巧用视频资源提高初中物理演示实验教学的有效性

【摘要】本文基于演示实验往往受到实验器材、场地、环境等因素的影响而不能在课堂中顺利开展的背景，论述利用视频提升初中物理演示实验教学有效性的方法和注意事项。

【关键词】视频 演示实验 有效性 初中物理

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2020）45-0139-03

物理教学中的实验主要有演示实验、学生分组实验、边学边实验、课外实验与制作等几种类型，其中演示实验是初中物理教学的重要内容。但在实际教学中，有些演示实验因为受到实验器材、场地、环境等因素的影响，无法在课堂上实践操作，甚至是不能组织学生进行试验。针对这一问题，笔者进行了“利用视频提升初中物理演示实验教学有效性”的研究，发现利用网络视频教学资源辅助教学，能很好地解决这一问题，收到了较好的教学效果。

本文详细介绍利用网络视频资源进行辅助教学的演示实验类型，分析选择演示实验辅助教学视频的方法和途径，并从教学评价角度分析提高演示实验教学效率的方法，以期对演示实验教学的开展有所帮助。

一、根据实验教学需求选择恰当的视频教学资源

对部分初中学校而言，尤其是乡镇、农村初中学校，由于受到实验设施设备不足、学生能力相对较弱等因素的制约，因而有不少演示实验教学无法让学生动手演示，有些教师甚至会因此而轻视演示实验教学。演示实验教学是初中物理教学的重要内容，是培养学生动手实践能力、分析和解决问题能力的重要教学方式。

既然这一教学内容如此重要，教师又该如何破解这个难题？多年来，笔者一直从事于这一问题的研究，并在研究中发现，利用合适的视频教学资源能够有效解决这一问题。那么，哪些演示实验适合使用视频资源进行教学？经分析，笔者认为，有以下类型的实验适宜而且应该利用视频资源进行教学。

（一）因场地、实验器材的缺乏而不便在课堂上直接演示的实验

受场地、实验器材所限，有些实验在普通实验室无法完成，或即使能完成说服力也不强，但学生又很渴望了解这些实验。如大型的马德堡半球实验、干冰升华实验、大气压能支持约10米高水柱的实验、展现失重现象的实验，这些都是由于受场地、实验器材的限制，教师不便在课堂上直接展示的实验。

马德堡半球实验是验证大气压强存在且很大的一个重要的实验。教师一般采用两个皮碗相互挤压来模拟这一实验，虽说这样操作也能说明大气压强的存在，但无法很好地说明“大气压非常大”的观点。为此，笔者在教学中给学生插播了一个“求真实验”视频，通过视频的动态演示让学生理解“大气压存在且大得惊人”这一事实，教学效果远比一般方法要好。

又如，泸粤版物理教材八年级下册第78页有这样一个实验：如果用水来代替水银做托里拆利，留在玻璃管中的水柱大约有多高呢？要做这个实验需要一根10米多高的玻璃管、抽气机等仪器，不仅材料要求高，而且实验准备程序很繁琐，不少教师会选择直接放弃这一实验。对此，笔者给学生播放了这一实验的视频，让学生看着实验专员的演示观察“在大气压的作用下能支持约10米多高水柱”这一现象，然后引导学生进行理论推导。在教学过程中，学生虽然没有进行实操演示，但通过教学视频也能很快地进入相应的教学情境，并很好地理解相关概念，教学效果非常好。

（二）很难在课堂完成的模拟演示实验

这类实验往往涉及比较繁琐的实验原理，这些原理很难通过实验现象直观呈现，如模拟核裂变、核聚变原理、电流的形成过程、“香蕉球”现象、汽油机的工作循环等。例如，讲授“核能核裂变”这一知识时，教师不可能通过现场演示或者亲自录制实验来演示核裂变的原理，这时就可以借助视频动画给学生展示核裂变的过程，使学生能够清楚地观察到链式反应的动态变化，进而理解核裂变的原理。

