摘 要：在新課改背景下，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加重視培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，提升學(xué)生實(shí)際應(yīng)用物理知識(shí)的能力。本文以高中物理“反沖現(xiàn)象 火箭”這一內(nèi)容的教學(xué)為例，探索階梯式教學(xué)模式的內(nèi)涵及具體的應(yīng)用策略。

關(guān)鍵詞：階梯式教學(xué)模式；素質(zhì)教育；高中物理實(shí)驗(yàn)

作者簡(jiǎn)介：韓豐超（1976—），男，山東省青島市即墨區(qū)第二中學(xué)。

在新課改背景下，高中物理教師要重視學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)，重視實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)。在具體的物理教學(xué)中，教師如果只進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)以及操作步驟的講解，就會(huì)導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容枯燥、乏味，無(wú)法引起學(xué)生的興趣，因此教師可以應(yīng)用階梯式教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象進(jìn)行觀察與分析，深入探究物理現(xiàn)象背后的知識(shí)點(diǎn)。

一、階梯式教學(xué)模式的內(nèi)涵

階梯式教學(xué)模式在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)都有所體現(xiàn)，例如在進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的教學(xué)時(shí)，教師可以根據(jù)學(xué)生的具體情況，對(duì)學(xué)生進(jìn)行階梯式的劃分，然后將知識(shí)點(diǎn)或者習(xí)題也進(jìn)行階梯式的劃分，從而讓學(xué)生能夠掌握所學(xué)的知識(shí)。此外，教師也可以將教學(xué)的內(nèi)容劃分成不同的層次，然后由淺入深地對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)。階梯式教學(xué)一般分為三個(gè)階段：首先，教師需要在基礎(chǔ)階段將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，設(shè)置低難度的問(wèn)題，讓學(xué)生都能夠?qū)χR(shí)有所認(rèn)識(shí)。其次，在搭建“階梯”的階段，教師需要對(duì)特殊的問(wèn)題進(jìn)行深入研究，以幫助學(xué)生獲得解決問(wèn)題的思路。最后，教師要將知識(shí)點(diǎn)化零為整，為學(xué)生搭建上升的階梯，讓學(xué)生對(duì)知識(shí)有深入的理解，從而形成創(chuàng)新性思維，能思考解決遇到的各種類型的問(wèn)題。

二、階梯式教學(xué)模式應(yīng)用的意義

（一）提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

不同學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)水平存在著一定的差異，教師如果不能采取有效的教學(xué)策略，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，就有可能導(dǎo)致班級(jí)里面的一些學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒。在傳統(tǒng)的高中物理知識(shí)教學(xué)中，教師更重視知識(shí)點(diǎn)的講解，做實(shí)驗(yàn)也只是重復(fù)教材中的實(shí)驗(yàn)，缺乏新意，難以吸引學(xué)生的興趣。而應(yīng)用階梯式教學(xué)模式，對(duì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行從易到難的設(shè)計(jì)，可以讓學(xué)生對(duì)知識(shí)理解得更深刻，最終掌握相關(guān)實(shí)驗(yàn)的原理，產(chǎn)生探究物理知識(shí)與原理的興趣。

（二）提升教學(xué)的實(shí)際效果

從心理學(xué)的角度看，人的認(rèn)知是有一定的規(guī)律的，因此教師在傳授學(xué)生高中物理知識(shí)時(shí)，應(yīng)使學(xué)生經(jīng)歷從基礎(chǔ)知識(shí)、基本原理的感性認(rèn)知階段，到運(yùn)用科學(xué)的方法進(jìn)行深入思考階段，再到歸納總結(jié)以及創(chuàng)新利用物理知識(shí)和原理的階段的過(guò)程，對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效的培養(yǎng)，提升教學(xué)的實(shí)際效果［1］。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，一般都是根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，讓學(xué)生掌握相關(guān)實(shí)驗(yàn)的步驟，認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)的原理。但是在階梯式教學(xué)模式中，教師更重視學(xué)生對(duì)原理的認(rèn)知、理解與應(yīng)用，能有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

（三）推動(dòng)素質(zhì)教育的發(fā)展

在傳統(tǒng)的高中物理教學(xué)中，教師更加重視知識(shí)本身的傳授，力求讓學(xué)生系統(tǒng)性地掌握各種物理知識(shí)，傳授過(guò)程缺乏靈活性與創(chuàng)新性，學(xué)生只能被動(dòng)地接受，無(wú)法將知識(shí)內(nèi)化為自己的能力。而在階梯式教學(xué)模式中，教師注重讓學(xué)生自己觀察實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原理進(jìn)行深入分析，讓學(xué)生不只知其然，還知其所以然，提升學(xué)生的科學(xué)精神與創(chuàng)新能力。在教師的帶領(lǐng)下，學(xué)生在階梯式物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中可以對(duì)各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行探索，發(fā)揮想象力與創(chuàng)造力，不斷提升自身的綜合能力，這體現(xiàn)了素質(zhì)教育的理念。

