基于翻转课堂的中学物理实验设计

（一）初中物理实验教学的特点

1.注重体验，给学生提供更多的动手实验机会

初中物理实验教学更多需要创设实验情境，引导学生经历物理知识科学探究过程，在过程中体验和总结方法，继而深化对科学探究意义的认识，并尝试着应用探究的科学方法来解决其他的物理现象和生活中的具体问题。实验教学过程中要让学生亲自动手对实验现象进行仔细观察分析、对相关物理量进行测量，通过实践探究进一步掌握物理实验的基本知识、基本方法和基本技能。^[1]

2.注重培养学生探究意识，帮助其养成自主学习的习惯

所有的实验教学过程均是教师和学生共同做的“双边”活动，教师的主导作用在于启发、引导和促进学生学习，在物理实验的过程中，教师要尊重学生的主体地位，让学生能够充分参与进来，让学生自己去经历物理实验的探究过程，对物理实验结果的形成过程有所认识。教师要有意识地从学生的角度来审视整个教学内容，跟学生一起对实验进行探索，不能只是去要求学生怎么做，而是要一步步引导学生，跟学生进行充分讨论，让学生从中得到启发，从中体会到学习的方法。教师要不断地为学生创设各种问题情境，引导学生去探求新的知识，增强他们探求新知识的能力。实验时要由学生自己去进行仪器设备安装、调试，使学生在实验教学活动中的独立性、自由性、探索性进一步增强，最终学会自主学习。

3.注重培养和激发学生学习物理的兴趣

兴趣是最好的老师，对于实验课而言，实验现象是生动和有趣的，其本身就具有能够有效激发学生兴趣的元素。例如在研究影响压强大小因素的时候，利用鸡蛋做实验，鸡蛋握在手中，使劲握也难以破碎，但把鸡蛋在碗边轻轻一敲即碎。通过实验学生认识到：鸡蛋紧握在手中时受力面积大，压强小；而在碗边轻敲时，受力面积小，压强大。这时候学生会发现这个司空见惯的现象蕴藏着一个有趣味的物理原理，从而使学生的学习兴趣被激发，产生了强烈的探究欲望，进而对学生认知活动产生了积极的影响。

4.注重过程与方法

实验教学的过程与方法目标是三维教学目标的重要一项。实验探究是一个由未知到已知的发展过程，这一过程可以使学生独立思考后，让学生自己提出实验的方法和过程，然后让大家共同思考与交流，提出问题及解决的办法，教师也可以和学生共同探讨、设疑等来激发学生的求知欲，让学生制订出合理的实验方案，并让学生按自己的方案实施。学生在实验的过程中，体验了物理知识的内在本质及其相关知识联系与区别，对实验中的问题从感性认识，上升到理性认识，从理论中走向了实践，同时也让学生在学习知识的同时有了一定的情感体验，在操作的过程中学会了解决问题的方法。总之，在实验过程中要充分放手去给学生思考、探究，使学生在实验过程中收获方法，在处理实验问题的过程中能力得到提升，在与他人合作和交流的过程中，质疑能力和合作精神得到发展。

（二）基于翻转课堂的初中物理实验教学设计原则

结合初中物理实验教学的特点，基于翻转课堂的初中物理实验教学设计应遵循以下几个原则。

1.注重培养学生探究意识，发展学生动手实验能力的原则

《义务教育物理课程标准》明确指出物理学是一门以实验为基础的科学，在义务教育阶段应让学生通过观察、操作、体验等方式，经历科学探究过程，逐步学习物理规律，构建物理概念，学习科学方法，树立科学的世界观。物理实验是初中物理教学的重要组成部分，对培养学生科学探究能力、创新精神和实践能力起到积极的作用。但是，一方面，由于传统的物理实验教学，学生被动地接受学习，缺乏探索和实践的积极性；另一方面，由于实验课时限制，教师往往通过“讲实验”来代替“做实验”。而物理是通过实验来探索和发现规律的学科，学生的创新意识、动手操作能力、观察和分析能力需要通过学生自主探索才能获得。因此，基于翻转课堂的初中物理实验教学设计要能够把属于学生课堂探究的时间还给学生，让学生充分动手操作物理实验仪器，完成实验探究任务。(www.xing528.com)

2.教学设计要遵循学生是主体，教师是主导的原则

建构主义认为：“学生是学习的主体，教师是学生学习的引导者”，教学设计应构建一种适宜于学生的教学方式并能充分利用各种信息资源引导、支持、促进学生的学习。在基于翻转课堂的初中物理实验教学中，教师需要事先录制好实验教学视频，学生在课前先观看实验教学短视频，遇到不懂的内容，还需要反复观看，同时还可以借助网络平台向同学求助，这样在学习过程中学生从被动接受知识转化为主动获取知识，大大提高了学习的积极性、主动性。在课堂中，教师参加了学生的探究活动，并在探究活动中给予学生个性化引导，同时创设一些拓展性的问题情境，让学生有更多机会在不同情境下去应用他们所学的实验知识，提升其实验技能。

