基于學習元微課開發(fā)模式的微課設計與案例分析

葛騰霄??

摘要：文章分析了微課認識的誤區(qū)，指出微課的本質(zhì)是“課”，并從“課”的角度提出，微課是在微型資源的基礎上附加教學服務的小型化課程。在此基礎上，借助學習元概念，文章闡述了學習元理論指導下的微課開發(fā)模式，并以高中物理庫侖定律為案例進行設計并分析。分析結(jié)果表明，在學習元理論指導下的微課開發(fā)更易使學生理解困難的知識點。

關鍵詞：微課；學習元；課程設計；庫侖定律

一、 微課是一門課

從不同學者對微課的界定可以看出，目前大多數(shù)學者認為微課是針對單個知識點、短小精悍、以視頻為主要形式、為教學和學習提供支持的學習資源。這種認識，僅僅強調(diào)微課的“微”而忽略了微課的“課”的實質(zhì)。微課本身應該先是“課”，因此微課不單純是學習資源，它具有完整的教學結(jié)構(gòu)，包括微型資源、學習活動及其安排、學習效果評價，同時微課還應有一定的教育服務功能，包括通過學習資源承載的教學服務幫助學習者解決問題，并針對學習過程提供支持服務等。在特征上，微課具有學習目標小而精確、內(nèi)容組塊少、學習時間短等等的微型特點，這使微課的開發(fā)與普通課程開發(fā)有所不同。我們結(jié)合微課的結(jié)構(gòu)，在學習元理論的指導下開發(fā)微課。

二、 基于學習元理論微課的開發(fā)模式

學習元理論是一種基于知識點的認識與整合的教學理論。該理論力求先剖析我們需要教授的知識點本身，而為學生呈現(xiàn)的知識則是知識點之間的關聯(lián)。換而言之，知識點是固定的，是學生容易自行記憶的，而知識點之間的數(shù)理、邏輯關聯(lián)才是我們真正需要學生理解的部分。微課的特點恰好非常適合解決學習元理論中論述的學生在學習上到底哪里難以理解這一問題。它可以用很少的時間來專門地針對某個知識點或者邏輯關系進行解讀，學生可以根據(jù)自身情況，選擇需要的部分。

一門標準微課包含學習目標、知識點、元數(shù)據(jù)、聚合模型、知識本體、學習資源、學習活動、學習評價以及學習過程中的各種生成性信息。結(jié)合學習元理論，我們不難發(fā)現(xiàn)，元數(shù)據(jù)就是知識點本身，而知識本體實際上是知識點之間的串接與聯(lián)系關系?；趯W習元的微課開發(fā)就是在標準的微課開發(fā)基礎上加入和突出課程分析、聚合模型（知識本體間的聯(lián)系）兩個環(huán)節(jié)。系統(tǒng)性強、邏輯完整與連續(xù)好是學習元理論微課開發(fā)的優(yōu)點。

課程分析：類似于說課中的學情分析、教材分析，主要包括對本段課程的難度、結(jié)構(gòu)的分析和可能學習此課程的學生的已掌握程度、學習需求和可用資源的分析。在此基礎我們需要確定微課的教學目標。聚合模型：微課設計首先要對所包含的本體知識進行劃分。一方面，在設計移動學習資源時，應盡量將學習內(nèi)容按知識點進行分割，保證一個學習內(nèi)容中僅包含一個知識點，以適合短時間、短流程的片段化學習；另一方面，為了適應學習者可能的間斷狀態(tài)（無法長時間保持注意力集中），學習資源體量要小，同時要保證知識邏輯關系的完整性。設計開發(fā)：對微課有了詳細分析和明確定位后，需要對每一節(jié)的微課的主要部分進行設計，包括教學設計、微課資源、學習活動、學習評價、元數(shù)據(jù)（知識點）標記、邏輯關系展現(xiàn)等。每一節(jié)之間要有聯(lián)系。應用、評價與修改：將微課投入實際教學，獲取學習者的評價與反饋，根據(jù)反饋的信息，對微課進行必要的調(diào)整。

