象、复杂的物理知识联系起来,化繁为简,化抽象为具体,有效地提高物理教学质量,也为培养学生的创新精神提供丰富的教育资源.因此,中学物理教师必须重视实验教学,为学生搭起一座宽阔的学习桥梁.比如,在学习“凸透镜成像的规律”时,如果教师只是“填鸭式”地给出凸透镜成像的五个规律,然后要学生死记硬背,那么教学的效果显然是非常低效、事倍功半的.如果能开展学生探究实验,让每名学生参与实验探索的全过程,通过逐步缩短物体与凸透镜之间的距离、调整光屏与凸透镜之间的距离,每次都找到最清晰的像并做好实验记录,那么五个成像规律对学生来说就显而易见了.教师还可以引导学生进一步对五个凸透镜成像的规律进行分析概括、归纳总结,得出凸透镜成像规律的“四句口诀”——“一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小,物近像远像变大,正虚倒实要分清”.学生通过实验能充分体会“提出问题一作出假设一设计实验一实验操作并记录一分析总结”等实验过程,真正地理解和掌握重要的知识点,熟悉实验操作的基本步骤及故障分析处理,为物理教学目标的实现提供了保障.
二、翻转课堂教学模式的特点及其在初中物理实验课的应用
翻转课堂是一种以学生自身情况以及需要为核心理念的教育模式,是师生互动学习的一种教学形态,.首先,教师提前制作相关的教学视频片段,让学生在课外自由观看视频中教师的讲解,熟悉实验原理、操作要领、注意事项等内容,自主完成预习环节,从而为课堂探究学习做足准备.然后,教师在课堂上针对学生的预习情况进行合理分析及引导,引导学生进行有效的实验探究环节,及时给出适当的点拨；在师生的沟通交流环节,教师鼓励学生提出学习的重难点及疑惑点,思考如何进行实验故障处理,从而提高整体实验探究水平.在初中物理实验教学中运用翻转课堂,能有效地整合课堂内外的时间,将学习的主动权还给学生,使学生有更多的时间放在自主学习和探究学习上,有利于落实三维目标、突破重难点、培养学生的实践能力和创新意识.
例如,在“探究平面镜成像特点”的实验中,学生先通过视频（如图1、图2）在课外进行课前自主学习；课堂上,教师可以先和学生总结光的反射规律,然后出示平面镜,引导学生思考如何进行“探究平面镜成像特点”的实验.因为课前已经提前预习,所以学生能很快地进入实验探究环节.教师巡堂检查学生操作的规范性,及时了解学生在实验中遇到的困难和问题,并给出必要的指导.为了再次充分调动学生的学习积极性,教师可以引导学生思考相关的实验故障,如“为什么要用玻璃板代替平面镜？为什么要选择两个形状和大小完全相同的蜡烛A、B?为什么有时蜡烛B怎样都无法与蜡烛A的像重合？为什么要用玻璃板代替平面镜？当蜡烛A逐渐靠面镜,它的像的大小如何变化,如何用实验验证猜想？”通过一系列的合作探究和分析交流,学生动手操作实验,充分体会物理实验的乐趣,并通过深入剖析实验,快速理解实验原理、实验的注意事项,实现对知识的巩固与能力的提升.在整个过程中,教师的主要作用是引导、辅助、提炼,充分体现学生的主体地位,逐步提升学生的科学探究素养和物理学习能力.
三、利用翻转课堂有效地开展《有趣物理》校本课程
美国心理学家布鲁纳曾说：“最好的学习激励是对所学材料的兴趣.”物理是一门紧密联系生活实践的科学,它渗透在日常生活的各个方面,比如烧水、照镜子、走路、坐车、用电、说话等.这些常见的生活现象及相关的生活用品,为教师开展物理实验教学、学生学习物理知识提供了丰富的素材.初中生容易被新奇的客观事物吸引,喜欢观察生动、具体、鲜明、不平常的现象.所以初中物理教师可利用翻转课堂模式,提前制作一些有趣的小实验视频,引导学生开展课内课外的趣味实验,开展《有趣物理》校本课程,让物理实验流行起来.
在我校第一期的《有趣物理》校本课程中,物理组的教师共同编写并制作了12个趣味实验,其中包括“自制电动机”“鸡蛋撞地球”“自制浮沉子”“自制小孔成像仪”“蜡烛抽水机”“听话的罐子”“虹吸现象”“水果电池”“纸火锅”“人工雾凇”等实验.学生可以在家通过电脑或者手机等预习趣味实验的相关视频,包括实验内容、实验原理、实验器材等,提前准备好相关的实验器材.这些实验绝大部分都可以用常见的生活用品制作,取材简单方便,实验操作性强,效果明显.比如“自制浮沉子”实验中,用到的器材主要是空矿泉水瓶、小药瓶、小刀等.“自制小孔成像仪”的器材主要是易拉罐、硬纸片、保鲜膜、剪刀,或者一次性纸杯、保鲜膜、橡皮筋等.对于一些专业性比较强的实验,需要的部分器材可以到五金店或者文具店进行选购,如“自制电动机““蜡烛抽水机”“虹吸现象”实验需要的漆包线、铜芯导线、磁铁、干电池、活塞式抽水机、热熔、热熔胶、软胶管等.