3.关注学生个体差异原则

翻转课堂要求注重每个学生的个性发展。因此，初中物理实验教学要精心设计实验教学流程，实现课堂有效翻转，在学生全面发展的基础上有效地促进学生个性化发展。在教学目标设定上，不仅要使学生达到课程目标的基本要求，而且要根据学生的实际情况设计多阶段多层次的教学目标，使每个不同层次的学生都能在不同的阶段达成相应的目标；在教学策略上，要针对学生不同认知方式进行分析，给出不同的教学指导，使学生能够进行个性化学习；在教学内容设计上，要根据学生的知识水平设计符合学生实际的教学内容；在教学组织形式上，可以采用集体教学、小组合作和个体化教学等多样化的教学组织形式。

4.增强学生对物理实验的兴趣原则

兴趣是产生动机的重要条件。学生对物理实验产生了兴趣，就会积极主动学习，教学就能达到事半功倍的效果。学生学习兴趣培养应该贯穿于整个实验教学阶段，但传统的物理实验教学忽视了预计环节学生实验兴趣培养，学生仅通过书本来了解将要做的实验。因此，在进行基于翻转课堂的初中物理实验教学设计时，应努力为学生展现出生动直观的学习情境，吸引学生注意，激发学生的兴趣和求知欲。例如：在用弹簧测力计测力的实验探究开始前，教师可通过视频录制生活中的各种各样的力现象，并在视频中提出各种新奇与力有关的问题，学生若在课前看了这段视频势必会激发他们强烈的求知欲，从而为实验测量力做出了很好的兴趣激发。同时，基于翻转课堂的初中物理实验教学设计应使学生能在课堂上有更多的时间进行自主探究、交流和讨论，使学生能深入探究，体验物理实验过程中的快乐，从被动学习变成主动学习，从而激发对物理实验的兴趣。

5.物理实验教学设计要具有可行性原则

基于翻转课堂的初中物理实验教学目标、教学方法、教学形式、教学活动等设计要充分考虑学生的身心发展水平、知识基础以及学校现有的客观条件、师资水平，使教学实施时能主观符合客观，真正有效地促进学生的学习。另外，基于翻转课堂的初中物理实验教学设计必须清晰流畅，操作简单，教师能按简明的步骤实施实验教学，即要具有简单的可操作性，同时，针对各个学校教师、学生的不同情况，教学设计要给教师创造性地实施教学留有发挥的余地、空间。因此，教学设计不是一成不变的，而是具有指导性的，它应该允许教师适当调整，以确保课程目标达成，也可以根据实际教学需要增加教学内容，以满足不同学生的多样需求，从而更容易被学生接受。

（三）基于翻转课堂的初中物理实验教学设计流程

在建构主义理论、掌握学习理论、最近发展区等学习理论的基础上，依据基于翻转课堂的初中物理实验教学设计原则，把基于翻转课堂的初中物理实验教学分成三个阶段，分别是课前自主学习阶段、课中知识内化阶段、课后巩固提高阶段。掌握学习理论指出只要提供适宜的教学条件、充足的学习时间，绝大多数的学生可以很好地完成学习任务，取得好成绩。建构主义强调教学应以学生为中心，教师在教学中处于主导地位，这也是基于翻转课堂初中物理实验教学设计所要遵循的其中一条原则，因此课前阶段我们采取教师录制实验教学相关视频或制作教学多媒体课件，学生自学实验教学微视频、课件的学习方式。根据最近发展区理论我们需要了解学生现有的发展水平和可能达到的发展水平，因此课前阶段需要进行学情分析、教材分析，确定教学目标，为了让学生清楚自主学习的效果，是否达到了实验课前学习的要求，我们需要设计一些课前练习，综合以上几点，整个课前自主学习阶段教师有六个活动：学情分析、教材分析、确定教学目标、制作实验教学微视频或与实验相关的多媒体课件、设计课前相关练习、布置任务。根据建构主义理论，学生可以通过观看学习资料、完成课前练习、与他人交流讨论等活动来主动构建自己的知识经验体系，从而逐渐养成自主学习的习惯。

基于翻转课堂的初中物理实验教学设计应遵循“注重培养学生探究意识、发展学生动手实验能力的原则”，因此课中知识内化阶段教师不再讲解实验，把探究物理实验的时间充分交还给学生，让学生进行自主探究、交流、讨论，使学生在物理实验的过程中收获方法，从而增强学生对物理实验的兴趣。另外，依据人本主义学习理论教师要关注学生的个别差异，因此教师此时着重于给遇到小组无法解决困难的学生提供个性化指导，同时根据马斯洛的自我实现需要理论，我们设计了一个学生参与的小组成果展示、汇报活动，并在这一环节上进行评价反馈，总体来说，课中阶段教师有四个活动：集中答疑解惑、创设实验探究情境、个别化指导、评价反馈，学生则进行实验探究和成果交流展示。

课后巩固提高阶段，教师要进行教学反思、课后答疑辅导，学生则需要提交报告、完成课后作业，并进行实验总结、应用巩固。