普通物理實驗微課程開發
——以“鋼絲楊氏模量的測量”為例

林佩珠

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普通物理實驗微課程開發
——以“鋼絲楊氏模量的測量”為例

林佩珠

(廣東第二師范學院 物理與信息工程系，廣東 廣州 510303)

為幫助學生做好課前實驗預習、課中規范實驗操作和課后復習鞏固，以ADDIE模型為指導，從教材分析、內容設計、呈現設計等方面，設計制作了楊氏模量實驗系列微課程，包括微視頻、微課件、微討論、微練習和拓展資源等類型. 實踐證明，用系列微課程輔助大學普通物理實驗教學，為學生提供隨時隨地的實驗指導，是可行有效的教學方式.

微課程；楊氏模量；ADDIE模型；教學設計；微課程制作

大學普通物理實驗教學面臨著一系列問題：如學生預習不自覺、由于沒有實物而導致的預習效果不佳、原有教學資源的可用性較差、教師負擔重、等等，如何在有限的課堂時間內充分理解實驗理論知識，掌握實驗操作技能，無論是教師的“教”還是學生的“學”，都存在著挑戰. 筆者借助系列微課程輔助大學普通物理實驗的教學，為學生提供隨時隨地的實驗指導，是有效可行的教學方式，既滿足對學習方式多樣化(如自主學習、個性化學習、移動學習)的需求，也為創新教學模式(如翻轉課堂、個性差異學習、自定步調學習)提供資源支持. 微課程的價值不僅僅體現在促進教師的專業化發展，還體現在促進教育體系的改革、促進教育機會的公平等方面. 因此，設計開發系列實驗微課程將是實驗教師在移動時代下開展創新教學必備的技能.

1　微課的含義、特點及其在教育中的應用

“微課程”是以微型教學視頻為主要載體，針對某個學科知識點(如重點、難點、疑點、考點)或教學環節(如學習活動、主題、實驗、任務等)而設計開發的情景化、支持多種學習方式的新型在線網絡視頻課程[1]. 微課程具有時間短、內容精、容量小、模塊化、情景化、半結構化的典型特征，能滿足學生通過微型移動終端設備隨時隨地學習的愿望.

微課程在國內外被廣泛應用于正規與非正規教育中. 在國外，以英美兩國為代表對微課程進行了卓有成效的探索與實踐，微課程視頻資源的開發和應用由政府投入到學術機構和專家團隊的自主創新應用，形成大規模覆蓋面廣的微課程網絡體系[1]. 在國內，微課程視頻資源的開發和應用由各類比賽驅動. 自2010年11月佛山教育局啟動首屆中小學新課程優秀“微課”征集評審活動，并由此策劃組織佛山市中小學優秀微課展播平臺(簡稱“佛山微課”)之后，以在線視頻為主要表現形式的微課迅速在全國各大院校展開[1]. 如2012年中國教師報發起“全國首屆微課程大賽”，教育部全國高校教師網絡培訓中心舉辦的“全國高校微課教學比賽”，華南師范大學與鳳凰衛視聯合推出“鳳凰微課”，以及不斷涌現的各類與微課相關的網站，如微課網、網易公開課、央視的中國公開課等.

2　楊氏模量實驗(拉伸法)的微課程開發

拉伸法測量金屬絲楊氏模量的實驗(簡稱“楊氏模量實驗”)是大學普通物理實驗中的綜合性實驗[2-4]，主要學習內容是應用光杠桿放大原理測量微小長度變化量，學會逐差法進行數據處理. 對學生而言，基于幾何光學的光杠桿放大原理并不難理解，但由于課前預習時學生沒有接觸實驗裝置，課中教師無法提供一對一的指導，學生難以快速準確調好實驗裝置，從而影響實驗進度，并產生較大的測量誤差.

2.1微課程設計的ADDIE模型

ADDIE模型是美國佛羅里達州立大學教育技術中心于1975年提出的基于系統科學的教學設計模型. 該模型主要包括分析(Analysis)、設計(Design)、開發(Development)、實施(Implementation)、評價(Evaluation)5個階段. 它的基礎是對知識和學習者所做的分析；最終目標是提高教學效率，確保學者獲得所需的知識與技能，滿足教與學的需求. 使用該模型可以避免課程教學的片面性和盲目性，針對教學需求設計和開發課程教學；而對各個環節進行及時有效地評估是為了保障教學的質量[5].

