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摘 要：针对阶梯式教学模式在高中物理教学中的应用，结合“反冲现象 火箭”一节课的教学重难点，提出四个能够明显演示反冲现象的实验，并通过降低阶梯坡度、搭建平行阶梯、建构上升阶梯三个阶梯呈现.旨在通过有关阶梯式教学模式下反冲现象实验的设计与应用，切实培养学生观察、探究、思辨、合作与交流的能力.
关键词：阶梯式教学模式;反冲现象;演示实验;自制教具;优化与创新
中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1008-4134（2021）05-0027-04
作者简介：厉晓萱（1998-），女，黑龙江绥芬河人，硕士研究生，研究方向：中学物理学科教学;
赵振宇（1968-），女，黑龙江哈尔滨人，本科，教授，硕士生导师，研究方向：中学物理教学教法.
新一轮课程改革提出将培养学生的物理核心素养摆在突出地位，并针对培养学生的“实验探究”能力提出明确而具体的要求.在实际教学过程中，教师单纯地运用讲授法开展教学活动难免略显单调、晦涩，对于学生的理解能力也是个不小的挑战.但若物理教师能够基于阶梯式教学模式设置多组进阶实验，启发学生在观察、体验的基础上进行深入挖掘，使学生经历感性认识—理性学习—全面提升这一探究过程，其教学效果必然优于传统教学模式下的讲授.本文采用阶梯式教学模式，以“反冲现象”为例进行优化和创新，落实有关高中物理实验教学的系列要求.
1 感性认知，激发兴趣——降低阶梯坡度
情境创设：冲天的可乐瓶实验利用糖衣的多孔结构加速可乐内CO2气体的逸出，形成反冲现象，带领学生感受反冲的巨大威力.通过两种学生常见的小零食进行实验设计，将抽象的物理学原理生活化，在唤醒学生探究欲的同时大大降低了学生攀爬新知的阶梯坡度.
1.1 制作材料
可乐、可乐瓶、橡胶塞、曼妥思薄荷糖、透明胶带.
1.2 制作方法
（1）利用透明胶带将3-4粒曼妥思薄荷糖依次固定，并预留出5cm的胶带以便固定薄荷糖在可乐瓶中的位置，控制发生反应的时机.
（2）倒出部分可乐，保留适量的可乐于瓶中.
（3）将可乐瓶正放，利用预留出来的胶带使薄荷糖悬置于可乐瓶中但不接触可乐，一只手利用预留出的胶带控制薄荷糖的位置，另一只手用橡胶塞紧紧塞住瓶口，如图1所示.
1.3 演示方法
（1）操作者将事先制作好的教具移动至空旷场地，一只手握紧橡胶塞与瓶口衔接处，迅速将可乐瓶倒置，使瓶口向下.
（2）为防止可乐喷出溅到身上，操作者需伸直手臂并保持静止，耐心等待.待瓶中气体累积到一定程度气体冲开瓶塞时，松开可乐瓶.
（3）此时能观察到，瓶中的可乐迅速向下喷出，与此同时可乐瓶向上运动.若实验效果良好，可乐瓶能够向上运动2.5-3米，如图2所示.
1.4 实验创新
传统实验操作是将薄荷糖置于开口的可樂瓶中，在二者接触的瞬间液体产生大量气泡.此操作方式虽然能够产生较为明显的实验现象，对学生有一定吸引力，但却无法用来解释实验原理，并不能顺利应用于课堂教学.受“反冲水火箭”实验的启发，笔者对该实验进行了改进.用瓶塞塞住瓶口并进行倒置，教师通过释放可乐瓶，引导学生观察瓶子的运动情况，将气体逸出的动量转化为可乐瓶的上升高度和运动速度，化无为有，增强实验的可视化程度.
教师借此机会也可以对学生进行思维训练，同样是将可乐与薄荷糖进行混合，但只要对原本的操作方式稍加改进便能得到另一个可用于演示物理学原理的实验，通过物理实验的实际案例启发学生突破惯性思维对帮助学生建立创新思维具有一定的导向作用.
2 理性学习，获得新知——搭建平行阶梯
情境创设：通过“模拟喷灌装置”和“风火轮”实验分别演示喷出气体和液体的反冲现象，引导学生对两组实验的共同点进行归纳，分析反冲现象的定义及特点.在这一过程中，通过创新多个反冲实验，搭建“平行阶梯”，引导学生通过严密的逻辑分析与推理，深入理解反冲现象的本质.顺利实现突出教学重点、突破教学难点的教学目标.
