新课标下实验微课在物理教学中的实践与研究

摘 要：随着教育技术的不断进步，实验微课作为一种新兴的教学形式逐渐受到关注。通过深入分析实验微课制作的趣味性、目的性、系列性等原则，以及科学翻转、深度互动、任务驱动等策略的应用，提出一套系统的实验微课设计框架。这一框架对于推动实验微课发展、提升教学效果具有积极的现实意义。

关键词：实验微课；物理教学；实践策略

作者简介：夏稳（1981—），男，江苏省苏州市吴中区甫里中学。

为满足新时代的教育需求，制作实验微课需要一套科学、系统的原则和策略。本文从趣味性、目的性和系列性三个方面出发，深入探讨实验微课设计的核心原则，聚焦思维能力与核心素养，提出一种符合学生认知特点的全新设计方法。

一、基于认知特点，遵循实验微课制作原则

（一）趣味性——激发认知兴趣

在教育领域，趣味性被认为是调动学生学习积极性和激发学生认知兴趣的关键因素。在实验微课设计中，如何利用趣味性元素使知识更具吸引力，成为教育改革中的重要课题。

例如，在教学光的折射定律时，教师可以从一个引人入胜的情境出发，如“探险寻找失落的宝藏”。充满趣味的情境不仅能激发学生对光学的兴趣，还能为折射定律的学习营造轻松愉快的氛围。在教学过程中，教师将这个情境融入课堂，通过问题“为什么在宝藏地图上看到的路线与实际走的路线不一样？”将学生自然引入学习状态。随后，教师通过一个简单而有趣的实验——利用玻璃杯和水来模拟折射现象，让学生亲身体验折射的过程。这种方式将抽象的理论转化为具体的感知，使折射定律不再是枯燥的知识，而是有趣的实验现象。引入趣味性元素不仅可以激发学生的认知兴趣，还可以创造一个积极的学习环境，使知识传递更为高效，培养学生对科学探索的兴趣。

（二）目的性——把握认知节点

随着教育技术的不断发展，实验微课作为一种创新的教学形式，逐渐引起了广泛关注。制作实验微课需要遵循一系列原则，以确保学生能够在学习过程中达到预期目标。其中，目的性原则至关重要，明确的学习目标可以引导学生有目的地学习，确保知识的有序传递。

以“抛体运动”一课为例，教师可以设定具体的学习目标，如“理解抛体运动的基本原理，能够运用相关公式解决实际问题”。为了帮助学生更好地理解这一目标，教师可以引用一个贴近生活的例子：为什么篮球运动员在投篮时需要考虑投篮角度和初速度的影响？这一实例将抽象的物理概念与学生熟悉的现实场景相联系，为学习提供了生动的背景。在实际教学过程中，教师以篮球运动为案例，通过引导学生观察篮球的运动轨迹，分析影响轨迹的因素，激发他们对抛体运动的兴趣。随后，教师逐步展示相关公式的推导过程，使学生深入理解物理学原理。在此过程中，教师要注重引导学生形成关键的认知节点，例如在讨论抛出高度时，强调初速度对轨迹的影响。在这种分阶段目标的引导下，学生能够逐渐形成对抛体运动的整体认识，建立清晰的认知框架。

通过设定明确的学习目标和把握关键认知节点，学生能够有目的地学习，在认知体系构建过程中形成连贯的逻辑框架。目的性原则能使学习过程更为系统和有序，学生也会因此更加主动地参与到学习中，从而充分发挥实验微课的优势［1］。

（三）系列性——契合认知规律

在实验微课设计中，系列性原则对于促进学生深层次理解知识至关重要。教师应合理连接各个教学环节，帮助学生建立知识间的纽带，增强学习的连贯性和整体性。

以“光的折射”一课为例，教师可以围绕折射定律设计一系列连贯的实验活动。情境设定为“追踪光的奇妙旅程”，将折射定律的学习过程划分为多个相互关联的实验，逐步深化学生对折射定律的理解。首先，教师可以通过一个简单的实验，如利用玻璃杯和水模拟光的折射现象，引导学生初步了解折射的基本原理。在第二个实验中，教师可以引入棱镜，展示光线经过多次折射的现象，引导学生探讨更为复杂的折射情况。在第三个实验中，教师可以设计一个仿真环境，例如模拟水中游泳者的形象，让学生观察并分析实际生活中的折射现象。这一系列实验通过逐步增加难度，使学生在不同的认知阶段都能建立扎实的认知节点。系列性微课设计能为学生提供深度学习的机会，符合认知规律中“渐进、连贯”的特点，能够帮助学生更好地理解知识，形成更加稳固和系统的认知结构［2］。