2.2楊氏模量實驗微課程的設計

微課程開發將采用ADDIE模型，從教學分析、教學內容、教學策略設計、呈現設計、微課程的制作等方面對楊氏模量實驗微課程進行設計.

2.2.1楊氏模量實驗微課程教學分析

教學分析是教師為了達到更好的教學效果，在教學開始之前對知識、學情等進行的分析. 教學分析主要包括教材分析、學情分析、教學目標以及教學重難點等，如表1所示.

表1　楊氏模量實驗微課程教學分析

2.2.2楊氏模量實驗微課程內容設計

基于以上教學分析和微課程的基本特征，本實驗微課程的基本內容由6個知識點構成，即光杠桿測量微小長度變化量原理、逐差法、楊氏模量實驗裝置、實驗內容與步驟，實驗裝置的快速調節及光杠桿法測長度的應用. 具體內容設計如表2.

表2　楊氏模量實驗微課程內容設計

2.2.3楊氏模量實驗微課程呈現設計

本實驗微課程設計以微視頻和微課件為主，結合微討論、微練習以及相對應的拓展資源組成，如表3所示.

表3　楊氏模量實驗微課程呈現設計

2.3楊氏模量實驗微課程的制作

微課程的制作一般方法有實錄剪輯式、軟件合成式、錄屏式等. 考慮制作成本、器材和技術等因素，我們主要采用手機錄制和PPT屏幕錄制方式進行系列微課程的制作，部分效果圖如圖1～6所示.

圖1　楊氏模量實驗原理1

圖2　楊氏模量實驗原理2

圖3　楊氏模量實驗裝置

圖4　實驗儀器調節1

圖5　實驗儀器調節2

圖6　實驗儀器調節3

3　結束語

實踐和研究表明：微課程能有效輔助大學普通物理實驗的教學，為學生提供隨時隨地的實驗指導. 以ADDIE為設計模型，根據楊氏模量實驗的特點，分別從內容設計、內容呈現設計、微課錄制設計3方面，設計制作了楊氏模量實驗系列微課程，包含微視頻、微課件、微討論、微練習、拓展資源等類型，以期為高校物理實驗微課教學提供實例參考.

[1]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，(5):36-42.

[2]楊述武. 普通物理實驗[M]. 北京：高等教育出版社，2000.

[3]吳泳華,霍劍青. 大學物理實驗[M]. 北京:高等教育出版社，2001.

[4]李靜,勵志明. 普通物理實驗[M]. 廣州：華南理工大學出版社，1996.

[5]周新悅. 基于ADDIE的小學Scratch微課程設計與開發[J]. 軟件導刊：教育技術,2015,(8)：65-67.

[6]王玉清,任新成. 利用光杠桿測量薄片的厚度[J]. 延安大學學報(自然科學版),2001,20(4)：29.

[7]殷鵬飛,薛健,王楊. 多級光杠桿放大原理及探討[J]. 大學物理實驗,2012，25(1):20-22.

[8]蘇寶璽,車沛強,陳小君. 用伸長法和電熱法測微小長度及光杠桿的擴展應用[J]. 科技創新導報,2011,(10):120-121.

[責任編輯：郭偉]

Micro-lectures development of general physical experiment——illustrated by the case of Young modulus of metal wire

LIN Pei-zhu

(Department of Physics and Information Engineering,Guangdong University of Education, Guangzhou 510303, China)

To help students preview and do experiments, and guided by the ADDIE model, a series of micro-lectures had been developed, including micro video, micro courseware, micro discussion and micro exercise. In fact, the practice showed that micro-lecture was a feasible and effective method with effective auxiliary in the teaching of general physical experiment, and provided experimental guidance anywhere at any time. So the design and development of experimental micro-lecture had certain significance.

micro-lecture; Young modulus; ADDIE mode; teaching design; micro-lecture development

2016-05-30；修改日期：2016-07-12

廣東省高等學校物理專業綜合改革試點項目(No.XM060012物理學)

林佩珠(1968-)，女，廣東揭陽人，廣東第二師范學院物理與信息工程系實驗師，學士，主要從事大學物理實驗教學與研究.

G642.423;O4-39

B

1005-4642(2016)10-0030-04

“第9屆全國高等學校物理實驗教學研討會”論文