基于微视频的物理自助实验作业获奖科研报告

基于微视频的物理自助实验作业获奖科研报告传统作业无区别地面向全体学生，作业内容、上交方式和时间基本统一，作业批改、作业评价和讲评也由教师主导。进入移动互联网时代，学生作业的方式发生了重大改变。教师可充分利用移动设备和微视频，改进传统作业在内容、形式与评价方面的不足。在此，将以物理教学中的自助实验作业为例加以说明。

一、开发物理自助实验作业

传统的物理演示实验多由教师主导，由教师精心准备经典实验方案和实验器材，力求使实验效果更加明显、易观察并有沖击力。自助实验是指由教师提供一些基本器材，引导学生主动尝试、设计实验装置，以学生动手进行尝试和设计为主线的实验活动。在物理自助实验中，教师不提供现成的实验装置，而是鼓励学生利用基本器材及身边的常见物品制作简要的实验装置完成实验。自助实验使学生能够通过亲身经历深入体会物理等实验学科的思想方法，激发自主学习的动机。

自助实验作业是以自助实验为内容的课后作业。在物理课上，教师向学生提供一些与当前教学相关的实验命题，学生可从中自主选择作业。同时，教师也鼓励学生自己发现或创新实验。学生可以在网上搜索相关资料，从个人感兴趣的命题出发，通过不断尝试和思考，采用基本器材或身边的常见物品开展实验。教师对学生上交自助实验作业的时间要求比较宽松，可以次日上交、一周后上交，甚至只要在本学期内能上交一次即可。学生可用手机录制自助实验的过程，制作一段不超过4分钟的微视频，上传到作业平台。教师对收到的微视频作业先进行较宽松的审阅，然后陆续安排在每节物理课的固定时间播放，师生一同观看并做出评价。教师会综合学生本人及其他学生的评价，将作业分为两类：优秀的和有特色的。大部分作业可归于“优秀”一类，而达到“有特色”水平的作业，将在同年级的兄弟班级进行展示，扩大其“影响”。

二、在自助实验作业中增强体会

同一个自助实验主题，尽管实验方向大体一致，但学生体会和实验效果不同。一方面，学生对于实验器材有自主发现和选择的权力，实验器材的不同将使实验过程和实验体会有所不同。另一方面，学生对实验的理解在实验前可能是相似的，但每个人的实验目标、实验操作过程都有自主性，并可能遇到始料不及的突发情况等，这些都会造成实验效果及学生体会的不同。而这些不同，正是自助实验作业的价值所在。

以“大气压瘪瓶实验”为例。学生A选择了以下器材：家用燃具、用过的易拉罐、盛有凉水的塑料盆。视频演示的过程为：将易拉罐口朝上，用燃具给易拉罐加热，使其中的残留液体温度升高，部分汽化逸出;再将易拉罐口朝上，放入装有凉水的塑料盆，易拉罐的表面发生凹陷（见图1）。

学生B选择的器材与学生A基本一致。在操作过程中，他将易拉罐的开口朝下，在放入凉水冷却时，保持了易拉罐的开口朝下;接着，大家从微视频中听到“啪”的一声，眼看着易拉罐迅速瘪了下去（见图2）。

学生C选择的器材与前两位学生不同，包括易拉罐、热水、橡皮泥、凉水。她的操作过程也有所不同：先将少许热水倒入空的易拉罐，又用橡皮泥封住了易拉罐的开口，再向易拉罐表面浇凉水，易拉罐也瘪下去了（见图3）。

以上三位学生选择了同一个自助实验主题，即“大气压瘪瓶实验”，但所选择的加热方式不同。学生A和B选择了明火加热，学生C选择了热水加热。前两名学生的实验器材较一致，但操作有差别：一个是易拉罐口朝上，一个是易拉罐口朝下，因此造成了不同的实验效果。而两名学生在实验时并未意识到这个微小的差异会造成如此不同的实验效果。这样的课堂展示，给已经完成作业的学生和观看视频的学生都留下了深刻印象，丰富并增强了学生的实验体会，进一步引发了学生探究实验的欲望。

三、在自助实验作业中生成问题

在自助实验作业中，由于学生有权力选择不同的实验器材和实验方案，在选择的过程中必然会产生思考。在反复思考和尝试中，又会激发出新的关于器材和方案的想法，新的想法将进一步推动尝试，继续产生新的问题，这些就是最可贵的生成性问题。生成性问题会促使学生不断深入思考，可能引发激烈的讨论，使学生对物理问题的理解更加深刻，在不知不觉中提高了物理学科核心素养。

例如，一名学生选择了“覆杯实验”，所用自助器材是家里的水杯和一张硬纸片。他将杯子装满水，纸片扣在杯口，然后按住纸片，将杯子倒置。在大气压的作用下，硬纸片没有掉下来。于是，他开始了进一步的尝试：在纸硬片和纸杯下方再放一罐装满水的杯子，然后将厚纸片慢慢抽出，希望下面的杯子也不掉下来。但是多次实验均没有达到预期结果。在班级作业展示环节，学生们纷纷参与了讨论，一起分析实验失败的原因，如抽动纸片时有空气进入了杯子。还有的出谋划策，建议他把两个杯子一起放入水盆，隔绝空气，然后再从盆中拿出来，等等。