郭金 李子明 劉 升 景世群

(河北省教育科學研究所 河北 石家莊 050061)(河北武安第十中學 河北 邯鄲 056300)(河北廣播電視大學 河北 石家莊 050080)(石家莊教育科學研究所 河北 石家莊 050011)

著名的教育學家夸美紐斯在他的《大教學論》中有這樣的表述，“找出一種教育方法，使教師因此可以少教，而學生卻可以多學……”.課程改革的核心任務就是轉(zhuǎn)變學生的思維方式，更加注重自主發(fā)展、合作參與、創(chuàng)新實踐，從而更好地發(fā)展學生的核心素養(yǎng).那么在教學中就必須做到3個轉(zhuǎn)變： “以教定學”轉(zhuǎn)為“以學定教”；“以教師的教為中心”轉(zhuǎn)為“以學生的學為中心”； “以知識為中心”轉(zhuǎn)為“以素質(zhì)為中心”[1].

為此，微視頻課前應用脫穎而出，破解了單靠知識堆積的學案導學的低效性的難題.由“被動學”“機械學”進而轉(zhuǎn)為“主動學、學會學”，使之在情境問題的引領和實驗探究驅(qū)動下，獲取知識、分享知識、運用知識.

所謂微視頻，是指限定在20 min以內(nèi)的視頻.它內(nèi)容廣泛，形態(tài)多樣.教師按照課程標準的要求，將知識內(nèi)容按照學科邏輯與學生的認知特點劃分為若干較小知識模塊，運用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，整合圖、文、聲、像等要素，制作成的便于學生學習的視頻資源.有些微視頻可以以微課形式來運用.“微課”是指為使學習者自主學習獲得最佳效果，經(jīng)過精心的信息化教學設計，以流行媒體形式展示的圍繞某個知識點或教學環(huán)節(jié)開展的簡短的、完整的教學活動.微課程只講述一個教學知識點，這個知識點是供學生自主學習時，必須要教師講述才能理解的內(nèi)容，是學習的重點、難點、易錯點.微課程中包含著微課，微課包含微視頻，兩者緊密相關.筆者以“大氣壓強”微視頻引領下的導學為例，具體闡述設計過程及其效果.

1 微視頻引領下的觀中學

學生觀看微視頻[2](根據(jù)上海市江寧學校的趙佳珺老師微視頻的內(nèi)容整理)

【案例】大氣壓強

新課引入：今天學習的內(nèi)容和老師接下來所做的實驗有關，請同學們仔細看、認真想，把雞蛋放在集氣瓶上，雞蛋不會掉下去，現(xiàn)在將紙團放入集氣瓶中，并將他點燃，你觀察到什么現(xiàn)象，雞蛋被吞入了瓶中，請你想一想，這是什么原因呢？原來是大氣，把雞蛋壓入了瓶中，今天我們學習的內(nèi)容是大氣壓強.

小組合作：請大家利用身邊的器材比如玻璃板、面板、飲料罐、吸盤等等，設計一個小實驗證明大氣壓強的存在，按下暫停，馬上行動，回來繼續(xù).

問題一：大氣壓強究竟有多大呢？

相信聰明的你已經(jīng)用實驗證明了大氣壓強的存在，那么大氣壓強，究竟有多大呢？探究這個問題我們要從1640年開始說起了，在古代人們就制造了活塞式抽水機用來抽水，1640年意大利的佛羅倫薩城的市民想用抽水機抽出深礦中的水，卻發(fā)現(xiàn)無論如何改進抽水機[3].水都只能提升約10 m，人們向物理學家伽利略請教，年邁多病的伽利略已經(jīng)沒有精力仔細研究這個問題了，伽利略去世后他的學生托里拆利開始研究這個問題，接下來請同學們觀看，托里拆利實驗的視頻.

