“微課+仿真”在大學物理課程教學中的應用探索

魯芬+夏飛萊+趙宗坤+郭銳+姚中秀+程翊

摘 要 本文分析了大學物理課程的教學現狀和存在的幾個問題，并闡述了如何利用微課和仿真來解決這些問題，最后提出將微課和仿真進行有機結合構建新型教學模式。

關鍵詞 微課 仿真 大學物理 教學模式

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

0引言

物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，包含大量實驗現象和自然規律，抽象的概念、復雜的現象、三維的模型等用“講授+板書”的教學方法是無法達到良好的教學效果的，傳統單一的“老師講，學生聽”模式已無法適應時代的要求。要更好的實施物理教學，必須依托現代化手段并應用到實際教學中。為此利用微課來解決以上的問題是目前的一大趨勢。微課程是網絡時代的新型學習資源，高質量的微課程不但能滿足學生的個性化學習需求，提高課堂教學效率，而且能有效的提高教師的專業發展能力。因此，在大學物理課程教學中建立仿真課堂并引入微課的這種教學模式十分必要。

1大學物理課程教學現狀及存在的問題

1.1大學物理內容多，領域廣，理論性強

每堂課包含的知識點、信息量的廣度和深度都遠遠大于中學課堂，而且接觸到的物理量都是變化的矢量，遇到的問題都是條件多變的，需要用積分的方法來解決的，這更是對學生的高等數學的知識有一定要求。另外有些內容是中學沒有涉及到的，例如剛體力學，對于大一學生來說難度尤其大，需要花較多時間去消化和理解，但課堂上的時間是有限的，因此學生急需課下的輔導和學習。

1.2教學形式單一，枯燥

物理學是一門實驗科學，包含大量實驗現象和自然規律，抽象的概念、復雜的現象、三維的模型等用“講授+板書”的教學方法是無法達到良好的教學效果的，現階段雖然引入了先進的教學多媒體設備，但是大學課堂教學多數仍采用老師講解和灌輸的方式，學生缺乏主動性和獨立思考的能力，整個課堂略顯沉悶，不生動，無法激發學生的學習興趣和提起老師的上課激情。另外有些物理概念和模型是非常抽象的，看不見也摸不著，例如電磁波，對于這類問題的講解僅僅依靠課堂上老師的PPT課件的播放和闡述是遠遠不夠的，效果欠佳。因此教學形式需要多樣化。

1.3課前預習不充分，課后復習無條件

不管是大學物理理論還是實驗，學生在上課之前都應該對相應內容進行預習和思考，這樣在課堂上才能做到心中有數，對關鍵的問題才會有深刻的理解，從而提高課堂效率。但實際情況并不是這樣的，理論課堂上老師從學生的眼神和反應中可以看出學生并沒有提前看書預習，更有學生甚至不知道老師講到什么內容了；實驗課堂上老師對預習進行檢查和提問時發現學生對實驗的預習程度遠遠達不到獨自完成實驗要求的標準。理論課堂教師多采用多媒體教學，PPT播放課件，課后學生想回顧課堂內容苦于無教師課件，或者無教師的點撥因而放棄復習；實驗課堂，學生上交實驗報告后就覺得自己的任務已經完成了，所做項目就不再理會了，就算想復習以備考試多數都會被“看不到實驗儀器不知道如何操作”的客觀條件所限制了。

1.4學時壓縮，豐富的學習內容與有限的課堂時間難以平衡

隨著教學改革的不斷深入，物理課學時不斷減少，而現代科技內容不斷拓展，教師為了完成教學大綱的要求只能對相應知識點做描述性講解，不敢深入；實驗課堂上教師總是怕學生原理不懂，儀器不會操作，于是講得內容很多很細致，但是又不能過多的講解，以免占用學生的操作時間，因此在有限的時間內總是很難盡興。使得教師在教學過程中很難調和分配課堂時間。

2仿真在大學物理課程教學中的應用

針對上述問題，我們可以嘗試把仿真引入以激發學生的學習興趣，提高教師的教學效果。

2.1利用仿真建立物理模型

在大學物理中，對于復雜多變的實際情況和抽象的概念僅僅依靠課堂上老師的描述、黑板上的畫圖、PPT課件里的演示是很難讓學生理解和接受的。這時，如果利用仿真軟件將抽象概念和復雜情況構建出栩栩如生的物理模型，針對該模型，仿真演示不同條件下的變化情況，既生動又形象，學生的興趣立刻被激發，教師的課堂活動得以順利展開。例如，剛體力學中對于剛體和非剛體的概念、非剛體的運動這塊知識的講授就可以考慮用仿真構建剛體模型，并且模擬出剛體和非剛體的所有的運動情況，結合仿真模型給學生講解分析就通俗易懂多了。又如電磁學部分的內容，電場和磁場既看不見又摸不著，非常抽象，學生很難理解，學起來很吃力。如果利用仿真軟件構建出三維空間的電場和磁場模型，模擬電場線和磁力線的變化，學生在此基礎之上就很好理解什么是電通量、磁通量，霍爾效應現象是怎樣的，教師也好有效展開教學活動。