三、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中階梯式教學(xué)模式的應(yīng)用

（一）減小階梯坡度

教師在進(jìn)行反沖現(xiàn)象的知識(shí)的教學(xué)時(shí)，為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，可以創(chuàng)設(shè)一個(gè)學(xué)習(xí)情景，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行反沖現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)［2］。例如，教師可以創(chuàng)設(shè)一個(gè)“沖天可樂(lè)瓶”實(shí)驗(yàn)，此實(shí)驗(yàn)要用到的實(shí)驗(yàn)材料有裝有可樂(lè)的可樂(lè)瓶、橡膠塞、膠帶、薄荷糖。在制作實(shí)驗(yàn)器材的時(shí)候，教師先準(zhǔn)備一個(gè)裝有適量可樂(lè)的可樂(lè)瓶；然后，教師帶領(lǐng)學(xué)生利用膠帶將薄荷糖固定成一排，并留出大概5 cm的膠帶；接著，教師豎直擺放可樂(lè)瓶，將薄荷糖懸掛在可樂(lè)瓶中，與可樂(lè)保持一定的距離；最后，教師再用橡膠塞將可樂(lè)瓶口塞住。在具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師需要將制作好的實(shí)驗(yàn)器材放在操場(chǎng)上，然后握緊瓶口和橡膠塞連接處，快速地將可樂(lè)瓶口朝下，使可樂(lè)和薄荷糖充分接觸，產(chǎn)生氣體。當(dāng)可樂(lè)瓶中的氣體積累到一定的程度時(shí)，教師就要將瓶塞打開(kāi)，并松開(kāi)可樂(lè)瓶。在教師松手的一瞬間，可樂(lè)瓶里面的可樂(lè)就會(huì)迅速噴出，而可樂(lè)瓶則會(huì)向上運(yùn)動(dòng)2.5—3 m。

此實(shí)驗(yàn)研究的是反沖現(xiàn)象，這一創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)不僅能讓學(xué)生對(duì)反沖現(xiàn)象有更加深刻的認(rèn)識(shí)，還能讓學(xué)生感受到生活中處處有物理知識(shí)，從而增強(qiáng)對(duì)物理知識(shí)的探究欲望，減小學(xué)生進(jìn)行物理知識(shí)學(xué)習(xí)的階梯坡度。一些教師會(huì)直接將薄荷糖放入可樂(lè)瓶中，讓學(xué)生觀察可樂(lè)起泡并噴涌而出的場(chǎng)景，以此對(duì)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的教學(xué)。但是這種實(shí)驗(yàn)方法不利于學(xué)生理解相關(guān)的實(shí)驗(yàn)原理?！皼_天可樂(lè)瓶”實(shí)驗(yàn)是受到反沖現(xiàn)象的啟發(fā)而改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方法，在將可樂(lè)瓶塞住，然后倒置并放開(kāi)橡膠塞的時(shí)候，教師可以引導(dǎo)學(xué)生觀察瓶子的運(yùn)動(dòng)，啟發(fā)學(xué)生探究氣體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的力對(duì)可樂(lè)瓶的作用，這不僅讓實(shí)驗(yàn)變得可視化，還能夠培養(yǎng)學(xué)生觀察與思考的能力。相比于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，新的實(shí)驗(yàn)方法還能夠?qū)W(xué)生的思維進(jìn)行訓(xùn)練，使學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中突破慣性思維，探索新的方法和技巧，這對(duì)學(xué)生未來(lái)的發(fā)展與進(jìn)步有極大的意義。

