微課在大學物理實驗教學中的應用

宋金璠,郭新峰,王生釗,羅鵬輝

(南陽理工學院 電子與電氣工程學院，河南 南陽 473004)

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微課在大學物理實驗教學中的應用

宋金璠,郭新峰,王生釗,羅鵬輝

(南陽理工學院 電子與電氣工程學院，河南 南陽 473004)

摘要：微課是以單一知識點為教學內容，通過簡短的視頻或音頻等多媒體形式記載并結合一定的學習任務而形成的一種教學資源. 介紹了微課的概念和特點，探索了如何將微課與大學物理實驗課程教學相結合，以達到提高教學效果和培養學生創新能力為目的．

關鍵詞：微課；教學資源；大學物理實驗

1引言

以微博為代表的“微動力”促進了“微時代”的快速發展，“微”已應用于各領域，如微電影、微小說、微系統、微信、微話等． 在教育教學領域，學習方式、學習資源亦受到 “微時代”的影響，相應出現了微學習、微內容、微課程、微視頻等[1]． 微課作為微時代學習媒體技術高度發達的資源產物，可作為智慧學習的重要資源，滿足學習者個性化學習的資源需求．

物理學是一門重要的基礎學科，是整個自然科學的基礎，而其中的物理實驗在培養高水平的工程技術人才中具有不可替代的重要作用． 大學物理實驗是物理科學的基礎，是學生進入大學后接受系統實驗方法和實驗技能訓練的開端． 通過物理實驗課程的學習，學生可以直接觀察和分析重要的物理現象，掌握物理量的測量和基本的物理實驗方法，加深對物理原理的理解，完成知識向能力的轉移． 物理實驗可以使學生受到從事科學研究的基本訓練，使學生具備社會需要的基本能力，即觀察事物、分析事物、提出問題、探究問題、進行實驗、總結歸納、解決實際問題的能力[2]．

基于此，結合大學物理實驗教學對微課進行全面系統的探討研究，以期為“微時代”背景下微課資源的設計開發與實踐應用提供借鑒．

2微課及其特點

“微課”是指以視頻為主要載體記錄教師圍繞某個知識點、專題、實驗活動作為選題，針對教學中常見的、典型的、有代表性的問題或內容進行設計，類型包括講授類、解題類、答疑類、實驗類、活動類等教學環節開展的簡短的、完整的“小而精”的教學活動，同時還包含與該教學主題相關的教學設計、素材課件、教學反思、練習測試及學生反饋、教師點評等輔助性教學資源，因此微課具備獨立性、完整性、示范性、代表性，能夠有效解決教與學過程中的重點、難點問題． 微課既有別于傳統單一資源類型的教學課例、課件、設計、反思等教學資源，又是在其基礎上繼承和發展起來的一種新型教學資源． 一般而言，微課具有以下特點：

1) 教學時間較短

教學視頻是微課的核心組成內容． 微課的時長一般為10~20 min，因此，相對于傳統的教學課例(45 min一節課)來說，“微課”可謂“課例片段”或“微課例”．

2) 教學內容集中

相對于較寬泛的傳統課堂，“微課”的問題聚集，主題突出，更適合教師的需要. 微課主要是為了突出課堂教學中某個學科知識點(如教學中重點、難點、疑點內容)，或是反映課堂中某個教學環節、教學主題的教與學活動，相對于傳統1節課要完成的復雜眾多的教學內容，微課的內容更加精簡，因此又可以稱為“微課堂”．

3) 資源容量較小

從大小上來說，“微課”視頻及配套輔助資源的總容量一般在幾十兆，視頻格式是支持網絡在線播放的流媒體格式，師生可流暢地在線觀摩課例，查看教案、課件等輔助資源；也可靈活方便地將其下載保存到終端設備上實現移動學習，非常適合于教師的觀摩、評課、反思和研究．

4) 資源組成情景化

微課選取的教學內容一般要求主題突出、指向明確、相對完整． 它以教學視頻片段為主線引領教學設計(包括教案或學案)、課堂教學時使用到的多媒體素材和課件、教師課后的教學反思、學生的反饋意見等相關教學資源，構成了主題鮮明、類型多樣、結構緊湊的“主題單元資源包”，營造了真實的“微教學資源環境”． 學生在這種真實的、具體的、典型案例化的教與學情景中實現“隱性知識”、“默會知識”等高階思維能力的學習并實現教學觀念、技能、風格的模仿、遷移和提升，從而迅速提升教師的課堂教學水平，促進教師的專業成長，提高學生學業水平[3]．

