周祎基于移动学习环境的翻转物理实验课堂探讨

1、 基于移动学习环境的翻转物理实验课堂探讨上海市晋元高级中学 周祎 我校近来推进数字化课程资源共建共享及移动学习环境建设，作为参与其中的一名普通一线教师，笔者受益良多。在日常教学工作中，实验作为物理教学中重要的组成部分尤其重要。然而在实际教学过程中，由于实验课课时不足、实验室开放时间有限等诸多限制，学生动手参与实验的机会不多，教学效果不理想。在参与项目期间，移动学习环境给了笔者启发。根据翻转课堂的理念，应用共建共享平台，笔者对物理实验教学进行了一些新的尝试：让学生在课前完成实验相关知识的学习，那么教师课堂教授的时间将大大减少，从而留给学生更多的时间操作实验、参与交流、获得指导、进行拓展和创新。那

2、如何开展物理实验的翻转课堂呢？基于学校共建共享平台，笔者进行了一番探索。 一、 翻转实验课堂1.0：翻转课堂的第一步是如何将课堂应讲授的知识移到课前学生在家完成。由于实验的特殊性，应将识记的内容如实验原理、实验步骤等在课前通过微视频的形式进行讲解。通过共建共享平台，教师将录制的“自学授导式”课程推送给学生，学生在完成学习后，在平台上即时检测，平台反馈数据帮助教师掌握学生的学习情况进行备课。案例DIS描绘等势面 DIS描绘等势面是高二年段拓展教材中的一个实验，要求学生自己画出电场的等势面。实验步骤很简单，但内在物理学思维却很复杂。以往的实验教学留给学生做实验的时间少，内化知识的时间更少，事倍功半

3、。尝试用翻转课堂的方法来上这节实验课后，学生在课前学习完了实验步骤和原理，课上老师就可以安排较多的时间来做实验及单独辅导，并可以有多余的时间对课前的作业进行讲解，拓展实验的内容。教学片断：课前部分任务1学习模拟法实验目的是描绘电场的等势面。问题一：什么是等势面？学生通过查找以往的课本和笔记，回答什么是等势面，然后系统给出正确答案。问题二：如何来画等势面？给出三个选项：理论计算、实际测量、模拟测量，让学生思考。讲解模拟法的物理意义和方法。任务2实验原理讲解：（观看视频）通过三个问题：如何模拟静电场？为什么可以模拟静电场？怎样在稳恒电场里找等势线？帮助学生来理解实验的原理。任务3实验步骤讲解：（观

4、看视频）对照实验原理，一一讲解实验步骤。任务4即时检测：实验原理和实验步骤的即时检测，对每个题目附带讲解视频。任务5巩固练习：在完成即时效果检测的基础上，做6题巩固练习，系统予以批改，后台提供数据给教师，方便课上根据数据反馈的情况进行讲解。 在完成翻转有几个关键性的准备需要解决。一是硬件的准备：学生用什么看课程，过去常用PC，但其便携性太差。笔者应用共建共享平台中的网班APP，学生只需扫描二维码，直接可以利用移动设备进入课程页面学习答题。同时，学生学习中设置必须完成一些问题才能继续学习，在督促学生的学习同时教师可以通过后台的大数据了解学生学习的情况，大到班级学生中哪个知识点问题比较集中，小到个

5、别同学习题的求解中出现的问题都可以呈现，为教师第二天上课中有针对性的帮助学生内化提供了有效的支撑。二是软件的准备：这个准备是两方面的，一教师要更新自己的理念，搞清楚哪些放在课前，哪些在课堂落实；另一方面，学生要逐渐学会自学的能力。在这堂课中设计通过层层递进的问题引导学生进行思考，逐步培养学生自学的能力，当这种培养到一定程度的时候，学生就可以根据老师提出的大问题分解成若干小问题，逐步深入进行解决，这是以后他们终身学习的基础。二、翻转实验课堂2.0：课前把知识点都学了，那课上干什么呢？如果简单的就是做题、答题、解题、讨论题，是不是又走入了应试教育的怪圈。作为实验，动手操作是必须的，除了操作实验占据

