大班教學下的高中物理演示實驗困境與策略研究摘要：大班教學給物理演示實驗教學帶來了諸多困境與挑戰(zhàn)，影響教師授課和學

生學習質量。以安徽省Y縣四所普通公辦高中為調查對象，大班教學是Y縣面臨的嚴峻教學現實.針對大班教學，提出五種物理演示實驗教學策略，每種教學策略均給出一個

演示實驗案例，提出相應的教學建議。關鍵詞：大班教學，演示實驗，困境，策略

引言：大班教學是我國中西部欠發(fā)達地區(qū)面臨的嚴峻教育現狀。大班教學影響著教育教學質量.物理演示實驗是物理課堂教學的重要部分，具有重要教學價值和教學意

義.大班教學給物理演示實驗教學帶來了困難，使得演示實驗教學達不到理想的教學效果。為更好的開展物理演示實驗教學，教師要運用多種教學策略突破教學困境，發(fā)揮教

育智慧，解決教學中遇到的難題。一、普通高中大班教學現狀

1．大班教學的含義

[1]班級規(guī)模是指一個教室的學生人數。我國人口眾多，教育、經濟發(fā)展水平參差不齊，

各地、各校的班級規(guī)模不同。中西部地區(qū)存在很多班級規(guī)模很大的課堂，有的班級規(guī)模超過70、甚至超過80.本研究將班級規(guī)模超過55人的學校課堂教學稱為大班教學，主要

特征是班級學生人數多。研究表明，縮小班級規(guī)模，有利于提高教學質量.班級規(guī)模的大小不僅對學生的學業(yè)成績產生影響，對教師也有影響.[2]

2．安徽省Y縣普通高中大班教學的現狀

安徽省Y縣是人口大縣，有四所公辦高中，多所民辦高中。2020年全縣擬計劃招收高中生

13475

人，四所公立高中共招生

9570

人，占

71%。表

1

是

Y

縣

2020

年四所

普通高中計劃招生人數、預設班級、實際班級數和實際班級學生平均人數數據調查表。[3]1

表

1

Y

縣四所高中

2020

年擬招生人數學校

學生總數/班級數ABCD平均人數

計劃招生數/人預設班級數/個

308056

286052

308056

55010

5510

55預設班級學生平均數/人

實際班級數/個55

5555

4038

42班級學生平均數/人

7775.3

73.3A、B、C、D四所普通高中在2020年分別擬計劃招收3080人、2860人、3080人

和550人，實際招生人數和計劃招生數一致。四所學校預設班級數分別為56、52、56和10，預設班級學生平均人數均為55人。調查發(fā)現，A校、B校和C校由于師資力量、

教室數量等教育資源限制，實際分別設置教學班個數為40、38和42。實際班級學生平均數為77人、75.3人和73.3人，超出預設人數百分比分別為40.0%、36.9%和33.3%。

二、大班教學下的物理演示實驗困境演示實驗是物理教學的重要部分，是以教師為主要操作者或者有他人(例如學生)輔

助的示范表演實驗。物理演示實驗器材簡單、現象明顯，可以輔助教師講解或者課堂討論，幫助學生建立物理概念、理解和應用物理規(guī)律。[4]

班級規(guī)模大，教室面積更大，學生與教師的空間距離增大，部分學生無法看清演示實驗過程。教室靠后的學生離講臺較遠，會更易忽略演示實驗的細節(jié)、無法看到指針儀

器的示數。教室兩側的學生，由于視角原因無法對指針儀器進行準確讀數。例如探究作用力和反作用力的關系，教師用兩個彈簧測力計演示實驗，只有正前方前兩排的學生能

看到指針讀數，其他學生無法看到示數，這種演示實驗是失敗的，沒有達到預期的演示教學效果。

面臨這種教學困境，一種解決辦法是選擇尺寸大的演示實驗儀器。大多數學校的演示實驗儀器都是購買的，器材尺寸無法改變，實驗器材種類和數量受到限制。教師可以

自制尺寸較大的演示實驗器材，但這需要教師投入較多的時間和精力，無法推廣普及。

三、大班教學下的高中物理演示實驗策略1．建構主義學習理論

建構主義學習理論興于20世紀80年代，隨著理論的發(fā)展，建構主義理論產生分化，但各種建構主義理論的基本觀點相同。建構主義理論認為知識是動態(tài)發(fā)展的，知識的意