3微課的制作要求

微課雖然時間較短，但對內容、圖像、語言、視頻效果的要求并不低，具體表現在：

1) 教學視頻要求

圖像清晰穩定、構圖合理、聲音清楚，能較全面真實反映教學情境，能充分展示授課教師的教學風貌，并且在主要教學環節有字幕提示．

2) 教學設計要求

教學設計反映教學思想、課程設計思路和教學特色． 微課強調突出重點，注重實效；教學目的明確，教學思路清晰，注重學生全面發展． 在教學內容上要求嚴謹充實，符合學生的認知規律，重點難點突出，邏輯性強，明了易懂；注重突出學生的主體性以及教與學活動有機結合． 教學方法與手段選擇正確，注重調動學生的學習積極性和創造性思維能力；能根據教學需求選用靈活適當的教學方法；信息技術手段運用合理，正確選擇使用各種教學媒體，教學輔助效果好．

3) 教學課件要求

微課的教學課件要充分反映主要教學內容，與教學視頻合理搭配，能起到促進教學效果的作用． 同時包含與教學內容相關的輔助材料，如練習測試、學科前沿、重點難點、易錯易混概念、多媒體素材等材料[4]．

4微課講授的基本要求

課堂是教師的主陣地，講授是教學過程中必不可少的重要方法，在微課教學中，必須做到：

1) 切入課題要迅速

由于微課教學時間短，切入課題必須迅速． 比如設置一個題目或問題引入課題；或從以前的基本內容引入課題；或從生活現象、實際問題引入課題；也可以開門見山進入課題．

2) 講授線索要清晰

在微課的講授中，始終做到只有一條線索． 在這一條線索上突出重點內容，著重進行主干知識的講解與剖析并精要講授、巧妙啟發、積極引導，力爭在有限時間內圓滿完成該課題所規定的教學任務．

3) 教師語言要得體

在微課教學中，由于學生活動的省略，教師的講解更加重要． 因此教師語言必須生動，富有感染力，同時更應描述準確，邏輯性強，簡單明了．

4) 課堂板書要簡約

板書不宜太多，也不宜太少，要真正起到對內容要點提綱挈領的作用． 在微課教學中，部分板書可以提前準備到紙板上，以掛圖的形式在授課的過程中展示在恰當的位置，以此節省時間．

5) 課后小結要快捷

在微課的結尾，一定要有小結，用2~3 min時間對一節課的教學進行歸納和總結，使微課的課堂結構趨于完整． 微課的小結，不在于長而在于精，在注重總結內容的同時更應注重學科方法的總結[5]．

5微課要處理的3對矛盾

1) “有”與“無”的矛盾

在微課的授課現場，沒有學生，但在教師心中卻不能沒有學生． 微課的具體教學過程和常規教學是一樣的，也是教師在課堂上展示課堂教學的整個流程，提問、布置、指導、點撥、評價，這些“過場”必不可少． 教師假定學生已經完成、估計學生完成的程度和結果，并在此基礎上點撥、評價，點撥、評價是否“到位”，要求教師在備課時必須深入研究學生、研究教材并設想教材所對應的學生群體的狀況，做到“場上無學生，心中有學生”．

2) “多”與“少”的矛盾

微課時間有限，課堂教學內容的容量有限，處理好“多”與“少”的矛盾，做到恰到好處，猶為重要． 內容過多，未免龐雜；內容過少，未免空洞． “龐雜”則顯重點不突出，“空洞”則顯內容不豐富． 無論常規教學，還是微課教學，板書都是必需的，只不過在微課上“多”與“少”的矛盾尤為突出．

3) “快”與“慢”的矛盾

準確把握教學節奏，快慢適當． 教學的重點和關鍵部分，要慢、穩、準． 非重點部分，可以一代而過或包含在課件、拓展資源中．

6與傳統課堂相比微課在教學中的優勢

1) 制作簡單

微課的錄制借助帶有麥克的網絡攝像頭就可以完成． 視頻內容通常是教師正在講演的頭像以及配合畫外音呈現的其他可視化內容，例如，1個幻燈片演示、1個屏幕錄制或者是1個動畫．錄制后的微課被上傳到學習管理系統專用的多媒體服務器或者是視頻網站上，每節微課的名稱隨教學重點的不同而不同，確保學生能夠很容易地定位到他們所需的課程名稱上． 此外，也可以添加關鍵字、標簽，便于學習者搜索查找．

2) 地位重要

微課可以促成一種自主學習模式，讓學習者根據需要自己搜索，并自定學習步調，他們可以任意停止或者重放一個視頻以確保達到對課程內容的理解． 同時，這種形式也鼓勵教學者在呈現教學內容時學會簡潔，著重培養分析、解決問題的能力和學生的發散思維． 通過這種途徑，為課堂模式的改革提供有力支持． 微課為觀看者提供了一對一的臨場感，就像是教師直接跟學生講話——這一點是大規模的班級授課以及擁擠的教室所沒有的．

