新課標(biāo)下實(shí)驗(yàn)微課在物理教學(xué)中的實(shí)踐與研究

摘要：隨著教育技術(shù)的不斷進(jìn)步，實(shí)驗(yàn)微課作為一種新興的教學(xué)形式逐漸受到關(guān)注。通過(guò)深入分析實(shí)驗(yàn)微課制作的趣味性、目的性、系列性等原則，以及科學(xué)翻轉(zhuǎn)、深度互動(dòng)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)等策略的應(yīng)用，提出一套系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)微課設(shè)計(jì)框架。這一框架對(duì)于推動(dòng)實(shí)驗(yàn)微課發(fā)展、提升教學(xué)效果具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)微課；物理教學(xué)；實(shí)踐策略為滿足新時(shí)代的教育需求，制作實(shí)驗(yàn)微課需要一套科學(xué)、系統(tǒng)的原則和策略。本文從趣味性、目的性和系列性三個(gè)方面出發(fā)，深入探討實(shí)驗(yàn)微課設(shè)計(jì)的核心原則，聚焦思維能力與核心素養(yǎng)，提出一種符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的全新設(shè)計(jì)方法。一、基于認(rèn)知特點(diǎn)，遵循實(shí)驗(yàn)微課制作原則（一）趣味性——激發(fā)認(rèn)知興趣在教育領(lǐng)域，趣味性被認(rèn)為是調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和激發(fā)學(xué)生認(rèn)知興趣的關(guān)鍵因素。在實(shí)驗(yàn)微課設(shè)計(jì)中，如何利用趣味性元素使知識(shí)更具吸引力，成為教育改革中的重要課題。例如，在教學(xué)光的折射定律時(shí)，教師可以從一個(gè)引人入勝的情境出發(fā)，如“探險(xiǎn)尋找失落的寶藏”。充滿趣味的情境不僅能激發(fā)學(xué)生對(duì)光學(xué)的興趣，還能為折射定律的學(xué)習(xí)營(yíng)造輕松愉快的氛圍。在教學(xué)過(guò)程中，教師將這個(gè)情境融入課堂，通過(guò)問(wèn)題“為什么在寶藏地圖上看到的路線與實(shí)際走的路線不一樣？”將學(xué)生自然引入學(xué)習(xí)狀態(tài)。隨后，教師通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單而有趣的實(shí)驗(yàn)——利用玻璃杯和水來(lái)模擬折射現(xiàn)象，讓學(xué)生親身體驗(yàn)折射的過(guò)程。這種方式將抽象的理論轉(zhuǎn)化為具體的感知，使折射定律不再是枯燥的知識(shí)，而是有趣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。引入趣味性元素不僅可以激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知興趣，還可以創(chuàng)造一個(gè)積極的學(xué)習(xí)環(huán)境，使知識(shí)傳遞更為高效，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)探索的興趣。（二）目的性——把握認(rèn)知節(jié)點(diǎn)隨著教育技術(shù)的不斷發(fā)展，實(shí)驗(yàn)微課作為一種創(chuàng)新的教學(xué)形式，逐漸引起了廣泛關(guān)注。制作實(shí)驗(yàn)微課需要遵循一系列原則，以確保學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)過(guò)程中達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。其中，目的性原則至關(guān)重要，明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)可以引導(dǎo)學(xué)生有目的地學(xué)習(xí)，確保知識(shí)的有序傳遞。以“拋體運(yùn)動(dòng)”一課為例，教師可以設(shè)定具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)，如“理解拋體運(yùn)動(dòng)的基本原理，能夠運(yùn)用相關(guān)公式解決實(shí)際問(wèn)題”。為了幫助學(xué)生更好地理解這一目標(biāo)，教師可以引用一個(gè)貼近生活的例子：為什么籃球運(yùn)動(dòng)員在投籃時(shí)需要考慮投籃角度和初速度的影響？這一實(shí)例將抽象的物理概念與學(xué)生熟悉的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景相聯(lián)系，為學(xué)習(xí)提供了生動(dòng)的背景。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，教師以籃球運(yùn)動(dòng)為案例，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生觀察籃球的運(yùn)動(dòng)軌跡，分析影響軌跡的因素，激發(fā)他們對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)的興趣。隨后，教師逐步展示相關(guān)公式的推導(dǎo)過(guò)程，使學(xué)生深入理解物理學(xué)原理。在此過(guò)程中，教師要注重引導(dǎo)學(xué)生形成關(guān)鍵的認(rèn)知節(jié)點(diǎn)，例如在討論拋出高度時(shí)，強(qiáng)調(diào)初速度對(duì)軌跡的影響。在這種分階段目標(biāo)的引導(dǎo)下，學(xué)生能夠逐漸形成對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)的整體認(rèn)識(shí)，建立清晰的認(rèn)知框架。通過(guò)設(shè)定明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)和把握關(guān)鍵認(rèn)知節(jié)點(diǎn)，學(xué)生能夠有目的地學(xué)習(xí)，在認(rèn)知體系構(gòu)建過(guò)程中形成連貫的邏輯框架。