基于"微課"的大學物理仿真課堂教學模式的探究

摘 要：介紹了微課和仿真物理的概念和特點，闡述了"微課+仿真"在大學物理教學模式中的意義，以培養應用型人才為指導，從微課及仿真的教學設計入手，構建了基于"微課"的大學物理仿真課堂教學模式，為大學物理課程的教學改革進行了有益的探索。

關鍵詞：微課 仿真課堂 大學物理 教學模式

前言

近年來，仿真物理已經成為計算機輔助和模擬物理實驗教學軟件的一個新的發展方向之一，雖然仿真物理能使復雜問題，抽象概念更加生動，但大學物理內容太多以致無法在有限的教學時間內講解得過于詳細，學生預習、復習、自學成大問題。而近兩年興起的微課作為一種新興的教學資源因為具有短小精悍、主題突出、方便應用等特點，而逐漸被引進教學的各個環節。事實顯示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，使應用型人才的培養目標落實到具體的教學活動中來，共建個性化、信息化、多樣性的教學模式。

1 仿真物理的概念及特點

1.1仿真物理的概念

物理仿真也稱實體仿真，就是利用計算機技術通過建立實際系統的物理模型并利用所見模型對實際系統進行實驗研究的過程，一般仿真的過程是以物理性質和幾何形狀相似為基礎，其他性質不變，在系統的物理模型上進行試驗的技術。物理模型是用幾何相似或物理類比方法建立的，它可以描述系統的內部特性，也可以描述試驗所必需的環境條件。

1.2物理仿真的特點

1.2.1生動形象，通俗易懂。物理仿真是通過建立物理模型來實現模擬實際系統的。對于同一個物理過程（如機械運動過程或電的動態過程等）物理仿真給出了不同尺寸系統之間的相似關系，生動形象。若兩種不同的物理過程（例如機械運動和電的動態過程等）具有相同的數學描述，則它們可以互為仿真實驗模型，模擬整個實驗過程和儀器操作，通俗易懂。

1.2.2實時仿真，情景再現。根據仿真時鐘與實際時鐘的關系，物理仿真屬于實時仿真，對于復雜的現象，繁瑣的過程等均可以利用計算機技術將其真實的還原，情景再現，以利于學生學習和教師課堂講授。

2 微課的概念及特點

2.1微課的概念

“微課”是指以視頻為主要載體記錄教師在課堂教育教學過程中圍繞某個知識點或教學環節而開展的精彩教與學活動全過程。“微課”的核心組成內容是課堂教學視頻（課例片段），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，它們以一定的組織關系和呈現方式共同“營造”了一個半結構化、主題式的資源單元應用“小環境”。

2.2微課的特點

2.2.1短小精悍，實用性強。”微課”視頻的教學時間較短，一般為5—8分鐘左右，更加符合學生的認知特點和學習規律。”微課”的資源容量也較小，配套輔助資源的總容量一般在幾十兆左右，視頻格式是支持網絡在線播放的流媒體格式（如rm，wmv，flv等），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（如筆記本電腦、手機、MP4等）上實現移動學習、“泛在學習”，非常適合于教師的觀摩、評課、反思和研究。

2.2.2主題突出、內容具體。“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）的教學，或是反映課堂中某個教學環節、教學主題的教與學活動，相對于傳統課堂，“微課”的內容更加精簡，主題突出，更適合教師的需要，而且研究的問題來源于教育教學具體實踐中的具體問題：生活思考、教學反思、難點突破、重點強調、學習策略、教學方法、教育教學觀點等具體的、真實的問題。

2.2.3資源多樣，情景真實。“微課”以教學視頻片段為主線“統整”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、學生的反饋意見及學科專家的文字點評等相關教學資源，構成了一個主題鮮明、類型多樣、結構緊湊的“主題單元資源包”，營造了一個真實的“微教學資源環境”。這使得“微課”資源具有視頻教學案例的特征。

3 基于“微課”的大學物理仿真課堂教學模式的探索意義

3.1將微課和物理仿真進行有機結合，構建大學物理課程的新型教學模式，符合大學物理課程內容的特點，適應現階段的物理課程課時設置，對教學質量和水平都有很大的提高。引入微課，通過微課資源可以彌補大學物理課堂因為學時受限而不能將豐富的物理方法和前沿知識傳播給學生的缺陷，有利于知識的補充和拓展。