（二）搭建平行階梯

在階梯式教學(xué)的第二個(gè)階段，教師需要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)相關(guān)物理知識(shí)進(jìn)行理性的探索，從而獲得新的知識(shí)。例如，教師可以利用噴灌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而讓學(xué)生對(duì)反沖現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)更加清晰。此實(shí)驗(yàn)所需使用的實(shí)驗(yàn)材料包括兩根粗細(xì)不同的吸管、熱熔膠、橡膠管以及注射器。在制作實(shí)驗(yàn)器材的時(shí)候，教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)較細(xì)的吸管進(jìn)行裁剪，再用熱熔膠將吸管的兩頭都封住，保證密封的效果；在細(xì)吸管的中間部位開(kāi)一個(gè)小孔，小孔的直徑應(yīng)該比橡膠管的直徑大，然后將橡膠管塞入孔中，再用熱熔膠進(jìn)行密封。同時(shí)，我們還要在細(xì)吸管的兩頭各開(kāi)一個(gè)小孔，小孔應(yīng)與橡膠管的方向相反。隨后，教師應(yīng)將粗吸管進(jìn)行裁剪，套住橡膠管。最后，教師要用橡膠管套住注射器，并用熱熔膠將二者連接在一起，這樣一個(gè)模擬噴灌裝置就做好了。在實(shí)驗(yàn)中，教師需要向注射器的空腔注入清水，然后用活塞堵住，并推動(dòng)活塞將里面的氣體排出。接著，教師可以將此裝置舉到空中，一邊將粗的吸管和橡膠管固定住，一邊推動(dòng)注射器的活塞。此時(shí)，學(xué)生就能夠看到細(xì)吸管的兩個(gè)小孔中冒出水流，而吸管則會(huì)向水流的反方向運(yùn)動(dòng)。在這個(gè)模擬噴灌裝置的實(shí)驗(yàn)中，教師如果采取傳統(tǒng)的授課方式進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的講解，就會(huì)比較枯燥，無(wú)法讓學(xué)生形成深刻的印象。而通過(guò)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生親眼看到噴灌的具體形式，從而對(duì)反沖現(xiàn)象有更深的理解。教師應(yīng)用生活中的日常用品制作實(shí)驗(yàn)器材，帶領(lǐng)學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生深入理解實(shí)驗(yàn)中的原理，從而培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力［3］。

教師還可以帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行噴出氣體的實(shí)驗(yàn)。教師可以用液體酒精、易拉罐、酒精膏以及紫銅管制作實(shí)驗(yàn)的器材。具體的制作方法是在易拉罐的側(cè)面距離底部三分之一的位置處開(kāi)一個(gè)小口，將液體倒出，再在同一個(gè)高度開(kāi)4個(gè)小孔，準(zhǔn)備4根紫銅管，從中間折彎，插入小孔中，用防水膠固定。最后準(zhǔn)備一個(gè)鐵架臺(tái)，用細(xì)繩將易拉罐與鐵架臺(tái)相連。在實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，教師可以將酒精從紫銅管注入易拉罐，然后將一塊固體酒精放在易拉罐的底部并點(diǎn)燃，一段時(shí)間后4根銅管就會(huì)噴出蒸汽，將其點(diǎn)燃后，學(xué)生就會(huì)看到易拉罐一邊旋轉(zhuǎn)一邊噴火。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)是利用彎管以及盛水的容器進(jìn)行演示，實(shí)驗(yàn)的過(guò)程不易控制，并且缺乏沖擊力，不利于學(xué)生觀察。而本文中的易拉罐噴火實(shí)驗(yàn)則可以通過(guò)控制酒精燈來(lái)控制實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程。此實(shí)驗(yàn)主要利用的是酒精容易揮發(fā)的特性，不僅探索了物理知識(shí)和原理，還涉及相關(guān)化學(xué)知識(shí)，體現(xiàn)了跨學(xué)科融合教學(xué)的理念。在實(shí)驗(yàn)中，易拉罐噴火裝置能從嗅覺(jué)、視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等方面給予學(xué)生刺激，讓學(xué)生通過(guò)多種感官對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行探索，從而提升學(xué)生的物理知識(shí)學(xué)習(xí)效率。

（三）構(gòu)建上升階梯

在應(yīng)用階梯式教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)的時(shí)候，教師首先要讓學(xué)生從感性上認(rèn)識(shí)知識(shí)，然后增強(qiáng)其理性認(rèn)識(shí)，最后再讓學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行深入探究，從而全面提高學(xué)生的能力和水平。例如，教師可以開(kāi)展“氣球動(dòng)力小車”實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生在認(rèn)識(shí)反沖現(xiàn)象的原理的基礎(chǔ)上對(duì)新知識(shí)進(jìn)行探索，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維與工程思維。在制作教學(xué)器材的時(shí)候，教師要用到氣球、吸管、紙盒、4個(gè)瓶蓋和2根竹簽。在制作器材的時(shí)候，教師需要將紙盒的蓋子剪掉，然后將其倒扣過(guò)來(lái)作為車身，并用竹簽作為車軸，瓶蓋作為車輪，再將吸管的一端用熱熔膠固定在車身上，將氣球固定在吸管的另一端。在實(shí)驗(yàn)中，教師需要將氣球充滿氣體，并用手按住氣球口，隨后松開(kāi)。此時(shí)學(xué)生就會(huì)看到氣球中的氣體不斷地噴出，而小車則會(huì)往相反的方向運(yùn)動(dòng)。