目的性原則能使學(xué)習(xí)過(guò)程更為系統(tǒng)和有序，學(xué)生也會(huì)因此更加主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)中，從而充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)微課的優(yōu)勢(shì)［1］。（三）系列性——契合認(rèn)知規(guī)律在實(shí)驗(yàn)微課設(shè)計(jì)中，系列性原則對(duì)于促進(jìn)學(xué)生深層次理解知識(shí)至關(guān)重要。教師應(yīng)合理連接各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生建立知識(shí)間的紐帶，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的連貫性和整體性。以“光的折射”一課為例，教師可以圍繞折射定律設(shè)計(jì)一系列連貫的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。情境設(shè)定為“追蹤光的奇妙旅程”，將折射定律的學(xué)習(xí)過(guò)程劃分為多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn)，逐步深化學(xué)生對(duì)折射定律的理解。首先，教師可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，如利用玻璃杯和水模擬光的折射現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生初步了解折射的基本原理。在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，教師可以引入棱鏡，展示光線經(jīng)過(guò)多次折射的現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生探討更為復(fù)雜的折射情況。在第三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)仿真環(huán)境，例如模擬水中游泳者的形象，讓學(xué)生觀察并分析實(shí)際生活中的折射現(xiàn)象。這一系列實(shí)驗(yàn)通過(guò)逐步增加難度，使學(xué)生在不同的認(rèn)知階段都能建立扎實(shí)的認(rèn)知節(jié)點(diǎn)。系列性微課設(shè)計(jì)能為學(xué)生提供深度學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，符合認(rèn)知規(guī)律中“漸進(jìn)、連貫”的特點(diǎn)，能夠幫助學(xué)生更好地理解知識(shí)，形成更加穩(wěn)固和系統(tǒng)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)［2］。二、指向思維能力，捕捉鏈接實(shí)驗(yàn)微課的時(shí)機(jī)（一）懵懂時(shí)，指導(dǎo)科學(xué)推理在學(xué)習(xí)新知識(shí)的初期，學(xué)生常處于一種懵懂狀態(tài)，對(duì)所接觸的概念尚未建立牢固的認(rèn)知。這一階段是引導(dǎo)學(xué)生形成科學(xué)推理能力的關(guān)鍵時(shí)期。教師應(yīng)巧妙利用這一時(shí)機(jī)，利用實(shí)驗(yàn)微課激發(fā)學(xué)生的好奇心和科學(xué)探究欲望，引導(dǎo)他們從懵懂的狀態(tài)出發(fā)展開(kāi)科學(xué)推理。在教學(xué)熱傳導(dǎo)的基本概念時(shí)，教師可以在微課中引用實(shí)例：為什么有些金屬摸起來(lái)會(huì)比較冷，而有些則比較暖？通過(guò)這一問(wèn)題激發(fā)學(xué)生對(duì)熱傳導(dǎo)現(xiàn)象的好奇心，引導(dǎo)他們進(jìn)入科學(xué)推理過(guò)程。在教學(xué)過(guò)程中，教師可以首先安排一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)：將不同金屬材料置于相同環(huán)境中，觀察它們的溫度變化。學(xué)生在觀察過(guò)程中思考，運(yùn)用科學(xué)推理理解觀察到的現(xiàn)象。接著，教師進(jìn)行理論講解，解釋熱傳導(dǎo)的基本原理，并幫助學(xué)生將實(shí)驗(yàn)觀察與理論知識(shí)聯(lián)系起來(lái)。在這一過(guò)程中，教師不僅注重讓學(xué)生理解概念，還鼓勵(lì)他們提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，從而培養(yǎng)科學(xué)推理的思維模式。通過(guò)實(shí)際操作與思考，學(xué)生逐漸在懵懂中形成對(duì)熱傳導(dǎo)的初步認(rèn)知。在學(xué)生的懵懂階段巧妙地引導(dǎo)他們開(kāi)展科學(xué)推理，有助于他們更深入地理解新知識(shí)。實(shí)驗(yàn)微課在這一環(huán)節(jié)的應(yīng)用，不僅可以提升學(xué)生的科學(xué)推理能力，還可以增強(qiáng)他們解決問(wèn)題的能力。（二）活動(dòng)時(shí)，激勵(lì)質(zhì)疑求新學(xué)生在參與活動(dòng)時(shí)常會(huì)表現(xiàn)出學(xué)習(xí)積極性和求知欲望，教師在實(shí)驗(yàn)微課設(shè)計(jì)中要捕捉這一時(shí)機(jī)，激勵(lì)學(xué)生提出質(zhì)疑、探索新知，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力和創(chuàng)新能力至關(guān)重要。以“電磁感應(yīng)”一課為例，教師可以提出問(wèn)題：手機(jī)無(wú)線充電是如何實(shí)現(xiàn)的？引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)質(zhì)疑并探索答案，從而深入理解電磁感應(yīng)的機(jī)制。