3.2構建“微課+仿真”的大學物理課程的新型教學模式適應信息化時代的要求，滿足學生多樣性、個性化的學習需求。大學物理仿真課堂能讓教學內容更加生動、形象，易于理解，極大地增加了學生的學習興趣和學習熱情，但學時減少、內容太多以致無法在有限的教學時間內講解得過于詳細，學生預習、復習、自學成大問題。引入微課后，利用微課“短小精悍，實用性強；主題突出，內容具體；資源多樣，情景真實”的特點，大大提高了學生的學習效率，使應用型人才的培養目標落實到具體的教學活動中來。

3.3在大學物理仿真課堂的基礎之上引入微課，建立大學物理“微課程庫”，能促進教師進行更深入充分的備課，也便于教師及時進行教學反思和同行之間的交流活動，微課資源的共享和設計開發，對大學物理的教學研究和教師的現代教育技術水平都有很大程度的促進和提高。

4 基于“微課”的大學物理仿真課堂教學模式的設計與實踐

4.1 微課及仿真的教學內容

根據老師的教學和學生的學習現狀，深入分析教學大綱和教材，確定要制作仿真課件和微課視頻的內容如下：

大學物理理論部分內容： 大學物理實驗部分內容：

4.2 基于“微課”的大學物理仿真課堂教學模式的設計

根據上述內容制作仿真課件，包含理論部分和實驗部分，研究內容中已經羅列出來了，利用Mathematica軟件，Flash軟件和物理實驗仿真軟件等進行仿真課件的制作，與PPT融合構成大學物理教學課件。光有仿真課件也是不夠的，有些仿真課件是需要老師邊操作邊解說的，特別是涉及到有交互式對話的仿真課件，因此，接下來還要將物理知識點和仿真課件加以融合，再進行微課視頻的錄制，得到一個個的微課視頻，建立大學物理微課視頻庫。最后，將微課視頻和大學物理仿真課件進行有機結合，合理編排，確定教改方案和新型教學模式。

4.3 基于“微課”的大學物理仿真課堂教學模式的實踐

4.3.1組建課程團隊，定期對教師進行仿真課件和微課設計開發的培訓，組建一支具備較高技術水平的專業教學團隊，根據學生的現狀和大學物理課程的教學知識點來組織與建設教學資源，開發優質微課資源，便于教師備課、開展教學活動和教學反思，利于學生進行自主學習、預習和復習，并通過數字化網絡平臺實現微課資源共享。

4.3.2利用Mathematica軟件，Flash軟件和物理實驗仿真軟件來制作大學物理課程（理論+實驗）仿真課件。Mathematica是一個集成化交互式的計算機軟件系統，它的主要功能有：符號計算， 數值計算，圖形功能。計算是在用戶與Mathematica相互交換，傳遞信息數據過程中完成的，可以根據用戶的需要更改參數，得到不同參數下的仿真圖形，更加有利于在物理仿真課堂上與學生互動。

4.3.3利用Camtasia Studio 7軟件針對大學物理課程的教學知識點結合仿真課件進行微課視頻的錄制。因為微課是半結構化的，所以需要資源開發者、教學者設計有效的支架，設計學習的路徑，引導學習者有效利用微課。例如充分利用微課資源讓其在大學物理課程的課前預習、課堂講授和課后復習各個環節發揮重要作用。學生可以通過觀看微課視頻來進行快速有效的預習，課堂上老師可以利用微課來導學和問題展示，課后學生可以通過微課視頻來鞏固復習所學內容，如此一來，既培養了學生的自學能力，滿足其個性化需求，又幫助教師展開了教學討論和反思。

因此，將”微課”與高校物理課堂教學有機地結合起來，符合物理學科的特點，有利于提升學生的學習效果，培養學生的實踐動手應用能力，是打造高效課堂教學的一種有效教學手段。基于“微課”的大學物理仿真課堂教學模式在大學物理的教學中十分必要，這將有利于提高廣大高校教師的教學工作效率，提升本科教學質量，從而應對信息化環境下學習多樣性、個性化需求的挑戰。

參考文獻：

[1]胡鐵生.“微課”：區域教育信息資源發展的新趨勢[J].電化教育研究，2011（10）.

[2]梁樂明；曹俏俏；張寶輝；；微課程設計模式研究——基于國內外微課程的對比分析[J]；開放教育研究；2013（1）.

作者簡介：

魯芬（1982-），女，漢族，湖北武漢人，碩士，講師，武昌工學院信息工程學院教師，主要從事大學物理等課程的教學，研究方向為物理教育和復雜網絡。