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)中，通常是先向氣球里面充氣，然后再放氣，學(xué)生觀察氣球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。但是這種實(shí)驗(yàn)方法不利于學(xué)生進(jìn)行觀察，一方面氣球的運(yùn)動(dòng)速度過(guò)快，學(xué)生無(wú)法對(duì)氣球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行細(xì)致的觀察；另一方面由于氣球中氣體在噴出的時(shí)候方向無(wú)法確定，因此氣球的運(yùn)動(dòng)軌跡也無(wú)法確定，導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法對(duì)其進(jìn)行有效的觀察。而通過(guò)這個(gè)創(chuàng)新性的小實(shí)驗(yàn)，教師不僅可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，而且可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)廢物利用的方法以及節(jié)能減排等方面的知識(shí)進(jìn)行探索。

四、階梯式教學(xué)模式應(yīng)用存在的問(wèn)題以及解決措施

（一）學(xué)生的參與度較低

在應(yīng)用階梯式教學(xué)模式進(jìn)行高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)候，一些教師為了提升實(shí)驗(yàn)的安全性或者教學(xué)的速度，通常只是自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣學(xué)生在課堂上的參與度就較低，而且由于不少學(xué)校班級(jí)規(guī)模較大，一個(gè)班里有幾十個(gè)學(xué)生，導(dǎo)致有的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不仔細(xì)觀察，人云亦云，從而影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際效果［4］。針對(duì)這一情況，教師應(yīng)該采取有效的方法，引導(dǎo)所有學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)中。教師可以將學(xué)生分成若干小組，每個(gè)小組5—7人，讓學(xué)生自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)器材的制作并完成實(shí)驗(yàn)。這樣不僅可以讓學(xué)生積極參與到物理實(shí)驗(yàn)中，還能夠加強(qiáng)小組合作，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)，提升學(xué)生的綜合能力。

（二）教師和學(xué)生的任務(wù)較重

在應(yīng)用階梯式教學(xué)模式進(jìn)行高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師需要對(duì)教材中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納和總結(jié)，并進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，因此教師的任務(wù)較重。高中物理教師在設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的時(shí)候通常需要進(jìn)行論證，并對(duì)實(shí)驗(yàn)的流程進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，這會(huì)花費(fèi)大量的時(shí)間。在階梯式教學(xué)模式下，學(xué)生需要對(duì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和原理進(jìn)行深入的了解，并進(jìn)行深入的思考，如果學(xué)生的基礎(chǔ)較差，學(xué)習(xí)能力一般，就會(huì)產(chǎn)生較大的學(xué)習(xí)壓力。在此背景下，教師應(yīng)該合理選擇階梯式教學(xué)的內(nèi)容，并廣泛查閱資料，確保教學(xué)的科學(xué)性。同時(shí)，教師之間還可以加強(qiáng)合作，互相交流經(jīng)驗(yàn)，不斷提升教學(xué)水平和實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力。此外，教師要合理分配課堂教學(xué)的時(shí)間，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)的安排，確保講解的內(nèi)容少而精，讓學(xué)生在課堂上就掌握實(shí)驗(yàn)的流程與原理。

結(jié)語(yǔ)

總之，在應(yīng)用階梯式教學(xué)模式進(jìn)行高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)候，教師應(yīng)該從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，并對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新，提升實(shí)驗(yàn)的最終效果，使教學(xué)活動(dòng)更加高效。在具體的教學(xué)中，教師應(yīng)該緊緊圍繞物理知識(shí)和原理，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和科學(xué)素養(yǎng)。

［參考文獻(xiàn)］

厲曉萱，趙振宇.基于階梯式教學(xué)模式對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化與創(chuàng)新［J］.中學(xué)物理，2021，39（5）：27-30.

陳國(guó)生. 階梯式教學(xué)模式在中學(xué)物理教學(xué)中的探索［C］//華南教育信息化研究經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)2021論文匯編（九），［出版者不詳］，2021：122-124.

李小婷. 高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐研究［D］.重慶：西南大學(xué)，2020.

陳珂. 高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)新思維的培養(yǎng)途徑研究［D］.揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2020.