微課在大學物理實驗及演示實驗教學中的應用

李迎 張靜 李群 劉紅兵 鐘銘

摘 要：本文簡述了微課的特點，分析了大學物理實驗、演示實驗教學過程中存在的問題，并介紹了利用微課來解決教學問題的方案，闡述了培養學生的科學探究能力和創新意識的策略。

關鍵詞：微課；實驗教學；演示實驗

一、微課的特點

“微課”是指以視頻為主要載體，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、典型的問題或內容開展的簡短的、完整的“小而精”的教學活動[ 1 ]。因其時間短，內容精，容量小，形式多樣等特點，從一出現就受到廣泛關注。受知識信息化、網絡化，學習方式碎片化的影響，微課這一教學方式越來越受到人們的追捧。

二、大學物理實驗教學現狀及存在的問題

大學物理實驗課程是理工科類大學第一門基礎實踐課程，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[ 1 ]；物理演示實驗作為一門獨立的課程，不再僅僅作為理論教學的一種輔助，在教學中的作用也越來越受到重視[ 2 ] ，但是，大學物理及演示實驗教學過程中受實驗場地和實驗儀器數量等限制，重復性強，教師的授課壓力和工作強度大大增加，學生學習過程也因實驗課程的特殊性，受到不利影響。

首先，學生課前預習僅限于書本、達不到要求。受實驗室條件限制，只能從實驗教材上的內容、步驟以及有限的幾張圖片來猜想實驗過程。其次，教師課堂講授時間與學生實驗時間矛盾突出。以我校的大學物理實驗時間為例，一般為三節課，共155分鐘，教師講授一般在40分鐘，主要講解實驗目的，實驗原理，實驗內容與步驟，再加上演示儀器操作，時間非常緊張。因學生專業、理論基礎掌握程度、動手能力存在差異，教師對原理或儀器不管講得多或者少都不能完全符合每個學生的需求。講的過多，會擠占學生實驗時間，實驗課將變成填鴨式教學，學生只是照貓畫虎，依樣學樣的驗證實驗結論，得不到能力上的鍛煉，創新更是無從談起；講的過少，學生實驗過程中問題不斷，無法獨自按時完成實驗，久而久之，將會對物理實驗產生畏難情緒。再次，學生課后復習條件不足，期末考試效果不佳。以我校為例，大學物理實驗是按照課堂上測出數據，課后數據處理并寫出實驗報告的流程進行。學生交上實驗報告后，就把這個實驗項目被拋之腦后，期末考試前才發現，先前做的實驗已經全忘記。最后，演示實驗維護成本高，演示實驗的目的是用簡單明了的實驗儀器把抽象的物理理論知識變得直觀和形象，啟迪學生的思維，提高學生的學習興趣，挖掘學生對自然科學知識的探索能力[ 2 ]，東華理工大學物理實驗中心是江西省首批省級實驗教學示范中心，開放演示實驗室是特色，每學期都要接待數百名學生參觀學習。但每學期結束，演示實驗儀器將近一半損壞，維護成本非常高。

三、微課在大學物理實驗教學中的應用

針對上述大學物理及演示實驗教學中遇到的問題，結合微課的特點和優勢，我們建設了系列微課資源并應用到實驗教學中，逐步提高大學物理實驗及演示實驗教學水平和質量。

制作實驗微課資源，對應大學物理實驗教學過程的不同階段。將微課分為原理闡述、儀器介紹、內容要求與步驟、注意事項、知識拓展五類，每個視頻時長小于10分鐘。視頻制作要求：結合實驗教學特點，充分發揮微課短小精湛的優點，各視頻要做到重點突出、簡潔流暢：

1）儀器介紹結合實物，解決學生在實驗預習中的最大困惑。使學生猶如身臨其境，實驗前已經對儀器有較為充分的了解。

2）原理簡明扼要，結合教材中的詳細介紹，對原理有整體把握。

3）內容步驟演示設計合理、準確無誤，使學生實驗前對內容胸有成竹，如：轉動法測量轉動慣量實驗，先測塔臺的轉動慣量，再測待測物體的。

4）注意事項細致詳盡，避免誤操作，損壞儀器，如：等厚干涉實驗中，物鏡調節避免損壞鏡頭措施等。

5）知識拓展密切聯系實際、直觀生動、新奇有趣。如：演示實驗共振現象中，微課從歷史文化角度引入編鐘、魚洗等，再利用音叉演示拍的形成，內容上貫穿古今，形式上生動活潑，極具吸引力，增加了知識面的廣度和深度，引起學生的探索和求知欲。

四、微課應用于實驗教學的效果

微課應用于實驗教學中，使教師變為“導師”，把過去講原理、內容、步驟和注意事項等時間用于課堂上啟發、引導新的思考，由課堂中注重講解與演示、實驗測量，變為注重引導觀察、邏輯分析、討論和知識拓展相結合；使學生從模仿與驗證實驗，變為互動、探究和創新操作，使課堂變得生動、有趣、富有創造性。

微課應用于實驗教學中，可以滿足學生個性化需求。因其容量小，學生可以下載到智能手機或平板電腦等移動終端設備上，形同一對一教學與輔導[ 3 ]。實驗過程中，學生可以根據不同板塊各取所需，隨時調用視頻觀看。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.

演示實驗用微視頻代替現場講解，進入演示實驗室前學生已經熟悉各種演示儀器，避免學生操作不當導致的儀器損壞，降低了維護成本。并且在微課中實驗演示與問題思考、拓展引導相結合，啟發學生思維，引導學生在實際操作中探索物理原理，自主開發相關演示儀器，演示實驗室不再是學生走馬觀花看熱鬧的地方，而成為調動學生實驗探究積極性，培養學生實驗技能和創新能力的平臺。

目前，微課作為一種新興的教學模式，因其在理論教學、實驗教學中體現出巨大的優越性，正處于飛速發展階段。當然也暴露出如：如何監督學生線下微課學習等問題，這還需要廣大教育工作者不斷的理論研究和實踐探索。

參考文獻：

[1] 宋金璠，郭新峰，王生釗，羅鵬輝.微課在大學物理實驗教學中的應用[J].物理實驗，2015，35：12-17.

[2] 劉旺東，周并舉，李文斌，劉云新，趙明卓.省級示范實驗室建設中物理實驗演示實驗建設的研究[J].當代教育理論與實踐，2012，4：111-112.

[3] 李迎，譚嘉進，李艷芳.基于“微課”的創新型大學物理教學模式初探[J].開封教育學院學報，2016，36：115-116.

基金項目：江西省高等學校教育改革研究省級課題（課題編號：JXJG-14-6-23，課題名稱：基礎物理微課教學研究與實踐）；東華理工大學實驗技術研究開發項目校級課題（課題編號：DHSY-201622，課題名稱：多功能角動量實驗儀設計與開發）