浅谈初中科学教学中利用视频教学突破“惯性”的枷锁

秦璞源

摘 要：华师大版初中科学的教材中“惯性”的教学内容位于八年级上册，是基于学生对于宏观物体的受力和运动有了一定的认识后提出的，但是该内容仍然是初中科学教学中的一个难点。主要阐述在教学过程中利用手机视频拍摄中的慢动作拍摄方式，将物体的惯性缓慢而且充分地展示给学生，帮助学生清楚观察到物体运动状态的变化，从而更加容易理解惯性，降低学生理解内容的难度，达到预期的教学效果。

关键词：华师大版；初中科学；惯性；慢动作

一、当前“惯性”教学过程中的不足

“惯性”的教学内容位于华师大版初中科学八年级上册，在学生了解了牛顿第一定律后对惯性进行了介绍。虽然学生对于宏观物体的受力和运动有了一定的认识，但是惯性的教学内容仍然是学生理解的难点。

（一）华师大版初中科学对于“惯性”教学内容的介绍

初中科学以全面提升学生的科学素养为宗旨，教学过程中以观察和实验为基础帮助学生建立科学认知。华师大版初中科学中对于“惯性”的教学进行了如下的安排，首先给出了惯性的定义；通过演示实验让学生知道“静止的物体具有惯性”，为了便于学生理解并在教材中配了图（图1）；结合学生的日常生活经验，通过举例的方式让学生理解“运动的物体具有惯性”；通过对于“静止的物体具有惯性”和“运动的物体具有惯性”的总结，进而得出“一切物体都具有惯性”这一结论。

（二）教师演示“物体具有惯性”的实验

在教学过程中，教师为了学生可以更好地体会到惯性的特点，会对上述实验进行演示。

1.“静止的物体具有惯性”

教材中，利用硬币、纸和杯子对“静止的物体具有惯性”进行验证，如图1，教师在进行实验演示时，为了可以让学生更好地感受“惯性”一般都会多次实验。并且在实验的过程中，通常会结合惯性的定义进行强调，“硬币具有惯性，会保持自己原有的运动状态，纸片受力离开后，硬币保持静止状态，而掉落到杯子中。”以期学生可以更好地理解“静止的物体具有惯性”。

2.“运动的物体具有惯性”

教材中对于“运动的物体具有惯性”，并没有设计演示实验，但是教师一般会利用小车和木块进行实验演示，如图2，主要演示小车启动、刹车以及匀速运动三种情况下小车和木块运动状态的变化，通过观察木塊运动状态的变化，从而得出运动的物体具有惯性，在实验的过程中，教师也会强调木块由于惯性而发生了和小车不同的运动状态的改变。

教师希望通过两个演示实验的展示，可以更有效地帮助学生理解惯性。

（三）教师演示实验中存在的不足

教师展示演示实验的目的，是为了让学生可以更好、更真切、更直观地观察到物体由于惯性而发生的运动状态的变化，但是教师这样充分地展示实验，仍然存在以下一些问题：

1.距离对实验观察的限制

教室作为学生在学校学习和生活的场所，是一个具有三维立体结构的空间。学校在进行教学安排中不管是采用小班化教学还是大班化教学，在教学过程中学生与教师的实验展台总是存在一定的距离。这段距离使得学生在进行一些演示实验观察时，往往容易忽视一些细节，不能真切地获取全部的实验信息。

在进行惯性实验的观察时，距离实验展示台较远的学生就难以观察到“物体由于具有惯性保持自己原有的运动状态”这一特性。例如，在演示“静止的物体具有惯性”时，学生可以看到纸片飞出、硬币掉落，但是对于距离较远的学生而言，他们难以观察到硬币由于惯性保持片刻静止的现象，他们只能看到硬币在重力的作用下掉落。实验现象的观察与教材中惯性的定义形成了冲突，对于学生理解惯性并没有帮助。

2.实验时间短限制实验观察

教师在演示物体具有惯性的实验时，不管是演示“静止的物体具有惯性”，还是演示“运动的物体具有惯性”，由于两个实验过程都很快，实验现象出现的时间都很短，如果学生没有仔细观察就会错过实验现象，而只能看到纸片飞走、硬币掉到杯子中，以及小车上的木块倾倒，对于硬币保持原有的静止运动状态，以及木块倾倒的方向与小车运动的方向是否一致没有真实的体会。只会机械式地记住“硬币由于惯性掉到了杯子中；木块由于具有惯性而倾倒”，对于物体具有的惯性在物体运动状态上的改变，并不理解。

这种机械式的记忆只会使学生对学习失去兴趣，对实验也缺乏操作的兴趣和继续观察的耐心，同时也会使学生在后面的学习中陷入更大的困难中，会对已经学习的牛顿第一定律和即将学习的二力平衡产生干扰。

二、利用视频教学解决惯性演示实验中的不足

在进行惯性的教学过程中，教师进行演示实验是为了使学生更好地理解相应的知识，学生抱着满满的热情和好奇心去观察实验，但是由于种种局限性，并没有看到预期的实验现象，这对于学生的热情是一种打击。

