例举利用自制教具“翻转课堂”，突破物理教学难点

陈传灿

【摘要】自制教具是指选取生活中常见的素材、资源，自己动手进行加工，制作和教学目标、教学内容、教学风格相一致的教具。相较于批量生产的教学工具而言，既可以实现對资源的二次开发和利用，又可以实现对教师教学思维和学生学习能动性的调动。利用自制教具实现物理教学中的翻转课堂是一种新的教学方式的尝试，可以有效的、有目标的突破教学重难点问题，培养学生的科学素养。

【关键词】物理教学  自制教具  翻转课堂  教学策略

【基金项目】福州市教育科学研究“十三五”规划 2020 年度规划课题《借助“翻转课堂”突破高中物理教学重难点的策略研究》 （课题编号：FZ2020GH083）;福清市教育科学研究“十三五”规划 2020 年度规划课题“基于核心素养下农村初中物理 DIY 小实验实践与应用探索”（课题编号：FQ2020GH048）。

【中图分类号】G633.7   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2021）37-0094-02

中学物理是一门培养学生思维与动手能力的基础课程，在新课标的要求下，当前物理教学更加注重对课堂的创新性教学方法的探索。利用自制教具“翻转课堂”充分利用课内与课外，校内与校外的教学资源调动学生的积极性，增加对物理知识的直观性认识，有效突破物理教学难点。本文结合教学实践对中学物理教学中利用自制教具“翻转课堂”进行开发、设计和应用所做尝试进行论述。

一、利用自制教具开展翻转课堂对物理教学的意义

（一）锻炼学生的发散思维

自制教具是搭建生活常见物品与物理学联系最有效的桥梁，当看到该教具时，学生最先想到的是在生活中的应用形式，再通过教师的物理展示去思考生活与科学之间的联系。教师还可以利用诸如“还可以利用哪些生活中的材料完成该实验”或“该教具还可以应用在哪些物理实验中”的问题启发学生的发散性思维，引导其从多角度看待问题，分析问题，认知问题[1]。

（二）培养学生的实践能力

自制教具不只是教师的自制，更是学生的自制，教师引导学生将翻转课堂视频中看到的内容结合自己的思考进行整合，搜寻到可用于替代实验的工具，在课上进行进一步的验证或讨论自己已经验证过的结果，可以带动学生实践能力、实践意识的提高，达成中学物理教学的实践性目标。教师还可以请学生将自己的预习结果分享至班级群内，共同讨论思考，激活整体学习氛围。鼓励学生在有能力的情况下，通过进一步的预习或相关资料的查找丰富自己的学习结果，在课程开始之前既实现知识的传递又实现学生自主学习意识的调动。

二、例谈利用自制教具“翻转课堂”突破物理教学难点的策略

（一）课前传递知识

“测量小灯泡的电功率”一课的教学重点是要让学生能够通过实验的方法测量小灯泡的功率，在实际探索中了解功率、额定功率等相关概念，并学习使用电流表、电压表、滑动变阻器等测量工具。教学难点则是如何确定实验方案，并让学生在探索中学会应用以上工具。[2]

教师选择生活常见的小灯泡、胶布和数显监测仪等演示实验过程。第1阶段为串联连接的两组小灯泡，通电后通过数显监测仪可以看到电流的数值是相等的，但结果却是灯泡的亮度不一致，请学生在此时思考一下为什么亮度不一致，亮度与此时的电流是否有关，进一步排除了电流与灯泡亮度之间的关系。此时学生可能会开始思考串联不行、那并联的情况下是否会有不一样的实验结果，在停顿20～30秒之后开始第2段演示视频：将两个小灯泡并联连接，接通电流后数显监测仪上显示此时两个小灯泡的电压是一致的，但学生却观测到灯泡的亮度仍然不同，说明灯泡的亮度也与电压大小没有关系。提出问题，结合实验结果和本课即将学到的功率的内容请学生去思考电灯泡的亮度与功率是否有关，又会有怎样的关系，记录下自己的推测结论，在课上再通过实验验证自己的结论。

同样，以“科学探究凸透镜成像”一课的内容为例，该课的教学重点是要让学生了解透镜的焦点、焦距和主光轴，能够根据凸透镜的汇聚作用测量凸透镜焦距，而难点则是要知道凸透镜能产生平行光、凹透镜能使平行光发散，并通过实验验证这一结果。为提高学生的课上学习效率，教师可以提前向学生传递相关知识，如利用微课视频展示照相机拍照的过程，提问学生生活中有哪些情境或现象与照相机拍照获取影像、形成照片这一过程相似，引出学生关于眼球视物的思考。

（二）课中内化知识

在翻转课堂开始之后，教师可以先为学生创设问题情境，如课前预习之后是否通过相关的资料收集解答了预习中存在的问题，那如果没有得到解决，我们课上一起通过自制教具来解答相关问题。设计的问题还可以是照相机是否可以自由的拍清楚远近距离不同的物体，为什么？与之相类似的眼睛是否可以看清远近距离不同的物体，原理又是什么？在观察事物时眼球中的哪部分结构起到关键性作用？[3]