在教學(xué)過(guò)程中，教師從實(shí)驗(yàn)出發(fā)，展示電磁感應(yīng)的基本現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的好奇心。學(xué)生理解無(wú)線充電器的工作原理是通過(guò)在充電板中產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，感應(yīng)到手機(jī)中的線圈，進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電流給手機(jī)電池充電后，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生積極提問(wèn)，激發(fā)他們的質(zhì)疑精神。為進(jìn)一步鞏固學(xué)生的知識(shí)理解，教師還可以組織小組活動(dòng)，讓學(xué)生通過(guò)團(tuán)隊(duì)討論和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)探究生活中更多利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的案例。通過(guò)這些互動(dòng)活動(dòng)，學(xué)生在實(shí)際操作中不僅能深化對(duì)電磁感應(yīng)的理解，還能提升積極思考和解決問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)微課在互動(dòng)活動(dòng)中的應(yīng)用，不僅能提高學(xué)生的實(shí)踐能力，促使他們?cè)趯?shí)踐中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，還能激勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑求新，激發(fā)他們主動(dòng)思考和探索科學(xué)問(wèn)題的熱情。（三）發(fā)散時(shí)，建構(gòu)情景模型學(xué)生處于發(fā)散思維狀態(tài)時(shí)，容易接受新知識(shí)，進(jìn)行跨學(xué)科思考。在實(shí)驗(yàn)微課設(shè)計(jì)中，教師要重視學(xué)生發(fā)散思維的理想時(shí)機(jī)，可以通過(guò)建構(gòu)情境模型來(lái)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力，拓展實(shí)驗(yàn)微課的深度。以“光的色散”一課為例，教師可以選擇“光的彩虹之謎”作為引子，引發(fā)學(xué)生的好奇心。教師可以提出問(wèn)題：為什么彩虹中的顏色總是按照紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的次序排列？通過(guò)這一問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入一個(gè)充滿想象力的學(xué)習(xí)情境，建構(gòu)光的色散情境模型。在教學(xué)過(guò)程中，教師可以首先引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察彩虹現(xiàn)象，并提出問(wèn)題：“為什么白光經(jīng)過(guò)雨滴后會(huì)分解成七種顏色？”在問(wèn)題引導(dǎo)下，學(xué)生開(kāi)始思考并嘗試解釋這一現(xiàn)象。接下來(lái)，教師以情境模型為主線，通過(guò)展示動(dòng)畫、圖片等多媒體資料，幫助學(xué)生理解光的波長(zhǎng)和折射的基本原理。在這個(gè)過(guò)程中，教師鼓勵(lì)學(xué)生自由想象，構(gòu)建他們心中的“彩虹模型”，引導(dǎo)他們從感性認(rèn)知逐漸過(guò)渡到理性認(rèn)知。教師還可以組織小組活動(dòng)，讓學(xué)生合作設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)，以拓展他們對(duì)彩虹形成過(guò)程的理解。例如，學(xué)生可以嘗試通過(guò)不同介質(zhì)模擬彩虹現(xiàn)象，或探討其他環(huán)境中是否可能出現(xiàn)不同的顏色順序。在學(xué)生發(fā)散思維的關(guān)鍵時(shí)刻，實(shí)驗(yàn)微課能夠通過(guò)情境模型的構(gòu)建，使學(xué)習(xí)過(guò)程更加生動(dòng)有趣，有效激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，培養(yǎng)其發(fā)散思維能力，深化其對(duì)知識(shí)的理解。三、聚焦核心素養(yǎng)，創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)驗(yàn)微課的策略（一）科學(xué)翻轉(zhuǎn)，形成物質(zhì)觀念科學(xué)翻轉(zhuǎn)是一種以學(xué)生為主體、以問(wèn)題為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)模式，能夠培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科興趣和獨(dú)立思考能力。在實(shí)驗(yàn)微課中，科學(xué)翻轉(zhuǎn)策略不僅有助于學(xué)生形成物質(zhì)觀念，還能增強(qiáng)他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析能力。以“浮力”一課為例，教師可以選擇“不同密度物體在水中的浮沉現(xiàn)象”作為科學(xué)翻轉(zhuǎn)的主題。首先，教師可以提出問(wèn)題：為什么有些物體能漂浮在水面上，而有些物體會(huì)下沉？以問(wèn)題激發(fā)學(xué)生對(duì)浮力的好奇心。在教學(xué)過(guò)程中，教師首先組織學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單的浮力實(shí)驗(yàn)，觀察不同密度的物體在水中的浮沉現(xiàn)象。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可能會(huì)產(chǎn)生更多疑問(wèn)，此時(shí)教師可以引導(dǎo)他們提出具體問(wèn)題，例如“是什么決定了物體在水中是漂浮還是下沉？”