三、 案例設計與分析

“庫侖定律”是人教版高中物理選修3-1“靜電場”一章第二節(jié)的內(nèi)容。它不僅是電磁學的基本定律，也是物理學的基本定律之一。庫侖定律闡明了帶電體相互作用的規(guī)律，為整個電磁學奠定了基礎，其重要性可見一斑。因此我選擇本節(jié)設計案例。

1. 案例設計（微課視頻設計）

庫侖定律為何是這種表現(xiàn)形式？

大家好，許多人對于庫侖定律為什么這樣描述仍然心存疑惑，那我們就來聊一聊。

庫侖定律：真空中兩個點電荷之間相互作用的電力跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們之間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。

首先，庫侖定律最開始是實驗總結(jié)出來的而不是數(shù)學計算得來的。最新的高精度實驗表明兩個點電荷之間的作用力并不是嚴格的遵循與距離之間的平方反比規(guī)律，而是在指數(shù)方面大約有在10數(shù)量級上的偏差，也就是說即使是庫侖定律這種比較完美的數(shù)學形式仍然只是近似。因此我們第一步可以僅僅有一個感性認識就是兩個點電荷之間相互作用跟它們的電荷量有關系，也和距離有關系，這也是科學家發(fā)現(xiàn)的第一步。相信大家經(jīng)歷過課堂的各種演示實驗或者動畫已經(jīng)能夠接受這一點。

其次，關于為什么兩個點電荷之間的相互作用力是這一種表現(xiàn)形式呢？我給大家演示一個實驗：“用天平稱出庫侖定律”。

本實驗儀器是根據(jù)天平的平衡原理設計而成的。實驗裝置設計如圖1。當小球A、B不帶電時，調(diào)節(jié)天平平衡，游碼將處于零刻度線處。通過分電小球給A和B帶上同種電荷。由于同種電荷相互排斥，小球B會向下傾斜（如圖2）。通過調(diào)節(jié)天平左端的游碼（如圖3），可以使天平重新恢復平衡。

移動小球A的位置，改變A球和B球之間的距離，可以研究庫侖力大小與點電荷距離之間的關系。觀察圖3和圖4，可以看出，當小球A和B之間的距離減小為原來1/2時（八個單位減小為四個單位），游碼的讀數(shù)將變?yōu)樵瓉淼?倍（兩個單位增長為八個單位），這說明了庫侖力的大小F與點電荷之間的距離r的平方成反比，即有F∝1/r2

同理，通過分電小球改變A、B所帶電荷量，通過游碼的讀數(shù)，可以得出庫侖力的大小與電荷量的乘積成正比，即F∝q1q2。

由此我們最終得到：真空中兩個點電荷之間相互作用的電力跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們之間的距離的平方成反比。由實驗可知他們是一對作用力與反作用力，因此他們之間的相互作用是在一條直線上的。

最后有一點，庫侖定律本身可以讓我們明白相互作用是哪里來的，大小如何，但是沒有搞清楚這種作用是如何實現(xiàn)的。我們比較容易理解相互接觸的物體能夠產(chǎn)生力的作用，但對于這種不接觸的作用似乎有點存疑。這一方面的理解我們下一講再聊。