3) 靈活性強

微課能夠很容易地被整合于課程之中，它能夠被放置于課程網站上作為預告片，也可以在課前播放，介紹主題，提高意識或者激發好奇心； 或者在課后，提供覆蓋課程的所有知識點的講解，復習、延伸、拓展． 微課是可重復利用的資源，特別是講解基本概念的微課，可以被多個課程和多個教師使用． 在那些講解難點的微課中，在任何有利于促進學習的交互點上，學生可以多次重復觀看，所以微課是對傳統授課形式的挑戰，是教學模式和教學理念上的改革，見表1．

表1　微課與傳統課的比較

4) 學習方式新穎

微課能夠為學生提供“自助餐式”的資源，無論是在課程學習中間還是課后的復習，能幫助學生理解一些關鍵概念和一些難以掌握的技能． 這種微縮型的課程是很有效的，因為它能夠在短時間內將學生的注意力集中在某一個主題上，減少了學生分神的機會． 同時可以由學生控制播放，根據自己的意愿，查看教師呈現的內容．

5) 推動教師專業發展

微課的價值不僅體現在為學生提供了新的學習方式，還體現在對教師專業發展的影響上． 微課是教師教學經驗和智慧的結晶，教師之間可通過微課分享教學成果、教學理念、教學特色、教學技能等，新教師還可以通過微課來完善備課，抓準教學重、難點． 此外，微課對在校師范生教學技能的培養具有一定的價值． 師范生可根據自己所需強化的技能或策略應用來觀看相關的微課，如導入技能、教材分析技能、說課技能等環節薄弱的學生可觀看相關技能的微課，有針對性地強化該方面的技能，具有傳統課堂不可替代的地位[6-7]．

7微課在大學物理實驗教學中的應用案例

物理實驗大體分為演示類和操作類，其教學方法和使用范圍不同，如表2所示．

大學物理實驗課程是所有理工科類大學必備的基礎課程，它既是理論知識的載體，又是科研技術與方法的綜合，體現了科學實驗的共性；就具體過程而言，它是實踐操作與方法訓練的統一；就內容層次而言，它是技能訓練與研究探索的統一，其地位和作用是不言而喻的． 另外，大學物理實驗在教學過程中受實驗場地和實驗儀器數量的限制重復性強(是理論課重復性的3倍以上)，教師的授課壓力相應增加，但教學效果并非線性增長，如何在有限的資源下提高效率是教學過程中需要探討的課題，微課為大學物理實驗教學提供了有力的支持．

以物理實驗“邁克耳孫干涉儀”為例[8]，教師可根據教學內容和課程特點，結合實驗儀器和學生情況，寫好微課腳本，內容包括光的干涉基本理論、測量波長的方法與儀器原理、與干涉相關的實驗及其應用等，精心制作成微課課件，錄制微課資源，將錄制的微課視頻進行后期制作，并上傳到微課平臺上，供學生在課外學習． 這樣在實驗之前學生已經對干涉的知識有了系統的理解，如表3，在實驗的過程中能夠做到有的放矢，使實驗課從注重講解、實驗測量→注重引導觀察、邏輯分析、討論、測量、原理應用、興趣化擴展相結合；從死板教學→生動化、興趣化教學，引人思考，形式靈活，增加啟發性、開放性、互動性、探究性，從而克服以往過多的演示，類似說明書式的教學，手把手的輔導，激發學生探索求知欲，不再養成被“填鴨”的慣性和思考“惰性” ． 而教師也成為“問題老師”，把過去講原理、步驟和注意事項等耗費的時間用于課堂上啟發、引導、互動和創新操作，使課堂變得生動、有趣、富有創造性．

表3　光的干涉知識框架

微課為大學物理實驗教學提供了新的模式．將微課運用于大學物理實驗教學，可以產生以下良好效應：

1) 物理現象可直接演示

實驗現象是實驗教學的關鍵，也是學生最關心的問題． 以前只有在教師上物理實驗課時才能觀察到的實驗現象，現在在電腦、平板甚至手機當中就可以直接演示，使學習更大眾化．

2) 教學內容可反復演示

物理學是一門講究邏輯和銜接的課程，物理實驗教學也不例外；一旦中途有某個環節沒有聽到，或沒有聽懂，都會直接影響學生對物理實驗的理解，導致實驗操作無法正常進行． 微課是課堂教學視頻，是可以反復觀看，反復研究學習的；對于物理實驗教學，物理現象、操作步驟，以至整個教學過程是可以反復演示的．

