基于微课的物理探究性实验教学研究

史秀丽

[摘 要] 在高职物理教学中，探究性实验是其重要的组成部分，对学生创新能力以及自主学习能力的培养具有十分积极的作用。探究性实验对于高职物理课程而言，其覆盖面相对较广，且在其中具有丰富的物理方法及思想，它是巩固学生物理知识的关键。对于传统教学方式来说，教师更多的强调的是自身的主导作用，且在实验活动中仅仅重视实验结果。针对这样的情况，微课的使用能够有效改变这样状况。微课教学以微视频为核心，并具有微课件、微反思以及微教案等资源，能够在对学生学习空间、时间进行积极扩展并充分利用网络资源，以此对探究性实验教学起到良好的促进作用。

[关 键 词] 微课；高职物理；探究性实验；有效教学

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2016）27-0102-02

一、探究性实验过程

（一）提出问题

该环节的目的即是对问题情境进行创设，寻找在学生能力范围内、独立思考情况下能够有效完成的问题，帮助学生能够以带着问题的方式投入学习。通过对问题情境的科学创设，则能够有地激发学生的学习动机。在实际创设问题情境时，需要研究学生的心理特点，在充分联系课程目标的基础上设计出能够激发学生好奇心以及学习动力的问题，使学生能够在积极思考问题的情况下参与实验活动。需要注意的是，在实际设置问题时，也需要充分考虑学生的知识水平，保证问题能够易于理解。

（二）提出假设

假设是人们进行归纳以及类比的方式，需要在对现有知识进行利用的基础上实现对未知事物的判断。在物理探究性实验教学活动当中，需要学生能够对即将开展的实验做好推断以及假设，而要想实现该目标，就需要学生在逻辑推理以及发散思维的基础上做好实验过程以及结论的推断。在此过程中，教师需要给学生充分的思考时间，使其能够通过相关资料的查阅以及讨论在心中形成实验假设，并能够联系假设设计实验方案，在此过程中，学生在积极搜集数据的基础上进行研究以及讨论，不仅能够充分体现学生的探究积极性，而且能够在对思维空间开拓的基础上实现自身创新能力的提升，为后续实验活动的开展打下基础。

（三）探究实验

在探究性物理实验中，彻底改变以往演示实验的教学模式，充分发挥学生的主观能动性，在以学生为主体的情况下让学生自主操作演示实验，并实现对物理现象的认知。在该过程中，教师是重要的参与者以及引导者，而学生则是实验者、演示者以及操作者，教师能够在对学生进行引导的基础上开展相关物理实验，并在实验操作中充分调动学生的学习主动性，在给予学生思考空间的基础上使学生认清实验目的、遵循实验顺序，并完成实验仪器以及方案的选择。而在后续的结论分析当中，教师则可以安排学生做好观察实验现象的探究，在充分联系书本知识的基础上提出自身的见解，这样有利于学生把感性的认知提高到理性认知的层面，扩展了他们的思维，开拓了他们的视野，让学生透过现象认识事物的本质，培养严谨的科学态度，锻炼动手操作的能力，让学生在实验中获得学习的兴趣，进而促进学生探究的意识。探究性的物理实验更强调学生间的交流合作，教师可以把学生分成小组进行探究性实驗，让学生通过交流和探究确定实验可行的方案和步骤，这样的合作探究方式有利于培养学生合作的能力，在对实验结论进行分析时，学生间的互动合作更是重要，教师需要尽可能使学生实现自身见解的发表，并引导学生对实验结论进行归纳以及分析。

二、基于微课的高职物理探究性实验设计

（一）作用力同反作用力间的关系

1.教材分析

在高职物理教材当中，作用力同反作用力间的关系可以说是重要的知识点内容，对后续牛顿第三定律的理解、运用都具有关键的意义。在自然界当中，物体间具有相互作用以及联系的特点，只有对不同物体间的相互作用做好全面的研究，才能够更为充分地认识物体的运动规律。

2.设计思路

在该教学内容中，可以先通过生活实例引入作用力同反作用力的概念，之后，再根据传统实验弹簧测力计的不足引出传感器设备的优点，之后插入教师拍摄的视频，并向学生展现对作用力同反作用力间的关系的操作过程。在完成视频的展示之后，教师则可以及时做好相关思考题的设置，使学生能够对探究过程的掌握情况实现自我检测。

3.学习目标

在该教学内容中，其教学目标有：第一，理解作用力同反作用力的概念；第二，学会作用力同反作用力在不同运动状态下关系的探究；第三，掌握使用传感器对力进行测量的方式，并能够通过图像方式实现处理数据。

4.教学过程

在实际教学中，需要先做好概念的引入：即从日常实例中引入概念。对于站在冰面上的两个孩子，当其中的一个孩子用力推另一个孩子时，其在此过程中也将受到来自力的作用，并使得两者都会向后运动一定的距离。该种情况的存在，即表明物体间具有相互的作用力，而这种相互作用的力，我们就称之为作用力同反作用力。