義由學習者自我建構。同一個教室的學生學習聽同一個老師講授相同的內容，學生的理解不會完全相同，學生的理解與個人原有經驗有關。學生不是被動地接收教師傳遞的信

息，而是知識意義的主動建構者，學生將新知識與原有知識、經驗建立起聯系，通過思維、概念轉換建構起知識的意義，改造和豐富個人原有認知。新知識的學習不是教師直

接告訴學習者新概念是什么，而要將新概念的教學通過教學情境進行呈現，通過教學情境和實際教學活動被學習者建構。教師的一項重要任務就是為學習者創(chuàng)建、提供學習的

情境，激起學習者的原有經驗，促進原有經驗的擴展發(fā)散，使學習者原來的知識經驗重新組織。[5]

2．大班教學下的物理演示實驗策略

建構主義理論認為學習過程的一個重要特征就是情境性，新知識學習要以具體情境為基礎。有的物理概念抽象，學生先前很少有與之聯系的生活經驗，例如加速度。物理

演示實驗是創(chuàng)建課堂教學情境的一種重要途經。物理演示實驗策略是指教師為了完成的特定的教學目標、依據教學內容和學生的學

[6]習特點所采取的特定教學活動、教學組織形式和教學媒體等一系列程序。大班教學

給物理演示實驗帶來諸多挑戰(zhàn)，教師要運用個人教育智慧解決這些難題，針對不同的教學內容，可采用多種演示實驗策略。

（1）改演示實驗為學生分組實驗

演示實驗是教師進行展示、供學生觀察的實驗。教師可以將部分演示實驗改為學生分組實驗，由學生自己動手操作。[7]

人教版物理必修第一冊《摩擦力》在問題引入環(huán)節(jié)設置用彈簧測力計勻速拉動木塊測量滑動摩擦力。實驗原理可行，但實際操作時很難勻速拉動木塊。只有經歷真實的實

驗過程才能認識到教材原來實驗方案的缺憾。教學時可以將教師演示實驗改為學生分組實驗，4人一組，對于70多個人的班級，20組彈簧測力計和木塊滿足實驗需求。學生

分組實驗，動手操作，親身體驗，近距離觀察彈簧測力計示數，印象深刻。通過分組實驗讓學生認識到教材也有瑕疵，教材方案也不一定是最優(yōu)的，打破學生唯教材論、教材

3

不會犯錯的慣性認識。（2）無線網絡視頻投影演示實驗

很多學校安裝有投影儀或者希沃白板，可以將物理演示實驗過程投影到電子屏幕上。以希沃白板為例，系統(tǒng)安裝有“希沃視頻展臺”軟件，配套有投影儀裝置。可借助

無線網絡視頻投影技術，將實驗裝置和過程投影于屏幕，讓全體學生觀看。“旋轉的液體”是安培力教學的一個有趣實驗。實驗裝置放在水平面內，不能讓

全部學生都觀察到。將實驗裝置在教室多次移動，讓學生分別觀看，操作麻煩，浪費時間，影響授課。利用希沃視頻展臺將實驗投影在屏幕上，讓所有學生觀看，視頻投影清晰，

如圖

1

所示。圖

1

希沃視頻展臺截圖

（3）利用頻閃截屏軟件獲取物理過程的序列圖片

有的演示實驗過程迅速，學生無法看清關鍵細節(jié)。這類演示實驗可拍攝下完整的實驗視頻，利用頻閃截圖軟件獲取瞬態(tài)圖片。

人教版（2019）物理教材必修第一冊有一道例題，如圖2，小球用細線懸掛于車內，當小車做勻變速直線運動，細線偏離豎直方向，夾角為θ，求小車的加速度.

圖

2

細線偏離豎直方向圖3實驗裝置

關于細繩懸吊物體，學生頭腦中先前有相關生活經驗，學生不是空著腦袋進入課堂。在學生的生活經驗中，物體通常處于平衡狀態(tài)，細線位于豎直方向。前概念使得學生無

法理解為什么細繩會偏離豎直方向，在要達成的目標和已知條件無法建立聯系。為幫助學生認識實際經驗的局限性，打破錯誤的前概念，突破思維障礙，設計圖

3

的物理演示

4

實驗。實驗器材有：小車、帶定滑輪木板、鉤碼、塑料白板、細棉線。將塑料板剪成“Г”

