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個轉變： “以教定學”轉為“以學定教”；“以教師的教為中心”轉為“以學生的學為中心”； “以知識為中心”轉為“以素質為中心”[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”進而轉為“主動學、學會學”，使之在情境問題的引領和實驗探究驅動下，獲取知識、分享知識、運用知識.

所謂微視頻，是指限定在20 min以內的視頻.它內容廣泛，形態(tài)多樣.教師按照課程標準的要求，將知識內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，運用現代信息技術手段，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](根據上海市江寧學校的趙佳珺老師微視頻的內容整理)

【案例】大氣壓強

新課引入：今天學習的內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，現在將紙團放入集氣瓶中，并將他點燃，你觀察到什么現象，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，這時管內外水銀面高度差約為76 cm，管內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，現在我們換成細些的玻璃管，再做一次這個實驗.從實驗結果可以看出，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，將會觀察到什么現象，產生相關現象的原因是什么？

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：____________________

實驗現象：____________________

實驗結論：____________________

實驗二

實驗器材：____________________

實驗現象：____________________

實驗結論：____________________

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

(3)觀看托里拆利實驗視頻，結合液體內部壓強知識，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實驗的歷史故事，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，觀察到的現象，運用托里拆利實驗原理解釋現象.

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)數據記錄表：

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)微視頻對建構主義理論教學法的發(fā)展.建構主義認為，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在的興趣.”為此，微視頻較好地聯系生活實際，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”，凸顯了學生知識構建的過程，體驗了實驗驅動的科學探究過程，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獲取，再到抽水機抽出深礦中的水，卻發(fā)現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，建構液片模型、經歷科學推理與論證，從理論上給出了科學結論；從更換玻璃管的粗細質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,以及嚴謹的科學態(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在學習材料，摸索創(chuàng)設適合學生學習的、聯系實際的、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.