请学生利用蜡烛、玻璃透镜、小纸板、直尺等完成成像实验，记录成像结果和此时蜡烛、透镜、纸板之间的距离;再延长或缩短三者之间的距离，看得到的成像结果是否会出现变化。根据相关数据的整理分析，小组得出的学习结论是玻璃透镜不能变焦。

提问学生可以利用哪些装置模拟凹凸镜或模拟眼球，实现变焦成像，设计实验过程。有部分小组学生结合预习结果、自己整理到的资料和第1步实验反馈结果，提出可以尝试利用水透镜再次开展实验，即在透明塑料袋中注满水，用以替代玻璃透镜的作用和位置。教师肯定学生的这一思路，并和学生一起选择合适的器材改变实验装置，再次完成成像实验，观察调整不同距离时，蜡烛成像会出现怎样的变化。学生在统计结果时会发现虽然出现了变焦影像，但是各小组的记录结果和实验结果并不一致，教师引导学生去思考导致这种差异性结果的根本原因或步骤在哪里，从分析整个实验的核心装置即水透镜入手，发现透镜的体积、薄厚，即用水注满的塑料袋的大小影响到了最终的成像结果;再提问学生为了能够取得一致的、科学的实验数据，应当怎样改进实验器材和实验方案。学生从总结实验的失败教训入手，发现只需要选择同样大小的塑料袋注入体积相等的自来水，再利用支架固定水透镜位置则可能会取得科学的实验结果，让学生再次进行尝试。

此改进步骤可以由学生自行完成，实现水透镜的选材、注水、定型、选择体积承重相适宜的支架并进行安装固定，开始第3次实验;结果正如学生预期，得到了较为一致的变焦成像结果。那么再请学生进一步去思考，此时装置了支架的水透镜与眼球有哪些相似之处，水透镜的整体可以看作眼球中的哪些不同部分？进而推出眼球成像的原理。学生在不断的反复思考和推拉距离中可以发现蜡烛可看做眼睛需要观察的事物，装满水的塑料袋发挥了眼球中晶状体的作用，而支架则相当于眼球中的睫状体，小纸板此时发挥了视网膜的作用，在不断调整水透镜和待观察物体之间的距离过程中可以发现，当水透镜与物体之间距离过远时，为了得到更清晰的成像结果需要调紧支架，即提拉塑料袋，使水透镜变薄;而当水透镜与待观察物体之间的距离变近，为得到更佳的成像效果，则需要放松支架，即使塑料袋放松、变厚。

请学生以学习小组为单位，带入眼球与观察事物之间距离、成像结果之间的关系，分析该实验与远视眼、近视眼等的形成机理有怎样的关系，并通过实验结果的反推，让学生认知到如何才能矫正远视眼或近视眼。

利用小组合作学习的方式提升了交流的空间和学习的能动性，又让学生通过自制教具的开发、设计、选择，实验方案的拟定，实验过程的参与，结果的整理，进一步去思考本課知识重点，达成主动学习模式下学习能力的提高，并突破了课程学习重难点问题。

（三）课外拓展知识

翻转课堂另一重要作用在于让学生可以通过对本节课的学习难点的突破养成良好的学习习惯和学习思维，又能带入到课外实践学习中，进一步锻炼自己的学习能力和学习方法，实现对物理学科综合素养的提升。教师要为学生布置整合利用自制教具资源探索生活中的物理知识，解答生活问题的教育目标。

学生知道地球引力无处不在，那在地球上是否存在地球引力无法发挥作用的现象，该现象与哪些物理知识或物理因素有关系，请学生以小组为单位，设计物理实验，记录实验过程，上传至学习平台上共同探讨与思考。学生从观察身边现象入手，用物理思维去发现，去观察去思考，设计了如下实验：向空玻璃杯中注满纯净水，用硬纸板完全覆盖杯口，一手托着纸板一手握着杯子快速翻转，可以发现此时纸片稳稳地贴在杯口，即便松开压住纸板的手纸板也不会掉落，水也不会流出，学生给出的解释答案是在此时，大气压强创造了物理奇迹，也验证了在地球上存在多样的、不受地心引力控制的现象，其各自与不同的物理因素有关系，需要学生进行不断的分析和验证。

三、结束语

利用自制教具开展中学物理翻转课堂教学形式可以实现对学生学习能动性的最大开发，可以有效地突破教学中的重难点问题。中学物理教师应当结合翻转课堂的形式、特点，尽可能给予学生进行深度思考、自主探索、分析验证的机会，让学生在开发、设计、应用自制教具中实现对物理知识的消化、理解和再应用。

参考文献：

[1]黄建林，朱春凤，王华震.应用自制教具突破力臂概念教学难点[J].物理教师，2017（4）：45-47.

[2]陈峰.自制教具在中学物理教学中的功能探讨[J]. 物理之友， 2019（2）：36-37.

[3]李光辉.运用演示实验突破高中物理教学难点的方法与途径[J].语文课内外， 2018（22）：156.