由于学生已经通过观看视频、PPT课件提前预习了实验的相关内容,并准备了实验器材,所以在拓展课堂上,教师主要发挥演示、引导、点拨等辅助作用,将趣味课堂的主动权还给学生,给学生充分动手操作实践的机会,并组织学生针对本次实验进行反思总结、拓展延伸,有利于培养学生良好的综合科学素养.下面以“自制电动机”的实验教案为例.
(一)活动目标
1．了解电动机的基本构造；
2．能利用日常物品制作简易电动机,具有初步的实验操作技能：
3．了解电动机在生活生产中的实例,并通过亲手制作,感受实验探究的乐趣,提高动手实践能力.
(二)重点与难点
1．重点：
(1)了解简易电动机的构造；
(2)完成简易电动机的制作.
2．难点：线圈对称轴的调整.
(三)活动器材
漆包线、铜芯导线、磁铁、干电池、泡沫、架子、小刀、砂纸等.
(四)活动流程
创设情境,引入新课：播放一段电动机的相关视频,引导学生观察电动机内部的构造,思考自制简易电动机所需的实验器材,讨论制作方法.
制作流程：
1．按实验需要准备好漆包线、铜芯导线、磁铁、干电池、泡沫、架子,小刀、砂纸等；
2．将铜芯导线依次重叠缠绕在圆形的白板笔套上,大概缠绕20圈,从而制作成一个小线圈,注意,线圈的两端要留出约5cm的导线；
3．用铁钳剪出两节约lOcm的漆包线,并用砂纸将漆包线前端的外漆刮掉,绕成小圆,方便搭接细铜丝,也用砂纸将小线圈的一端导线的漆皮全部刮掉,另一端导线的漆皮只刮一半：
4．按图所示组装好电路图,并将磁铁放在小线圈的正下方,用手轻轻拨一下处于平衡位置的小线圈,就会发现小线圈不停地转动,简易电动机实验制作完成.
四、翻转课堂在“中考物理实验考查”复习工作中的应用
每年的五月上旬,初三毕业班学生都会迎来第一项中考考查项目——“中考理化实验考查”.每名参加中考的学生都会通过抽签的方式,确定自身是参加物理实验考查还是化学实验考查.因为通过“中考理化实验考查”是进入示范性高中的硬性条件,而且作为第一项中考考查项目,学生通过与否对后续的文化科目的成绩起到关键的作用.因此,物理组的目标是尽量帮助学生100%通过“中考物理实验考查”,帮助学生打好中考第一仗！但是由于毕业班物理实验课堂课时的严重不足,物理实验室场地及器材紧缺,课本基础知识复习和专题复习的任务重、时间紧,真正留给中考物理实验考查复习的时间少之又少,根本无法保证教师经常带学生到实验室进行实验复习.这时候,翻转课堂教学模式在“中考物理实验考查”中的应用就显得非常迫切和重要了.
物理组的教师会根据中考物理实验考查的内容要求,提前分工完成相应的实验视频录制,比如平面镜成像实验、凸透镜成像规律实验、测小石块的密度实验、测定值电阻阻值实验、测小灯泡电功率实验、斜面实验、滑轮组实验等相关视频.然后让学生充分利用课外的时间,通过观看相关的视频,复习相关实验的实验原理、实验仪器、实验步骤、实验表格及记录、数据处理、得出结论及故障处理等,做到心中有数,胸有成竹.接着,教师再安排一次正式的实验课,组织学生到实验室进行实地操作、学以致用,从而大大提高实验复习课的质量和效率.除此之外,在第九节课外活动时间里,连续一个星期开放物理实验室,供毕业班学生自由进行实验操作及复习,并安排一位物理教师进行答疑解惑.因为提前学习了翻转课堂视频,所以学生在物理实验复习中很容易进入状态,进行实验时得心应手.因此,即使在与其他学校相比生源质量并不占优的情况下,因为实施了翻转课堂教学模式,我校区初三学生连续三年以超过99%的通过率顺利通过中考物理实验考查,为其他学生提供了强大的学习动力与树立信心.
总之,实验教学是初中物理教学的核心与灵魂.学生只有通过亲自参与实验探究过程,才能充分体会物理学科的内在魅力,才能更好地理解和掌握相关的物理知识,为科学创新打下良好的基础.翻转课堂教学模式,借助科技手段,充分利用网络平台,为更好地开展物理实验教学、克服课时不足等问题发挥了很大的作用,使物理教学更加多样化、多元化、生活化,有利于提高学生学习物理的兴趣和信心,促进巩固提升、学以致用.
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