6、时间外，课前学习节省下来的时间，除了分配给解决课前出现的问题，教师有了更多的时间可以对物理概念、物理定律、物理学思想进行再次挖掘，实现在传统课堂上不能完成的拓展和创新。案例单摆在学生完成课前学习单摆定义、单摆测重力加速度实验的基础上，带领学生领略物理模型的建立过程。学生通过课前学习，很容易通过单摆的概念判断哪些是单摆，但是如果让他们回答，为什么单摆模型要这么定义，就回答不上来了。这时老师即可逐步通过实践，让学生体验抽象和建立单摆模型的过程，深化了课堂内容。围绕着“单摆模型的为什么要用一根不可伸长、质量可忽略不计的细线悬挂一个密度较大的小球”而展开：绳子短点会怎么样？绳子粗点会怎么样？小球密度小

7、点会怎么样？小球体积大点会怎么样？单摆的摆角大于5度会怎么样？单摆是不是一直在一个平面内摆动？通过一个个问题，让学生们动手操作，逐步了解理想模型和实际实验的区别和联系，逐步建立理论与实践相结合的科学态度。教学片断：课堂部分课前观看视频单摆的定义，单摆是个理想化模型，单摆公式，用单摆测当地重力加速度。课前练习单摆的定义，单摆公式的应用，用单摆测当地重力加速度课堂引入复习单摆模型和单摆公式；回顾历史，单摆模型的建立在伽利略发现等时性的基础上。操作实验用单摆测当地重力加速度。作业指导对课前作业中出现的问题进行指导。实验探究问题一：绳子粗点、短点会怎样？实验：用粗麻绳做单摆实验。转换公式l=T2g/4

8、2计算实际的摆长，发现量得的摆长比实际摆长要长。学生发现摆线也参与了摆的运动，小球不能看做质点。问题二：小球密度小、体积大会怎样？实验：用铜球、木球、钢球四种小球分别用粗绳和细绳分组来做实验。测小球的周期，发现两者误差较小的是铜球。学生发现球的质量越大，细线和粗线的周期差异越小。引出单摆定义：在一根几乎不能伸长的细线下端栓一小球，细线质量远小于小球质量，细线长度远大于小球半径，这样的一个理想模型叫做单摆。问题三：小球的摆角大于5度会怎么样？实验：用小钢球、长细线做实验，测小球摆角为1、2、3、4、5、10、15、20、25、40、60等角度时的周期。学生用EXCEL表格画出图像，发现小球摆角越

9、大，周期越大。教师从单摆的定义来分析，用弧度和正弦值列表帮助同学们理解，单摆的适用周期是摆角小于5度。问题四：单摆是否严格在同一平面内摆动？实验（视频）：傅科摆实验证明，由于地球自转，实际生活中的单摆不可能严格在同一平面内摆动。总结单摆模型形成的 共建共享平台不仅仅出现在课前，在课堂教学中，教师利用共建共享平台设置“自学助学式”学习流程，学生在网络环境下选择自己实验表单，并根据表单的内容选择实验器材进行实验，完成实验报告。根据学生不同的层次，有的学生可以完成两个问题，有的学生可以完成所有的问题。并且所有实验报告都将通过网络递交给教师，教师可利用递交上来的学生数据进行课程的讲解。在实验课堂上，通

10、过共建共享平台，实现了实验课堂的翻转，实现了每个学生学习的个性化。 三、对翻转课堂的思考“翻转课堂”一词时常见诸报端，赞扬者有之，抨击者有之，然唯有下水，才知水之冷暖。笔者在进行物理实验的“翻转课堂”教学实践中发现：翻转课堂扩容了课堂容量，就如单摆这一节原来是两节课的内容，现在通过翻转课堂，将其内容融合为一节课，并且加入了对概念的再认识，并通过实验解决了同学们在理论学习中出现的疑问，这是原来的一节中所不能容纳的。翻转课堂大大缩短了教学时间、作业时间，将新内容加入课程变成了可能。 翻转课堂促进了知识内化，在以往的学习中，学生往往上课记笔记，下课做作业，而老师在第二堂课中仅能对学生产生的普遍问题进行解答，而做不到个别辅导。但翻转课堂改变了这一现象，老师可以在学生解题、做实验过程中进行巡视，针对性的进行个别辅导，促进了学生对知识的掌握。翻转课堂改变了学习习惯，传统的课堂往往是填鸭式的教学，学生只负责学，老师只负责教，而彼此之间的交流因为课时限制等原因被无限压缩。翻转课堂的出现改变了这一现象。在家中的学习，因为是微视频，学生可以进行反复的收看，并记录下学习过程中出现的各种问题，第二天在课上和老师进行讨论。学习从单一的接受，变成了自学加辅导，学生慢慢在这种模式中学会如何自学，