實驗回放：意大利科學家托里拆利首先通過實驗測量了大氣壓強，取一根長約 1 m，一端封閉的玻璃管向里面灌滿水銀.用手指將管口堵住，然后倒插在水銀槽中放開手指，管內(nèi)水銀液面下降，我們可以看到水銀柱的液面下降到一定的高度時就不再下降了.我們用刻度尺來測量一下水銀柱的高度，這時管內(nèi)外水銀面高度差約為76 cm，管內(nèi)水銀液面上方是真空，大氣壓強能夠支持這個高度的水銀柱，我們把玻璃試管稍稍傾斜.請同學們注意觀察玻璃管內(nèi)的水銀液面與水銀槽中液面的高度差，有沒有發(fā)生變化，現(xiàn)在我們換成細些的玻璃管，再做一次這個實驗.從實驗結(jié)果可以看出，玻璃管的粗細不影響水銀柱的高度，通常人們把支持高度為760 mm水銀柱的大氣壓，稱為標準大氣壓，760 mm水銀柱產(chǎn)生的壓強約為1.01×105Pa.

問題二:為什么水銀柱下降到76 cm后便不再下降了呢？

設想取一個葉片與管外水銀面相平.由于作用在水銀槽上方的大氣壓，能夠大小不變的在水銀內(nèi)向各個方向傳遞，于是，該葉片下方受到向上的大氣壓強，另一方面，液面上方是76 cm高的水銀柱，葉片受到水銀柱向下的壓強，我們以葉片作為研究對象，當水銀柱下降到76 cm時，此葉片靜止不動，它處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)在它受到幾個力呢，一個是水銀柱對它向下的壓力，另一個是大氣對它向上的大氣壓力，二力平衡，兩個力的大小相同，根據(jù)之前所說的F=pS可得，p0S=p水銀S.由于是同一個葉片，所以大氣壓強就等于76 cm水銀柱產(chǎn)生的壓強，因此，托里拆力測定了大氣壓強的值為1.01×105Pa，你明白了嗎，請同學們小組討論完成活動單上的兩道思考題.

(1)如果在1 m長的試管中灌滿水，倒扣在盛水的水槽中，水柱是否降落，請說明理由.

(2)在第(1)題中，如果試管頂部不小心打破了，將會觀察到什么現(xiàn)象，產(chǎn)生相關現(xiàn)象的原因是什么？

2 微視頻引領下的做中學

2.1 課前學習活動卡

(1)小組合作，利用身邊的器材，設計1～2個能證明大氣壓強存在的實驗.

實驗一

實驗器材：____________________

實驗現(xiàn)象：____________________

實驗結(jié)論：____________________

實驗二

實驗器材：____________________

實驗現(xiàn)象：____________________

實驗結(jié)論：____________________

(2)思考：大氣為什么會對其中的物體產(chǎn)生壓強？請閱讀教科書P27頁，找一找原因.

(3)觀看托里拆利實驗視頻，結(jié)合液體內(nèi)部壓強知識，分析、思考實驗原理.

實驗原理分析：

(4)思考：同活動單上的兩道思考題.

2.2 課中探究活動

活動Ⅰ:學生展示

學生展示課前設計的證明大氣壓強存在的小實驗.

情景Ⅰ:演示實驗1

通過模擬馬德堡半球懸掛大水桶實驗以及馬德堡半球?qū)嶒灥臍v史故事，感受大氣壓強不僅存在且很大.

情景Ⅱ:演示實驗2

將1 m長的雙通管一頭堵住，注滿水倒扣在水槽中，觀察現(xiàn)象；然后模擬托里拆利實驗中玻璃管頂端打破后，觀察到的現(xiàn)象，運用托里拆利實驗原理解釋現(xiàn)象.

活動Ⅱ:學生實驗

利用給定的實驗器材，設計實驗方案；通過相互評價，完善實驗方案，粗略測量大氣壓強的值.

活動Ⅲ:應用

利用當天教室中大氣壓強值，計算在模擬馬德堡半球懸掛大水桶實驗中拉開兩塊薄板所需要的力.

情景Ⅲ:演示實驗3

利用壓強傳感器和自制實驗教具，演示氣球壓入盒中的實驗.