2.1 模拟喷灌装置
该实验的巧妙之处在于“化繁为简”，笔者通过抓住农业喷灌装置的关键因素，针对反冲现象在该装置中的应用，制作可用来演示液体反冲的教具.
2.1.1 制作材料
注射器、橡胶管、吸管、热熔胶、剪刀.
2.1.2 制作方法
（1）将细吸管裁剪至合适长度，并用热熔胶枪将细吸管两端封住，使吸管保持密封.
（2）在吸管中间位置剪出一个小孔，小孔直径略大于橡胶管的直径.将橡胶管的一端塞入吸管上打好的孔中，并用热熔胶将橡胶管与吸管接口处密封.
（3）在细吸管的两端对称位置处按相反方向各扎1个小孔.
（4）将粗吸管裁至合适长度，套在橡胶管的外侧.
（5）将橡胶管的另一端套在注射器的空桶上，并用热熔胶将橡胶管与空桶连接处密封，即制成了模拟喷灌装置，如图3所示.
2.1.3 演示方法
首先，教师将注射器的活塞拔出，向空桶内注入一定量的水，再将活塞安装上，进而推动活塞将空桶中的多余气体排出.为使实验现象明显，教师可在水中滴入几滴红墨水.
教师双手将模拟喷灌装置举到空中，一只手稳定住粗吸管以及橡胶管，另一只手适度用力推压活塞.此时学生可以观察到注射器中的水从两小孔向外喷出，与此同时原本静止的细吸管按与喷出水流的相反方向旋转，水被均匀地喷洒到周围空间较大范围内，如图4所示.
2.1.4 实验创新
喷灌装置被广泛应用于农业灌溉中.教师采取传统的讲授式教学虽然能够阐述清楚装置的工作原理但却缺乏生动性;而媒体演示虽然能够较大程度地弥补语言讲述所缺乏的形象感，却又无法带给学生较强的体验感.为此，笔者选择利用自制教具带领学生进行实际体验，既能够突出主要矛盾，弱化次要矛盾，学生又能通过认真观察、切身体验以及动手操作真正理解反冲现象在喷灌装置中的应用，有效避免以上两种教学方式带来的不便.
关键词：阶梯式教学模式;反冲现象;演示实验;自制教具;优化与创新
中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1008-4134（2021）05-0027-04
作者简介：厉晓萱（1998-），女，黑龙江绥芬河人，硕士研究生，研究方向：中学物理学科教学;
赵振宇（1968-），女，黑龙江哈尔滨人，本科，教授，硕士生导师，研究方向：中学物理教学教法.
新一轮课程改革提出将培养学生的物理核心素养摆在突出地位，并针对培养学生的“实验探究”能力提出明确而具体的要求.在实际教学过程中，教师单纯地运用讲授法开展教学活动难免略显单调、晦涩，对于学生的理解能力也是个不小的挑战.但若物理教师能够基于阶梯式教学模式设置多组进阶实验，启发学生在观察、体验的基础上进行深入挖掘，使学生经历感性认识—理性学习—全面提升这一探究过程，其教学效果必然优于传统教学模式下的讲授.本文采用阶梯式教学模式，以“反冲现象”为例进行优化和创新，落实有关高中物理实验教学的系列要求.
1 感性认知，激发兴趣——降低阶梯坡度
情境创设：冲天的可乐瓶实验利用糖衣的多孔结构加速可乐内CO2气体的逸出，形成反冲现象，带领学生感受反冲的巨大威力.通过两种学生常见的小零食进行实验设计，将抽象的物理学原理生活化，在唤醒学生探究欲的同时大大降低了学生攀爬新知的阶梯坡度.
1.1 制作材料
可乐、可乐瓶、橡胶塞、曼妥思薄荷糖、透明胶带.
1.2 制作方法
（1）利用透明胶带将3-4粒曼妥思薄荷糖依次固定，并预留出5cm的胶带以便固定薄荷糖在可乐瓶中的位置，控制发生反应的时机.
（2）倒出部分可乐，保留适量的可乐于瓶中.