二、指向思维能力，捕捉链接实验微课的时机

（一）懵懂时，指导科学推理

在学习新知识的初期，学生常处于一种懵懂状态，对所接触的概念尚未建立牢固的认知。这一阶段是引导学生形成科学推理能力的关键时期。教师应巧妙利用这一时机，利用实验微课激发学生的好奇心和科学探究欲望，引导他们从懵懂的状态出发展开科学推理。

在教学热传导的基本概念时，教师可以在微课中引用实例：为什么有些金属摸起来会比较冷，而有些则比较暖？通过这一问题激发学生对热传导现象的好奇心，引导他们进入科学推理过程。在教学过程中，教师可以首先安排一个简单的实验：将不同金属材料置于相同环境中，观察它们的温度变化。学生在观察过程中思考，运用科学推理理解观察到的现象。接着，教师进行理论讲解，解释热传导的基本原理，并帮助学生将实验观察与理论知识联系起来。在这一过程中，教师不仅注重让学生理解概念，还鼓励他们提出假设、设计实验，从而培养科学推理的思维模式。通过实际操作与思考，学生逐渐在懵懂中形成对热传导的初步认知。

在学生的懵懂阶段巧妙地引导他们开展科学推理，有助于他们更深入地理解新知识。实验微课在这一环节的应用，不仅可以提升学生的科学推理能力，还可以增强他们解决问题的能力。

（二）活动时，激励质疑求新

学生在参与活动时常会表现出学习积极性和求知欲望，教师在实验微课设计中要捕捉这一时机，激励学生提出质疑、探索新知，这对于培养学生的思辨能力和创新能力至关重要。

以“电磁感应”一课为例，教师可以提出问题：手机无线充电是如何实现的？引导学生主动质疑并探索答案，从而深入理解电磁感应的机制。在教学过程中，教师从实验出发，展示电磁感应的基本现象，激发学生的好奇心。学生理解无线充电器的工作原理是通过在充电板中产生变化的磁场，感应到手机中的线圈，进而产生感应电流给手机电池充电后，教师应鼓励学生积极提问，激发他们的质疑精神。为进一步巩固学生的知识理解，教师还可以组织小组活动，让学生通过团队讨论和实验设计来探究生活中更多利用电磁感应现象的案例。通过这些互动活动，学生在实际操作中不仅能深化对电磁感应的理解，还能提升积极思考和解决问题的能力。

实验微课在互动活动中的应用，不仅能提高学生的实践能力，促使他们在实践中运用所学知识，还能激励学生质疑求新，激发他们主动思考和探索科学问题的热情。

（三）发散时，建构情景模型

学生处于发散思维状态时，容易接受新知识，进行跨学科思考。在实验微课设计中，教师要重视学生发散思维的理想时机，可以通过建构情境模型来激发学生的创造力和想象力，拓展实验微课的深度。

以“光的色散”一课为例，教师可以选择“光的彩虹之谜”作为引子，引发学生的好奇心。教师可以提出问题：为什么彩虹中的颜色总是按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的次序排列？通过这一问题，引导学生进入一个充满想象力的学习情境，建构光的色散情境模型。在教学过程中，教师可以首先引导学生通过实验观察彩虹现象，并提出问题：“为什么白光经过雨滴后会分解成七种颜色？”在问题引导下，学生开始思考并尝试解释这一现象。接下来，教师以情境模型为主线，通过展示动画、图片等多媒体资料，帮助学生理解光的波长和折射的基本原理。在这个过程中，教师鼓励学生自由想象，构建他们心中的“彩虹模型”，引导他们从感性认知逐渐过渡到理性认知。教师还可以组织小组活动，让学生合作设计新的实验，以拓展他们对彩虹形成过程的理解。例如，学生可以尝试通过不同介质模拟彩虹现象，或探讨其他环境中是否可能出现不同的颜色顺序。

在学生发散思维的关键时刻，实验微课能够通过情境模型的构建，使学习过程更加生动有趣，有效激发学生的创造力，培养其发散思维能力，深化其对知识的理解。

三、聚焦核心素养，创新应用实验微课的策略

（一）科学翻转，形成物质观念

科学翻转是一种以学生为主体、以问题为导向的学习模式，能够培养学生的学科兴趣和独立思考能力。在实验微课中，科学翻转策略不仅有助于学生形成物质观念，还能增强他们的实验设计和数据分析能力。