形狀，上端使用錐子扎一個小孔。細線一端連接紅色鐵夾(紅色鐵夾便于識別)，另一端與小孔拴接，使用膠帶將“Г”形塑料板固定在小車側面。小車置于木板上，用細棉線

連接小車跨過定滑輪與200g鉤碼相連。由靜止釋放小車，小車、懸掛的鐵夾和鉤碼做勻加速直線運動。為使細線與豎直方向的夾角較大，方便觀察，選擇質量大的鉤碼。

對于1米長的木板，演示實驗時間僅有幾秒鐘，小車速度大，學生無法看清楚細繩是否偏離豎直方向。實驗時選擇合適的位置和角度，將手機固定。利用手機攝像功能，

拍攝完整的演示實驗視頻。將拍攝的視頻導入到電腦，利用頻閃截屏軟件每隔一定時間[8]

截取圖片。對截取的圖片序列適當剪切，調整大小，復制到

PPT

中，將圖片對齊，如圖4。

圖4圖片序列從上至下，第一幅圖片小車仍然靜止，細線處于豎直方向。第2幅圖片和第3幅圖

片小車做勻加速直線運動，可以看出鐵夾與塑料板的距離與第1幅圖片不同，表明細線偏離豎直方向。第4、5、6幅圖片小車繼續(xù)做勻加速直線運動，速度較大，鐵夾影像模

糊不清，但能看到紅色的鐵夾。通過鐵夾相對于塑料板的位置可以判斷出，在小車勻加速運動過程中，細線偏離豎直方向一定角度。通過該演示實驗，讓學生觀察到小車做勻

加速直線運動，細線偏離豎直方向，為學生解決該問題提供了依據和腳手架。（4）教師錄制演示實驗視頻

有些演示實驗需要特定的器材、設備和專用的實驗場地。受制于客觀因素，無法在5

教室進行演示。這類演示實驗，教師可使用手機錄制演示實驗視頻，教師親自錄制的視頻是原生態(tài)化的，沒有經過任何技術處理。由于是教師親自拍攝的，呈現的實驗現象學

生更信服。牛頓第一定律是物理學的重要定律，是以實驗為基礎，經過科學思維得到的理想結

論。利用氣墊導軌，可以近似驗證在無阻力時滑塊做勻速直線運動。氣墊導軌工作時需要220V交流電源，氣泵不斷對導軌充氣，實驗設備大，裝置水平要求很高。這些條件

普通教室無法滿足，需要專門的實驗臺。教師可以提前錄制好實驗視頻，用于課堂教學，如圖5。

圖5用氣墊導軌驗證牛頓第一定律視頻拍攝時要清理雜物，整理實驗桌面，不能有背景干擾，避免分散學生注意力。

選擇合適的位置和角度將手機固定，拍攝下滑塊運動的整個過程。拍攝者不能手持手機，屏幕不能抖動，要避免其他噪音。

（5）整合互聯網視頻資源

互聯網上有豐富的演示實驗視頻資源，有的視頻采用特殊的視頻技術處理，將一些關鍵細節(jié)放大、放慢，視頻效果震撼，用于課堂教學能達到很好的教學效果。

在物理必修第一冊《自由落體運動》一節(jié)中，牛頓管實驗是必做的演示實驗。實際教學發(fā)現，大部分學生看不見銅錢和雞毛同時下落，下落時間極短，學生無法看清，達

不到教學目的。英國廣播公司曾拍攝過一部紀錄片，在世界上最大的真空實驗室利用機械電動裝置

同時釋放保齡球和羽毛，用高速攝影機拍攝，慢動作播放，效果震撼，視頻制作精良。教學時可播放此視頻，教學效果好，可讓學生直接看到無空氣阻力，物體下落快慢相同，

與質量無關。6

圖6羽毛和保齡球下落快慢相同四、結束語

物理演示實驗具有重要的教學價值，大班教學更使演示實驗教學雪上加霜。信息技術的發(fā)展和在教育領域的應用為解決演示實驗教學困境帶來光明。物理教師應該不斷學

習新技術，掌握新技能，發(fā)揮教育智慧，創(chuàng)新物理演示實驗方法和教學策略，讓物理演示實驗在課堂教學常態(tài)化，讓物理課充滿物理味道。本文提出改演示實驗為學生分組實

驗、無線網絡視頻投影演示實驗、利用頻閃截屏軟件獲取物理過程的序列圖片、教師錄制演示實驗視頻和整合互聯網視頻資源五種教學策略，希望能對提升物理課堂演示教學

質量提供幫助.參考文獻

[1]和學新.班級規(guī)模與學校規(guī)模對學校教育成效的影響──關于我國中小學布局調整問題的思考

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2020-11-25]./openness/detail/content/5f2755207f8b9a18