又如，关于“电流是怎么形成的”这一问题，“电流”是一种无形的物质，对学生来说是非常抽象的，即便通过实验演示学生也无法用肉眼观察电流的形成过程。为了让学生更形象地理解“电流是電荷的定向移动形成的”这一概念，笔者给学生播放了模拟视频。虽然视频只有短短10秒的时间，学生却能清楚地看到电荷的流向，观察到开关闭合前后电子的无序运动和有序定向运动的对比，对电流的形成有了直观、深刻的理解。

（三）危险性大或实验材料本身带有毒性的演示实验

这类实验因为危险性大，或所使用的材料本身带有一定的毒性，会对学生的健康、安全造成伤害，如展示次声波的实验、托里拆利实验、短路危害实验等，这些实验的实验过程存在一定的安全隐患，因此更适宜通过视频向学生呈现实验过程。如托里拆利实验需要用到水银，但水银是有毒物质，实验时不仅需要专业的防护用具，还要有很专业的操作手法，因而很难在教学中完成这一实验。对此，笔者在教学中利用视频呈现了托里拆利实验全过程，帮助学生理解其实验原理，同样收到了很好的教学效果。

线路短路是我们日常生活中常见的一个现象，也是物理电学实验常碰到的内容。但有些实验所用电压会达到220伏，在操作短路实验的时候，若学生操作不当就会发生触电的危险。所以，为了给学生展示220伏的交流电短路的危害，笔者给学生播放这样一个视频：把一根腌制过的黄瓜制品直接接在电压为220伏的火线与零线之间，接通电源一会儿，黄瓜就会在电路短路的情况下被烧得焦黑。通过这样的一个视频，学生能够一目了然地知道电路发生短路的危害，人身安全也得到了保障。

（四）容易受气候环境等因素影响的演示实验

有些演示实验对于气候条件的要求比较苛刻，气候不适宜会导致实验失败或者实验现象不明显，如静电实验、光的色散等，而如果利用相关的视频进行教学，效果就会好很多。

如放电实验，实验的目的是要让一名女生的头发竖起来。这个实验操作很简单，但却容易受到空气湿度等因素影响，如果天气条件达不到要求，实验现象就不明显甚至会导致实验失败。在讲授该课时，笔者选择给学生播放相关视频，然后引导学生运用已有知识对这一现象进行分析讨论，使学生更深刻地领悟其中的原理。又如，观察静电实验或光的色散现象，如果是下雨或阴天，这样的实验就无法开展，在这种情况下就可以利用视频进行教学。

以上4类实验，或是因为材料、场地等不足，或是因为需要较为严苛的气候条件，或是因为实验本身存在一定的危险性，而无法进行实操演示，利用相关的实验视频进行教学既可以弥补无法实操的短板，让学生对相关物理现象有直观的观察，又能确保相关实验教学能够按质按量完成。其他如实验周期太长、需要把动态过程转化成静态分析、需要理论联系实际等实验，如果因种种现实条件而无法进行实操演示，也可以采用视频进行辅助教学。

二、收集演示实验视频的途径及注意事项

在网络越来越发达的今天，要想收集相关的视频资料，可以说是轻而易举的。在具体操作中，笔者认为以下途径相对有效且便捷：一是利用优酷、腾讯、爱奇艺、百度等平台的搜索工具，根据教学目标、实验类型等输入实验名称的关键词，从中选择合适的视频资源;二是利用各高校平台、教学资源平台等，从中选择合适的视频;三是如果从网上搜集不到直接可用的视频，则可以将几个相关的视频进行重新剪辑加工。

笔者以为，利用视频资源辅助演示实验教学，关键在于如何选择合适的视频。要想充分发挥视频资源在演示实验教学中的作用，就要遵循适用性、合目的性、趣味性三大原则，这样才能收到更好的教学效果。

（一）适用性原则

所谓“适用性”，就是所选视频要与实验内容相适宜，而不是任意选取。如教材中关于硫酸铜溶液和固体的扩散实验，硫酸铜溶液的扩散现象需要30天才能完全呈现，而固体金与铅的扩散则需要长达5年的时间，要想在教学中完成这样的实验是完全不可能的，但这个实验对学生而言又是非常有必要的。为此，教师可以从网上搜索两个相关视频，然后按照实验的具体过程将两个视频重新剪辑制作，再进行整合快放，从而将实验的整个过程压缩在一个视频中，既让学生清楚地看到了硫酸铜溶液和固体的整个扩散过程，又很好地解决实验所需时间过长的问题。