2. 案例分析

基于學習元的微課開發(fā)模式，首先是課程分析。

庫侖定律這節(jié)課的知識點主要可以總結(jié)為三點：（1）知道電荷之間的作用力大小與電荷量的多少以及電荷之間距離大小有關系。（2）明確點電荷是個理想模型，知道帶電體簡化為點電荷的條件。（3）庫侖定律本身。顯而易見庫侖定律本身是這節(jié)課的重點更是難點，前面兩個知識點學生是比較容易理解和記憶的。根據(jù)學習元的微課開發(fā)模式中關于內(nèi)容分析的要求“在設計移動學習資源時，應盡量將學習內(nèi)容按知識點進行分割，保證一個學習內(nèi)容中僅包含一個知識點，以適合短時間、短流程的片段化學習”，我選擇知識點（3）作為這一節(jié)5分鐘微課的內(nèi)容。從另一個角度上來說，學生最不能理解和記憶的也就是公式的形式，因此必須要講清楚公式的由來，因此我設計了案例1。案例1是最重要的實驗。因為庫侖定律本身想要通過公式推導得出必定的使用大學數(shù)學的知識，而且要承認一些電磁學的基本假設，這些高中生都不能接受。強行給學生灌輸公式的形式絕對不是明智之舉，因此實驗成了唯一選擇。好在，網(wǎng)絡上關于自制的演示、驗證庫侖定律的實驗不算少，除了本例之外學生還可以通過觀看其他實驗進一步加強理解。

其次是微課的設計與開發(fā)。

第[1]段的應用是為了展現(xiàn)一個親切平等的姿態(tài)，讓學生覺得有一種對等的，互動的學習氣氛。而不是再次上一堂重復的新課。[2]可以采用現(xiàn)場手寫，或者投影的方法，目的是一步切中要害，直接以庫侖定律的描述為中心展開敘述。微課時間非常短不容浪費，所以這句話既是回顧也是加強記憶。[3]是關鍵的一步，假定學生并沒有掌握庫侖定律的內(nèi)容以及表達形式，那么他們必然在心中存疑。我們恰好創(chuàng)造一個課堂上沒有的認知沖突，即：庫侖定律也是不完美的或者說錯誤的，這樣做一方面迎合了學生懷疑權(quán)威的青春心理，另一方面也讓他們知道，我們學習是一個永恒進步的過程。說白了，高中階段的物理知識都是理想化的，也就是不完備的，有瑕疵的。我們必須從這里起步，掌握了最原始的，才能更進一步。[4]和[5]是關于庫侖定律內(nèi)容的一種實驗證明。[6]是典型的語意關聯(lián)策略，也就知識點的串接。這樣可以讓我們的微課不至于零散化，而是步步切中要害，想學生之所想，急學生之所急，從而成為一個短時間內(nèi)解決學生最大疑惑的教輔系列。

最后是包裝、應用與評價。

毋庸置疑這節(jié)微課最好的適用形式仍然是短視頻。我們可以將電場的相關微課做成一個較大的系列，并把這堂課并入其中。我設想該系列包括：庫侖定律、電場及電場線、點電荷的電場、電勢與電勢能、帶電粒子在電場中的表現(xiàn)五段微課視頻。教師可以上傳到個人主頁，學生在學習過之后需要在留言區(qū)，寫下自己對于這段視頻的感受作為反饋。包括：是否解決或者部分解決了自己的疑惑，有哪些錯誤或需要改進的地方，還希望了解點什么等等。當留言積累到一定程度的時候，教師需要根據(jù)學生意見修改或者重做視頻以滿足不斷變化的學生需求，達到前邊提到的“想學生之所想，急學生之所急，短時間內(nèi)解決學生最大疑惑的教輔系列”目的。

參考文獻：

[1]符愛琴，馬宏佳.微課程教學的設計與應用：以初中化學為例[J].化學教育，2014，11.

[2]余勝泉，陳敏.基于學習元平臺的微課設計[J].開放教學研究，2014，2.

[3]胡鐵生.什么樣的微課受歡迎——MOOC學習數(shù)據(jù)分析的啟示[J]，中國遠程教育·資訊，2014.

[4]劉東升.微課來襲，教師如何應對.中學數(shù)學教學參考[J]，2014，8（中旬）.

[5]金陵.翻轉(zhuǎn)課堂與微課程教學法[M]，北京師范大學出版社，2015.4.1.