如何利用翻转课堂开展初中物理实验教学

覃锦芳

【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”[1]。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—作出假设—设计实验—实验操作并记录—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[2]。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逐渐靠近平面镜，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》校本課程中，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、热熔枪、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10cm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”是進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。

【参考文献】

[1]苏明义.新版课程标准解析与教学指导（初中物理）[M].北京：北京师范大学出版社，2012

[2]黄鹏.“翻转课堂”在初中物理实验教学中的应用[J].中学物理（初中版），2015（1）

（责编 刘小瑗）