（二）合目的性原则

合目的性，就是依据教学目标选择合适的教学视频。在不适合现场演示的实验中，有一种是帮助学生理解抽象物理概念的实验，如《牛顿第一定律》一课，涉及物体不受力时将保持静止状态或匀速直线运动状态概念，教材对此的描述也是非常抽象的，学生很难理解。为此，笔者选择了宇航员在太空舱中打“水乒乓球”的视频，让学生观察失重状态下水球可以悬浮在空中，以及水球离开球拍后均保持着一定的方向做匀速直线运动等现象。这样的实验在很多学校现有的条件下是不可能完成的，但通过利用一个简单的视频，就能很好地向学生展示物体的迅速直线运动状态，让学生对相关概念有了直观、形象的体会，很好地完成了既定的教学目标。

（三）趣味性原则

有趣的内容，能够迅速抓住学生的眼球，吸引学生的注意力。如教授《用电安全》一课时，考虑到进行实操演示会存在安全隐患，因而笔者选择使用视频进行辅助教学。但是选用什么样的视频呢？几经筛选后，笔者选择了这样一个动漫视频：人在触摸电线时会触电，但小鸟停在高压线上却安然无恙，然后让学生分组讨论其中的原理。这个视频具有一定的趣味性，有效地激发了学生的探讨热情。经过小组内、小组间的热烈讨论，学生最后充分认识到了如何安全用电的问题。

三、落实评价，提高视频辅助教学的有效性

为了更好地推进研究工作，笔者在对学生进行问卷调查、分析调查数据后发现，学生认为利用视频来辅助演示实验教学具有趣味性、直观性，有利于培养自己的发散性思维，同时激发出强烈的求知欲望。

实践研究需要评价机制作为辅助，笔者在开展“利用视频提升初中物理演示实验教学有效性的研究”过程中，采取了对比法进行教学评价。目前，笔者所在学校每个年级均有20个教学班。所谓“对比法”，就是以年级为单位将教师相同、生源接近的班级分为实验组和对照组，在进行演示实验教学时，对照组的教法是以教师结合教材资料讲解知识、進行常规演示为主，而实验组的教法则是采用视频来辅助教学。

在近两年的对比实践中，笔者对学生进行了多次历次演示实验内容的专项测试，并对实验组和对照组的平均分、及格率、优秀率进行了统计分析，发现：实验组的平均分、及格率、优秀率各方面都领先于对照组的，其中实验组的平均分比对照组的高2～3分，实验组的及格率比对照组的高10%，实验组的优秀率比对照组的高5%。通过对两组的教学效果进行对比研究可知，利用视频辅助进行演示实验教学能够将实验内容具体化、形象化和规范化，还有利于节约实验时间，提高课堂教学效率。

笔者认为，利用视频资源提高初中物理演示实验是对传统课堂教学模式的一种有效补充，但这一模式也存在一些问题：由于是利用视频进行辅助教学，教学过程缺乏师生间的互动与交流，很难生成教学问题。所以，笔者建议，教师切忌过分依赖视频资料，在条件允许的情况下，演示实验教学还是要让学生进行实践操作，这样才能让学生有切身的体验和感受。

【参考文献】

[1]闫金铎，郭玉英.中学物理教学概论[M].北京：高等教育出版社，2009

[2]中华人民共和国教育部制定.义务教育物理课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012

[3]华东地区初中物理教材编写组.义务教育教科书物理八年级下册[M].上海：上海科学技术出版社，广东教育出版社，2013

[4]张玮缨，张秋月.“互联网+教育”背景下初中物理智慧课堂的构建方法研究[J].农家参谋，2018，601（22）

注：本文系2018年度广西教育科学“十三五”规划研究专项课题“利用‘互联网+教育资源提高初中理化生演示实验效果的研究”（立项编号：2018ZJY153）的阶段性研究成果。

作者简介：唐绍峰（1967— ），广西桂林人，大学本科学历，高级教师，桂林市第二批学科带头人，研究方向为初中物理的教育教学。

（责编 黎雪娟）