让枯燥的教学活起来

    王瑞涵 崔虹云 庞芳

    

    

    

    摘? 要 以人教版《物理》选修3-5第十七章第二节“科学的转折——光的粒子性”为例，通过运用Premiere Pro CC 2017软件二次开发中学物理实验视频资源，提升课堂教学质量，完善课堂教学程序。根据物理教学设计的一般过程，通过分析教材、学习者、物理实验视频在教学中的作用，并根据教学信息处理实验视频资源等步骤重新编排教学过程，充分展示如何运用软件处理实验视频以及实验视频在教学中的运用。

    关键词 Premiere Pro CC 2017;中学物理;视频资源;光的粒子性;光电效应实验

    中图分类号：G633.7? ? 文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2019）23-0077-04

    1 前言

    视频影像形式内容丰富多彩，能形象、具体地再现事物的特质、情形、过程，可以将小到原子分子、大到天体宇宙都生动地呈现在学生面前，让枯燥的教学“活”起来。但是网络视频素材多种多样、形式纷杂，在实际的教学过程中，教师并不能全面利用资源，因此，物理视频资源的二次开发利用就显得尤为重要。教师应根据教学条件、教学情况、学生情况对所选取的视频资源进行二次加工改造，使学生多方位、多渠道地感受课堂，从而提高教学效率与质量[1]。

    2 教材分析

    本节课是人教版《物理》选修3-5第十七章第二节“科学的转折——光的粒子性”的内容，它由光电效应实验、规律解释、爱因斯坦光电效应方程、康普顿效应以及光子的动量组成，内容相对较多，难度也较大。之所以这么编写教材，是想让学生对光子有更加全面的理解。爱因斯坦用量子化的知识来解释光电效應是科学转折的重大信号，所以光电效应实验是本节课的重点。

    3 物理实验视频在教学中的作用分析

    光电效应实验不是简单易行的实验，一般的学校的教学条件不足以开设这个实验。实验现象是金属板上有光电子溢出，电子溢出肉眼看不到，只能借助工具来放大实验现象，不利于学生直观地理解这一现象，所以需要教学媒体辅助去完成这节课的讲授。光电效应实验不是一个静态的实验，虽然文字和图片可以简单地描述这个实验，但利用教学实验视频资源可以让学生对这个实验有更清晰的理解，视频可以直观地反映整个实验过程，有助于加深学生对这个实验的印象[2]。

    4 利用视频编辑软件处理视频资源

    教师根据本节课所选的内容在网上进行搜索，找到相关的实验视频资源进行加工和整理，根据教学内容和教学过程以及教学对象对视频二次整改。这里向读者介绍一种视频编辑软件Premiere Pro CC 2017，它可以导入和自由组合各种视频，并且提供了剪辑、采集、调色、美化音频、添加字幕、输出、DVD刻录等功能，是强大、可自定、非线性的编辑器，可满足教师创建高质量实验教学视频的要求。

    在所选视频中添加字幕? 在所选视频中，教师利用软件功能对视频添加字幕或者关键字词，以帮助学生更好地观察和理解视频内容，充分发挥物理实验视频资源的优势。

    如图1所示，本节课是实验导入，所选的视频并没有直接进入主题。应用视频编辑软件任务栏里的字幕编辑器为视频插入“科学的转折—光的粒子性”几个关键字，简洁明了的题目可以让学生快速进入学习状态。

    如图2所示，在右侧字幕模式、属性、工具和动作等工具栏中，可以调整字幕大小、格式、字号和颜色等属性，根据需要调整字幕，效果如图3所示。

    截取所选视频? 首先是视频截取，在工具栏中选中剃刀工具，在所要删除的部分前后进行裁剪，点击选中的部分进行删除即可，如图4、图5、图6所示。

    添加关键图片? 本节课以光电效应实验为主，但视频中没有体现出实验说明相关内容（图7），因此，教师在第二视频中应以光电效应实验说明为主，对视频进行二次整改。在找到相关图片后将图片导入资源库，并拖拽到相应帧数（图8）。双击图片进行图片编辑，点击图片之后出现效果控件对话框，点击对话框内的运动选项（图9），效果如图10所示。