2.3 課堂學習活動卡

學生實驗：大氣壓強值的測定

(1)實驗目的：測定大氣壓強的值

(2)實驗器材：(請在你選用的實驗器材名稱后打“√”)

彈簧測力計( )、彈簧秤( )、水( )、小桶( )、玻璃板( )、DIS力傳感器( ).

(3)實驗原理：____________________.

(4)實驗步驟：1)________;2)________;3)________.

(5)數(shù)據(jù)記錄表：

物理量小組

2.4 課后活動思考卡

(1)比較你們小組測得大氣壓的值p測與壓強測量儀測得的大氣壓的值p.

1)p測____p(選填“大于”“等于”或“小于”)

2)如果兩者有差異，請分析產(chǎn)生差異的原因.

3)你的實驗還可以做哪些改進？

(2)找一找有關大氣壓強在生活和生產(chǎn)中應用的事例.

3 反思

(1)微視頻對思維的促進.問題是思維的源泉，更是思維的動力.這種以微視頻引領的導學注重了科學探究的過程，又重視了學習方式多樣化學習理念，問題設計思維含量高，避開了模仿、復制，機械的搬抄、知識堆積，純記憶下的學案導學，強化了創(chuàng)新能力，凸顯了思維批判性.

(2)微視頻對建構(gòu)主義理論教學法的發(fā)展.建構(gòu)主義認為，知識不是通過教師傳授獲得的，而是學習者在一定情境下通過意義建構(gòu)的方式獲得的.布魯姆認為，“最好的學習動因是學生對所學材料有內(nèi)在的興趣.”為此，微視頻較好地聯(lián)系生活實際，把問題融合在情境之中，并將知識主線設計融合在科學探究之中，以情境問題引領學生“學中做”“做中思”，凸顯了學生知識構(gòu)建的過程，體驗了實驗驅(qū)動的科學探究過程，改變低效的知識堆積的學案導學，彰顯了物理學科的核心素養(yǎng)，微視頻從科學探究第一個環(huán)節(jié)，即大氣壓強究竟有多大的問題入手，到托里拆利實驗證據(jù)獲取，再到抽水機抽出深礦中的水，卻發(fā)現(xiàn)無論如何改進抽水機，水都只能提升約10 m的解釋，最后至拓展應用，環(huán)環(huán)相扣，層層遞進，給學生以完整的探究情境.

(3)微視頻的科學、創(chuàng)新性.微視頻從科學思維入手，建構(gòu)液片模型、經(jīng)歷科學推理與論證，從理論上給出了科學結(jié)論；從更換玻璃管的粗細質(zhì)疑液柱高度是否變化的問題，再到試管中灌滿水，倒扣在盛水的水槽中高度之變化以及試管頂部不小心打破了，將會觀察到什么現(xiàn)象，拓展延伸了問題深度與寬度，不失為創(chuàng)新之舉.同時，從科學態(tài)度與責任入手，詮釋了科學本質(zhì),以及嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和科學方法、社會責任等要素.

(4)對教學條件的要求.微視頻的應用給老師提出了更高的要求，提供什么學習材料，創(chuàng)設什么樣的真實情境，設計什么樣的探究實驗，提出什么問題等，對于學科資源缺失，師資水平低、辦學條件簡陋的學校難于實施.

綜上所述，科學探究不僅是一種科學學習的主要方式，也是形成物理核心素養(yǎng)的主要途徑[4].導學有法，但無定法，微視頻的課前介入給各位同仁提供了一個好的開端，為發(fā)展學生的學科核心素養(yǎng)奠定了基礎，為打造真正的、有效的自主學習指明方向.同時，情境問題引領，實驗探究驅(qū)動的微視頻介入對教師提出了更高的要求，需要不斷地探索，遴選適宜學生感興趣的內(nèi)在學習材料，摸索創(chuàng)設適合學生學習的、聯(lián)系實際的、真實的情境，科學設置有思維含量的問題并與之有機融合，怎樣在科學探究中體驗更趨合理的科學思維與方法，仍需要一線教師在實踐中完善、改進，永無止境的探索.