然后，以學(xué)生提出的問(wèn)題為導(dǎo)向，教師講解有關(guān)浮力的理論知識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)相關(guān)概念，注重引導(dǎo)學(xué)生形成對(duì)浮力的初步認(rèn)識(shí)。接下來(lái)，教師鼓勵(lì)學(xué)生分組設(shè)計(jì)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證浮力定律。在這一過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，不僅深化了對(duì)浮力的理解，還培養(yǎng)了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析的能力?？茖W(xué)翻轉(zhuǎn)策略在初中物理實(shí)驗(yàn)微課中的應(yīng)用，能夠激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究知識(shí)的興趣，使他們形成深刻的物質(zhì)觀念，為他們未來(lái)的科學(xué)學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。（二）深度互動(dòng)，分析事實(shí)證據(jù)深度互動(dòng)是實(shí)驗(yàn)微課中不可或缺的策略，學(xué)生通過(guò)有效的交流與討論，能夠深入理解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，獲取事實(shí)證據(jù)。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度互動(dòng)，促使他們積極參與、分享觀察，提升學(xué)習(xí)效果。以“簡(jiǎn)單機(jī)械”一課為例，教師可以選擇“斜面上的滑動(dòng)摩擦力”作為深度互動(dòng)的主題。教師可以提出問(wèn)題激發(fā)學(xué)生對(duì)滑動(dòng)摩擦力的興趣，如“為什么物體在斜面上會(huì)滑動(dòng)？”在教學(xué)過(guò)程中，教師首先組織學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單的斜面實(shí)驗(yàn)，讓他們觀察物體在不同角度的斜面上滑動(dòng)的過(guò)程，基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出自己的疑問(wèn)，如“物體在斜面上的滑動(dòng)速度受哪些因素影響？”接著，教師以學(xué)生提出的問(wèn)題為導(dǎo)向，講解相關(guān)理論知識(shí)，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)滑動(dòng)摩擦力的概念。在這個(gè)階段，教師注重引導(dǎo)學(xué)生形成對(duì)滑動(dòng)摩擦力的初步理解。隨后，教師將學(xué)生分為小組，鼓勵(lì)他們合作設(shè)計(jì)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)，例如測(cè)量不同斜面材料或不同斜面角度下物體所受的滑動(dòng)摩擦力的大小。在小組討論和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生能夠通過(guò)互動(dòng)相互啟發(fā)，驗(yàn)證各自的猜想，共同分析事實(shí)證據(jù)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析能力。深度互動(dòng)鼓勵(lì)學(xué)生積極參與、分享觀察和分析證據(jù)，學(xué)生得以深入地理解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提高團(tuán)隊(duì)合作能力和表達(dá)能力。（三）任務(wù)驅(qū)動(dòng)，修正數(shù)據(jù)信息任務(wù)驅(qū)動(dòng)是實(shí)驗(yàn)微課中一項(xiàng)關(guān)鍵策略。通過(guò)設(shè)定明確的任務(wù)目標(biāo)，學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中更有針對(duì)性地收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果，并在修正過(guò)程中提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的深度和科學(xué)思維能力。在“光的折射”課程中，教師可以選擇“介質(zhì)對(duì)光的折射角的影響”作為任務(wù)驅(qū)動(dòng)的主題。首先，教師可以提出問(wèn)題：光從空氣斜射入不同介質(zhì)中，折射角是否相同？這一問(wèn)題旨在激發(fā)學(xué)生對(duì)光的折射現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)興趣。在教學(xué)過(guò)程中，教師可以布置任務(wù)，要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)改變第二介質(zhì)（如水、玻璃等），收集各介質(zhì)中光的折射角數(shù)據(jù)。學(xué)生在此過(guò)程中可能會(huì)遇到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或數(shù)據(jù)分析方面的挑戰(zhàn)。在實(shí)驗(yàn)完成后，教師可以組織集體討論，鼓勵(lì)學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并根據(jù)討論中的反饋，指導(dǎo)他們修正實(shí)驗(yàn)方案。經(jīng)過(guò)反復(fù)修正和優(yōu)化，學(xué)生不僅能夠深化對(duì)光折射定律的理解，還能提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的深度和準(zhǔn)確性，逐步培養(yǎng)科學(xué)思維和實(shí)驗(yàn)技能。任務(wù)