3) 操作過程可直接演示

物理實驗最主要的環節還是實驗的操作過程，有了微課，實驗教師無需講解整個操作過程，學生只需直接觀看視頻就能明白物理實驗的整個操作過程．

4) 一對一教學成為可能

幾十個學生對1名教師，學生的能力、知識結構、理解水平、看問題的角度不一樣，衍生的問題就各不相同，而教師只有一名，大家一起聽課學習難免有一些學生照顧不到，久而久之造成學習興趣的降低． 有了微課就不一樣，視頻是一對一的，教學內容、實驗現象、操作步驟都可通過視頻一對一展現[9]，將節省的時間用于教師分別回答學生的問題，避免了有的學生早已懂了而有的學生還不清楚的問題．

5) 師生教、學理念的大轉換

在傳統教學中，學生進物理實驗室，相當一部分是來混的，抄襲數據、抄襲實驗報告現象比較嚴重，這里面既有教師的原因，更有學生的原因． 學生不想學主要包括：不知為什么學(沒目標)，不會學(沒方法)，學不會(能力差)，沒法學(環境差)． 所以，要進行教學方法和教學模式的改革，要轉變觀念，提升理念，強調自主、研究、合作，強化師生互動、研討、創新，共同努力． 通過微課這一教學模式，將以教為主向以學為主轉變，克服滿堂灌；以課內為主向課內外結合轉變；強調課外學習、自助餐式的學習，以結果考核為主向結果和過程結合轉變；從過分重視分數中解脫出來，強調理論、實踐、應用相結合． 如此一來，不僅解放了教師，還使學生真正理解了學習和怎樣學，在知識爆炸的今天，掌握學習方法是終生學習的法寶．

8結束語

微課這種特別的授課方式有助于增強課堂教學效果，但教師必須對學習者、學科、教材、甚至同行的教學有足夠的了解，否則在課堂上的深度討論是很困難的． 因為從定義上來講，微課以短為特色，它在廣度、深度和復雜度方面存在不足，這些不足必須要授課者在課下交流和討論中完善，所以要想利用微課提高大學物理實驗課的教學效果，培養學生的創新思維還需要廣大教育工作者長期不懈的努力與探索．

參考文獻：

[1]祝智庭，賀斌． 智慧教育：教育信息化的新境界[J]． 電化教育研究，2012(12):5-13．

[2]宋金璠，張萍，徐海如． 物理實驗教學與創新能力培養的研究——從牛頓環實驗得到的啟發[J]． 實驗室科學，2010,13(2)：25-27．

[3]胡鐵生，黃明燕，李民． 我國微課發展的三個階段及其啟示[J]． 遠程教育雜志，2013，31(4)：36-42．

[4]楊偉杰． 翻轉課堂：轉變與挑戰[J]． 教學與管理，2013(30)：93-95．

[5]王長江，胡衛平． 技術促進教學：發展、演進和啟示[J]． 現代教育技術，2013，23(10)：15-19，25．

[6]張一川，錢揚義． 國內外“微課”資源建設與應用進展[J]． 遠程教育雜志，2013，31(6)：26-33．

[7]肖安慶，李通風，謝澤源． 微課推動教師專業發展：現狀、優勢與策略[J]． 中小學教師培訓，2013(10)：15-17．

[8]鐘錫華． 現代光學基礎[M]． 北京：北京大學出版社，2003：140-260．

[9]吳鐵飛． 微課與物理實驗教學相結合的研究[J]． 科技視界，2013(30)：142-144,153．

[責任編輯：尹冬梅]

Application of microlecture in the university physics experiment teaching

SONG Jin-fan， GUO Xin-feng, WANG Sheng-zhao， LUO Peng-hui

(School of Electronics and Electrical Engineering,Nanyang Institute of Technology, Nanyang 473004, China)

Abstract:Microlecture, as a kind of instructional resources, presents a single knowledge point and the related study tasks within a short audio or video record. The background, conception and characteristics of microlecture were analyzed. To improve teaching effectiveness and foster students innovation capacity, how to combine microlecture with university teaching physics experiment was explored.

Key words:microlecture; instructional resource; university physics experiment

中圖分類號：G642.423

文獻標識碼：A

文章編號：1005-4642(2015)02-0012-06

作者簡介：宋金璠(1965-)，女，河南南陽人，南陽理工學院電子與電氣工程學院教授,碩士，從事教師教育研究和大學物理教學．

基金項目：河南省高等學校教師教育精品資源共享課程建設項目(No.教師(2013)136)；河南省教師教育課程改革研究項目(No.(2014)136)；南陽理工學院專項經費資助項目

收稿日期：2014-09-30