    5 教学过程

    第一环节：创设情境，引入新知

    教师：在之前的课程中我们学习了光的干涉，那么光的干涉现象说明了什么呢？

    学生：证明了光是一种波。

    教师：光既然是一种波，那光也应该具有衍射现象，哪个实验证明了光具有衍射现象呢？

    学生：小孔衍射、狭缝衍射和圆屏衍射。

    教师：我们也学习了光的偏振，那么通过该实验，我们又得出了光的什么结论呢？

    学生：光是一种横波。

    教师：在19世纪，麦克斯韦又通过一系列的理论说明光是一种电磁波，并建立了完善的电磁场理论。1887年，赫兹偶然间发现在高于某种特定频率的电磁波照射下，某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流。这一现象又该如何解释呢？

    学生：不知道。

    教师：想必大家都很好奇为什么会出现这一现象吧？本节课老师就带领大家来学习“科学的转折—光的粒子性”（图11）。

    第二环节：合作学习，探究新知

    【实验导入】通过了解，我们知道赫兹是在偶然情况下发现了光电效应，那我们就通过实验器材简单地再现赫兹发现的光电效应实验。首先将电中性的锌板通过导线与不带电的验电器相连，与锌板平行的位置放有一个紫外线灯，紫外线灯先用灯罩罩住;用毛皮摩擦过的橡胶棒让锌板带上负电，验电器张开约30°;之后取下灯罩，则验电器的指针张角慢慢变小（图12）。

    教师提问：为什么验电器的张角会变小呢？

    学生讨论得出结论：表明锌板在紫外光的照射下失去电子，从而达到电中性。

    教师总结：在光的照射下，金属的电性质发生变化，这类由光引起的电性质变化我们称之为光电效应。

    启发猜想：那如果改用其他的光（比如红光）去照射锌板会不会溢出电子呢？或者不用锌板，改用其他材料，还会有电子溢出吗？

    学生根据已有的知识和经验，猜想一定会有电子溢出，然而通过做实验，并没有电子溢出，与猜想相违背。这样会激发学生的学习兴趣，他们急于弄懂实验现象：为什么紫光可以照射出电子而红光不可以呢？

    第三环节：分析实验，得出结论

    刚才我们用简单的实验装置做了光电效应实验，由于条件限制，只能用一种光去做实验，而要想得到正确的实验结果，就必须改进实验设备。由于这是物理学中非常重要的一个光学实验，科学家们对实验装置进行了改进，得到许多重要的规律。

    让学生根据实验视频资源了解光电效应实验（图13），

    阅读书中相关内容，小组自由讨论实验装置和实验现象。教师引导学生分析实驗装置，讲解实验原理，并向学生提出引导性问题：为什么要加正向电压？如果不加，电路中会有电流吗？保持光照条件不变，逐渐加大两极之间电压，分析会有什么变化？

    教师引导学生看书：存在饱和电流和遏止电压。教师总结：对于一定颜色（频率）的光，入射光越强，单位时间内发射电子数越多。

    教师进行引导性提问：对于刚才的实验，如果加入遏止电压后，再增大入射光强度，电路中会产生光电流吗？减弱光的强度，遏止电压会减小吗？教师解释相关现象，并引导学生看书得到相关概念：截止频率。

    教师给出结论：射出的光电子的能量与入射光的强度无关，只与入射光的频率有关。

    6 结语

    本节课的重点是光电效应实验，这个实验不仅是物理学的一个重大转折点，也是科学上的一个重大转折点。但实验只能在课堂上用简单的实验器材做，并不能得出精确的结论，所以需要教师在网上寻找相关实验视频资源进行二次加工和整改。教学实践表明，这样可以改进传统教学的不足，生动形象地向学生展示实验过程和结果，使学生对这一部分内容印象深刻，有助于学生对这部分知识产生学习兴趣，自主深入了解光的相关内容。学生在学习探究过程中感受到人类对事物认识的曲折性，学习物理学家思维的严谨性和细致的科学态度，并领悟科学研究道路上方向正确的重要性[3]。

    参考文献

    [1]刘树凡.物理实验教学的基本形式[J].中小学实验与装备，2010（6）：47-48.

    [2]姬鸣亚.对高中物理与信息化有效结合的探究[J].新课程，2013（12）：193.

    [3]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012.

    *课题项目：2017年佳木斯市社科重点课题“中学物理实验教学环节学生实践技能和创新能力的研究与培养”。

    作者：王瑞涵，汤原县第一中学，研究方向为中学物理教学（154700）;崔虹云，通讯作者，佳木斯大学理学院物理系，教授，研究方向为中学物理课程与教学;庞芳，佳木斯大学（154007）。