在完成概念的介绍之后，教师则可以通过实验的方式对作用力同反作用力的关系进行积极探究，可以按照以下步骤进行教学：第一，要首先指出介绍传统弹簧测力计实验当中的不足，并向学生介绍传感器，引出使用传感器进行力测量的优点，以此提升学生该方面的兴趣，进而使其能够以更为积极的方式进入实验探究过程。在传统实验方式中，将两个弹簧测力计进行连接，通过指针显示示数对两者间的关系进行探究。对于该种方式来说，虽然较为简单，但为了能够在实验当中更为准确地实现测力计的读数，则需要保证在整个实验过程中，测力计都处在静止的状态下。而为了能够以更为清晰的方式读出任意时刻下作用力同反作用力间的关系以及大小，则可以通过应用力传感器测量力随时间变化的情况，进而测量出在不同运动状态下作用力同反作用力的大小，在此基础上更好地探寻两者间关系。第二，实验探究过程。首先，要将两只传感器、计算机同数据采集器间做好连接。之后，打开软件当中“力的相互作用”实验，进入到图线分析以及数据记录窗口，先通过实验软件的应用对传感器进行调零处理，之后将两只传感器实现对压，在此过程中，每一瞬時力的方向以及大小都能够在计算机屏幕当中得到显示，并以图线形式反映不同时刻作用力同反作用力的关系。为了能够更为清晰地比较两者的关系，则可以选取其中的一条图线，在点击设置之后将其设定为镜像显示，以此对两个力的方向做好区分。之后，继续探究相互运动物体间作用力同反作用力的关系，即在以拉着传感器的基础上使其能够做往复运动，并观察计算机当中F-t图像的特点。第三，在实验完成后，引导学生根据所获得F-t图像特点得出实验结论。在获得结论之后，则可以及时向学生发出提问：对于两个相互作用的物体，两者间作用力同反作用力具有什么样的关系？该种关系是否同他们的运动状态有关？在教师发出提问之后，学生则可以进一步对图线进行分析得出结论，以此加深知识印象。

（二）气体压强同体积间的关系

1.教材分析

通过实验探究压强同体积的关系，这也是高职物理热学当中的一项重要内容。在该课程学习之前，学生已经对气体的状态参量以及状态做好了学习以及掌握，能够了解到气体体积、压强同温度间的相互关联，需要通過实验掌握这几个物理量变化情况需要遵循的规律。

2.设计思路

首先，需要给出描述气体状态的参量，之后通过控制变量方式的应用对给定质量的气体进行研究。当气体温度T处于恒定状态时，分析气体体积同压强间的关系。其次，教师则可以积极结合手机视频对学生进行引导，使其能够体验本次实验探究过程，在学会处理实验数据的基础上掌握P-V图像的制作方式。需要强调的是，在本次实验当中，教师需要研究的对象不仅仅只有注射器当中的气体，还包括与注射器连接软管部分当中的体积；最后，应用一系列思考方式引导学生，检测其对实验操作的掌握情况。

3.学习目标

第一，要通过传感器的应用研究气体在等温变化情况下体积同压强之间的关系。第二，培养学生通过图像进行数据分析以及自主探究的能力。

4.教学过程

在实际探究过程中，教师首先需要给出描述气体状态的三个参量：温度、压强以及体积。之后，联系这几部分参量给出需要探究的问题：对于质量给定的气体，当温度处于恒定状态时，气体的体积V同压强P之间具有什么样的关系？为了能够进一步探究在等温情况下气体的变化规律，则需要进一步测量体积同压强间的变化关系，之后才能够研究在等温变化情况下其能够满足的规律。在教材当中，一般需要眼睛直接对压力表度数进行观察，并因此使具体读数可能存在一定的偏差。为了能够以更为迅速、准确的方式获得测量结果、更利于开展数据处理工作，则可以通过气体压强传感器的应用替代压力表设备进行实验：教师先将传感器、计算机同采集器这几者做好连接，打开计算机软件中体积同气体压强关系模块，进入到数据处理以及记录的窗口。之后，将注射器活塞拉到一定体积位置后以手动的方式做好此时体积的记录，在点击计算机开始记录之后改变封闭气体的体积，并依次对不同体积以及记录情况下压强的大小进行点击。在完成记录之后开展数据计算，以此獲得对P同V的乘积，之后再进行P-V图像的制作。在完成实验之后，教师依然可以通过提出问题加深学生印象：第一，在对实验中图像进行分析之后，能够获得怎样的结论？第二，注射器读数是否即为封闭气体体积？第三，为了保证在实验过程中气体的温度能够保持恒定，需要在实验操作当中掌握哪部分问题？

总之，在高职物理教学中，探究性实验可以说是一种非常重要的教学方式。在上文中，我们对基于微课的高职物理探究性实验进行了一定的研究，通过微课以及科学的实验提升教学效果。

参考文献：

[1]宋金璠，郭新峰，王生钊，等.微课在大学物理实验教学中的应用[J].物理实验，2015（2）.

[2]吴铁飞.微课与物理实验教学相结合的研究[J].科技视界，2013（30）.