以“浮力”一课为例，教师可以选择“不同密度物体在水中的浮沉现象”作为科学翻转的主题。首先，教师可以提出问题：为什么有些物体能漂浮在水面上，而有些物体会下沉？以问题激发学生对浮力的好奇心。在教学过程中，教师首先组织学生进行简单的浮力实验，观察不同密度的物体在水中的浮沉现象。在实验中，学生可能会产生更多疑问，此时教师可以引导他们提出具体问题，例如“是什么决定了物体在水中是漂浮还是下沉？”然后，以学生提出的问题为导向，教师讲解有关浮力的理论知识，鼓励学生自主学习相关概念，注重引导学生形成对浮力的初步认识。接下来，教师鼓励学生分组设计进一步的实验，验证浮力定律。在这一过程中，学生通过自主设计实验，不仅深化了对浮力的理解，还培养了实验设计和数据分析的能力。

科学翻转策略在初中物理实验微课中的应用，能够激发学生主动探究知识的兴趣，使他们形成深刻的物质观念，为他们未来的科学学习奠定坚实基础。

（二）深度互动，分析事实证据

深度互动是实验微课中不可或缺的策略，学生通过有效的交流与讨论，能够深入理解实验现象，获取事实证据。教师应引导学生进行深度互动，促使他们积极参与、分享观察，提升学习效果。

以“简单机械”一课为例，教师可以选择“斜面上的滑动摩擦力”作为深度互动的主题。教师可以提出问题激发学生对滑动摩擦力的兴趣，如“为什么物体在斜面上会滑动？”在教学过程中，教师首先组织学生进行简单的斜面实验，让他们观察物体在不同角度的斜面上滑动的过程，基于实验现象提出自己的疑问，如“物体在斜面上的滑动速度受哪些因素影响？”接着，教师以学生提出的问题为导向，讲解相关理论知识，让学生自主学习滑动摩擦力的概念。在这个阶段，教师注重引导学生形成对滑动摩擦力的初步理解。随后，教师将学生分为小组，鼓励他们合作设计进一步的实验，例如测量不同斜面材料或不同斜面角度下物体所受的滑动摩擦力的大小。

在小组讨论和实验过程中，学生能够通过互动相互启发，验证各自的猜想，共同分析事实证据，培养实验设计和数据分析能力。深度互动鼓励学生积极参与、分享观察和分析证据，学生得以深入地理解实验现象，提高团队合作能力和表达能力。

（三）任务驱动，修正数据信息

任务驱动是实验微课中一项关键策略。通过设定明确的任务目标，学生可以在实验过程中更有针对性地收集数据、分析结果，并在修正过程中提升实验设计的深度和科学思维能力。

在“光的折射”课程中，教师可以选择“介质对光的折射角的影响”作为任务驱动的主题。首先，教师可以提出问题：光从空气斜射入不同介质中，折射角是否相同？这一问题旨在激发学生对光的折射现象的实验兴趣。在教学过程中，教师可以布置任务，要求学生设计实验，通过改变第二介质（如水、玻璃等），收集各介质中光的折射角数据。学生在此过程中可能会遇到实验设计或数据分析方面的挑战。在实验完成后，教师可以组织集体讨论，鼓励学生分享实验结果，并根据讨论中的反馈，指导他们修正实验方案。经过反复修正和优化，学生不仅能够深化对光折射定律的理解，还能提升实验设计的深度和准确性，逐步培养科学思维和实验技能。

任务驱动策略通过设立明确的实验任务，引导学生主动收集和修正数据信息，有效提高了实验设计的深度和严谨性。在完成任务的过程中，学生不仅能够深入理解光的折射定律，还能培养实际操作和数据分析能力。这一策略在实验微课中的应用能够促进学生的主动参与和团队合作。

结语

本文探讨实验微课的设计原则与策略，在趣味性、目的性和系列性原则的指导下，阐述科学翻转、深度互动和任务驱动等策略的应用，希望这一框架为实验微课的设计提供一种科学的创新思路，推动实验微课的发展，更好地促进学生的科学思维和实验技能的培养。

［参考文献］

李慧.初中物理自制器材实验的开发与应用［J］.新课程导学，2018（20）：25.

郭海燕.微课在初中物理实验教学中的应用［J］.文理导航（中旬），2023（1）：4-6.