（3）将可乐瓶正放，利用预留出来的胶带使薄荷糖悬置于可乐瓶中但不接触可乐，一只手利用预留出的胶带控制薄荷糖的位置，另一只手用橡胶塞紧紧塞住瓶口，如图1所示.
1.3 演示方法
（1）操作者将事先制作好的教具移动至空旷场地，一只手握紧橡胶塞与瓶口衔接处，迅速将可乐瓶倒置，使瓶口向下.
（2）为防止可乐喷出溅到身上，操作者需伸直手臂并保持静止，耐心等待.待瓶中气体累积到一定程度气体冲开瓶塞时，松开可乐瓶.
（3）此时能观察到，瓶中的可乐迅速向下喷出，与此同时可乐瓶向上运动.若实验效果良好，可乐瓶能够向上运动2.5-3米，如图2所示.
1.4 实验创新
传统实验操作是将薄荷糖置于开口的可樂瓶中，在二者接触的瞬间液体产生大量气泡.此操作方式虽然能够产生较为明显的实验现象，对学生有一定吸引力，但却无法用来解释实验原理，并不能顺利应用于课堂教学.受“反冲水火箭”实验的启发，笔者对该实验进行了改进.用瓶塞塞住瓶口并进行倒置，教师通过释放可乐瓶，引导学生观察瓶子的运动情况，将气体逸出的动量转化为可乐瓶的上升高度和运动速度，化无为有，增强实验的可视化程度.
教师借此机会也可以对学生进行思维训练，同样是将可乐与薄荷糖进行混合，但只要对原本的操作方式稍加改进便能得到另一个可用于演示物理学原理的实验，通过物理实验的实际案例启发学生突破惯性思维对帮助学生建立创新思维具有一定的导向作用.
2 理性学习，获得新知——搭建平行阶梯
情境创设：通过“模拟喷灌装置”和“风火轮”实验分别演示喷出气体和液体的反冲现象，引导学生对两组实验的共同点进行归纳，分析反冲现象的定义及特点.在这一过程中，通过创新多个反冲实验，搭建“平行阶梯”，引导学生通过严密的逻辑分析与推理，深入理解反冲现象的本质.顺利实现突出教学重点、突破教学难点的教学目标.
2.1 模拟喷灌装置
该实验的巧妙之处在于“化繁为简”，笔者通过抓住农业喷灌装置的关键因素，针对反冲现象在该装置中的应用，制作可用来演示液体反冲的教具.
2.1.1 制作材料
注射器、橡胶管、吸管、热熔胶、剪刀.
2.1.2 制作方法
（1）将细吸管裁剪至合适长度，并用热熔胶枪将细吸管两端封住，使吸管保持密封.
（2）在吸管中间位置剪出一个小孔，小孔直径略大于橡胶管的直径.将橡胶管的一端塞入吸管上打好的孔中，并用热熔胶将橡胶管与吸管接口处密封.
（3）在细吸管的两端对称位置处按相反方向各扎1个小孔.
（4）将粗吸管裁至合适长度，套在橡胶管的外侧.
（5）将橡胶管的另一端套在注射器的空桶上，并用热熔胶将橡胶管与空桶连接处密封，即制成了模拟喷灌装置，如图3所示.
2.1.3 演示方法
首先，教师将注射器的活塞拔出，向空桶内注入一定量的水，再将活塞安装上，进而推动活塞将空桶中的多余气体排出.为使实验现象明显，教师可在水中滴入几滴红墨水.
教师双手将模拟喷灌装置举到空中，一只手稳定住粗吸管以及橡胶管，另一只手适度用力推压活塞.此时学生可以观察到注射器中的水从两小孔向外喷出，与此同时原本静止的细吸管按与喷出水流的相反方向旋转，水被均匀地喷洒到周围空间较大范围内，如图4所示.
2.1.4 实验创新
喷灌装置被广泛应用于农业灌溉中.教师采取传统的讲授式教学虽然能够阐述清楚装置的工作原理但却缺乏生动性;而媒体演示虽然能够较大程度地弥补语言讲述所缺乏的形象感，却又无法带给学生较强的体验感.为此，笔者选择利用自制教具带领学生进行实际体验，既能够突出主要矛盾，弱化次要矛盾，学生又能通过认真观察、切身体验以及动手操作真正理解反冲现象在喷灌装置中的应用，有效避免以上两种教学方式带来的不便.