2.2利用仿真再現復雜現象

在大學物理實驗中，有些儀器是很復雜的，例如分光計，旋鈕多、組件多，使得操作更加繁重，學生僅僅依靠老師課堂上有限時間內的一次操作演示就想把整個儀器的使用都掌握而不出錯，顯然是不可能的。另外，有些儀器在操作過程中，每動一步往往都會出現相應的現象，例如示波器，學生僅依靠老師邊操作邊描述是很難將相應現象想象出來的，這樣就會出現老師講解的時候聽得很清楚，講完后自己操作起來又忘記步驟不知道該怎么做了。如果能夠將復雜儀器的操作過程進行仿真，模擬出操作過程中出現的現象，這樣在學生頭腦中的印象就會加深，自然就記住儀器的操作步驟，順利的完成實驗了。同時也節省了老師的演示時間，就有更多時間輔導學生了。

3微課在大學物理課程教學中的應用

針對上述問題，我們還可以嘗試把微課引入以提高學生的學習效率，提升大學物理教學的水平和質量。

3.1真實的還原和再現課堂

微課制作通常是由教師對照著PPT課件有針對性的講解，過程中可以播放音樂、圖片以及動畫等，還可以對照實物進行現場演示，最后錄制成一個小視頻來完成。整個課堂的真實情景完全體現到微課視頻中，既生動活潑又具趣味性，還能在較短時間內吸引學生的注意力。這一特點在大學物理理論和實驗教學中都能很好的發揮其作用，理論課教學中學生如果能提前觀看相關微課視頻，提前預習并帶著問題來上課，課堂的聽課效率會明顯提高；課后觀看微課視頻可以對所學知識加以鞏固，順利完成作業。實驗課中學生可以通過觀看實驗原理、儀器操作和注意事項的微課視頻來身臨其境的體驗整個實驗過程，回答預習中教師設計的問題，提高預習效果。

3.2個性化的需要提高學習效率提升教學水平

“短小精悍，使用方便”是微課的特點，視頻時長通常都在10分鐘左右，符合學生的學習規律和認知特點，能讓學生高效完成學習任務而不會感到疲勞和注意力分散。因為時長短，所以微課容量小，學生可以根據自身條件將微課視頻下載到智能手機、平板電腦等各種移動終端設備上，利用零碎時間隨時隨地的觀看“微課”視頻，實現個性化的安排自己的學習時間和任務，提高學習效率。

“主題突出，指向明確”是微課的另一特點，其視頻內容都是圍繞著一個教學主題展開的，目標單一，內容精簡。我們可以把重點和難點分別制作成微課并上傳到網上，這樣學生在學習的時候就可以根據自己的需要有選擇的進行學習，教師在課堂教學中就可以合理的調和分配課堂時間，所以通過微課可以滿足學生的個性化學習需求，提高學習效率，提升教師的教學水平。

4微課與仿真相結合構建新型教學模式

引入微課后，利用微課“主題突出，指向明確；資源多樣，情景真實；短小精悍，使用方便；半結構化，易于擴充”的特點，將重、難點制作成一個個微課視頻并上傳至網絡，使學生隨時隨地，想學就學，想看就看，每個知識點都能弄清楚弄明白，大大提高了學生的學習效率和教師的教學效果，但微課作為一種新興的教學資源模式，還不夠成熟與完善。

因此，在大學物理課程的教學中我們應該將微課和仿真課件進行有機結合，根據教學內容合理安排，制定基于微課的大學物理仿真課堂的新型教學模式，可以使有限課時下的課堂傳播更豐富的物理學知識，使老師好教，學生好學，達到雙贏的教學效果，使應用型人才的培養目標落實到具體的教學活動中來。

參考文獻

[1] 付喜，李黎明.基于“微課”的《大學物理》課程教學模式研究[J].湖南科技學院學報，2015（10）：10.

[2] 唐艷妮，徐軍，羅積軍，趙云芳.微課在大學物理實驗教學中的應用探索[J].物理與工程，2014（7）.