笔者在进行教学的过程中，尝试利用视频教学的模式，去改变这种情况，帮助学生看到最清楚的实验现象，帮助学生重新建立学习热情。

（一）利用视频教学提升学生的热情

教育家苏霍姆林斯基在《兴趣的秘密何在》中写道：“所谓课上得有趣，就是说：学生带着一种高涨的、激动的情绪从事学习和思考，对面前展示的真理感到惊奇甚至震惊；学生在学习中意识和感觉到自己的智慧力量，体验到创造的欢乐，为人的智慧和意志的伟大而感到骄傲。”

“惯性”的教学对于学生而言有一定的难度，如果学生没有弄明白演示实验，那么该内容就变得更加艰深难懂。

笔者在授课的过程中，利用手机直接将学生自己操作的惯性实验给拍摄下来，再利用投屏的方式将学生的实验进行展示，让学生带着好奇与急切求知的心情投入学习中去，可以更好地激发学生的求知欲，培养学习兴趣。而且学生都希望将自己操作的实验展示给学生，在做实验时会更加认真，也会更注重实验操作的规范性，可以为学生以后的实验操作打下良好的基础。

同时，视频展示的信息可以刺激学生的听觉和视觉，两者的结合可以有效地提高学生的注意力，这样学生就可以在理解的基础上加深记忆，在相对轻松的氛围中把握住知识重点。

（二）利用视频教学帮助学生理解惯性

华师大版初中科学对惯性的定义为“将物体具有保持原有运动状态不变的性质称为惯性（inertia）”。为了使学生可以更好地理解惯性，更真切地感受到惯性，笔者进行了如下的尝试：

1.将演示实验转变为分组实验

学生在观察演示实验时，距离较远的学生难以观察到一些微小的细节，对于实验现象和结论缺乏足够的认识，对于惯性的理解就更加困难。

笔者在进行教学时，将教师的演示实验调整为学生的分组实验，4位同学为一组，一位同学对实验进行操作，其余同学观察实验现象，4位同学轮番对两个实验进行操作，并根据所观察的实验现象进行讨论和小结。

在实验进行的过程中，教师利用手机中慢动作的功能将学生的操作过程拍摄下来，以便后期的交流讨论。

将演示实验调整为分组实验，可以更有效地调动学生学习的积极性，培养学生的实验动手能力，同时一整组同学的操作可以让每一位同学都仔细地观察实验现象。

2.利用慢动作视频对实验进行分析

惯性实验中，物体保持原有运动状态的时间极短，学生在进行分组实验时如果不仔细观察可能也会错过实验现象，这里笔者将拍摄的学生的实验视频利用投屏技术投放到大屏幕上进行分析。

在研究“静止的物体具有惯性”时，学生操作时用笔击打叠放的棋子，通过观察棋子的运动状态的变化，判断物体具有的惯性对物体运动状态的影响。

利用慢动作拍摄的视频，可以在学生击打棋子时将速度放慢数倍，让学生清楚观察到叠放的棋子是如何保持原有的运动状态——静止状态，如图3。

这样学生就可以清楚地知道，当最下面的棋子由于受到外力运动状态发生了变化，而上方的棋子由于具有惯性，将保持静止状态，最后上面的棋子也由于受到了重力的作用而掉落下来。

在研究“运动的物体具有惯性”时，学生操作时将木块放于小车上，通过改变小车的运动状态，通过观察木块的运动状态的变化，判断物体运动时所具有的惯性对物体运动状态的影响。

同样利用投屏技术将视频播放出来，在慢动作拍摄技术的帮助下将木块运动状态的变化放慢，让学生能夠更加真切地感受，如图4。

通过视频学生就可以观察到，小车受到外力作用，运动状态发生变化，而木块具有惯性将保持原有的运动状态，最后在重力的作用下掉落在桌面上。

通过慢动作视频可以有效地帮助学生更好地体会物体的惯性，帮助学生建立新的知识体系。

3.“惯性”教学中添加视频辅助的优势

教师在教学过程中将对惯性的分析转变成了对两个慢动作视频的分析，由于慢动作视频的特殊性，更有利于学生对问题的理解。

（1）慢动作视频可以重复播放。教师在对物体的运动状态进行分析时，可以将视频定格在特定的画面下，这样可以帮助学生更好地理解惯性所产生的影响。对于学生没有看清楚的细节，教师可以有选择性地多次播放，以达到最佳的效果。

（2）慢动作视频的录制时间较短。笔者在课堂上所录制的两个学生实验一共只有15 s，而其中涉及物体运动状态变化的片段只有5 s左右，可以有效节约课堂时间，提高课堂效率。

（3）慢动作视频的播放进度慢。慢动作视频由于其特殊性，播放速度可以放慢到正常速度的20%～30%，这样就可以把物体保持原有运动状态的情形进行真实的呈现，对于学生理解惯性有很好的帮助。

初中科学课程的教学注重培养学生的观察和实验能力，而惯性的教学就是对学生观察和实验能力的一次培养和考查，单纯的演示实验和分组实验已经不能满足现在的教学要求了，将更多的教育教学技术应用到教学过程中，可以更加有效地帮助教师解决教学中的困难。

参考文献：

[1]刘小晶，张剑平.教学视频微型化改造与应用的新探索[J].中国电化教育，2013（3）：101-105.

[2]关文信.新课程理念与初中物理课堂教学实施[M].北京：首都师范大学出版社，2012-04.

编辑 郭小琴