翻轉課堂教學模式下的大學物理實驗微課探究
——以光學實驗“牛頓環”為例

馬瑞婧

(山西運城學院物理與電子工程系　山西 運城　044000)

1　引言

隨著目前無線網絡的普及、視頻傳輸與壓縮技術的成熟、移動智能終端的日漸流行，互聯網逐漸進入“微時代”．微信、微博、微視頻等已然成為當下“碎片化”的生活空間中的主要表達方式．技術的發展無疑引領了社會文化、生活方式的改變，并在教育領域不斷地醞釀發酵．移動學習、翻轉課堂等學習方式成為教育發展的新理念，引發教育工作者的思考與實踐，微課也成為“微時代”語境下一種新探索．

微課(Micro-lecture)又名微課程，是相對傳統課程而言的一種微小課程，主要針對某個知識點或突破某個教學問題而設計的網絡視頻課程[1]．它通常由簡短的微課視頻及配套資源組成，通過微課設計，學生可以根據自身所需搜索相應的學習資源，自主地挖掘所需知識點，有針對性的開展學習．同時，簡短的微課視頻讓學生更好地集中注意力．作為一種現代化教育新形式，微課受到國內外教育者的廣泛關注，在移動學習和在線學習等方面得到應用并取得良好的教學效果[2]．

物理學是所有理工科類大學必備的基礎課程，而其中的物理實驗在培養高水平的工程技術人才中具有重要作用．大學物理實驗是物理科學的基礎，是學生進入大學后接受系統實驗方法和實驗技能訓練的開端，它既是理論知識的載體，又是科研技術與方法的綜合．通過物理實驗課程的學習，學生可以直接觀察和分析重要的物理現象，掌握物理量的測量和基本的物理實驗方法，加深對物理原理的理解，完成知識能力的轉移[3]．但在實際教學過程中，由于實驗課時不足、實驗室開放時間有限及實驗儀器數量等教學條件限制，學生動手參與實驗的機會不多，所以，實驗教學效果并不理想．而微課堂的教學模式給物理實驗教學提供了一個新的思路：如果學生能夠在課前完成實驗相關知識的學習，就會減少教師實驗課堂講授時間，從而留給學生更多的時間進行物理實驗、參與交流討論和獲得教師的指導，以解決學生動手實驗機會少、實驗時間不足的問題[4]．

為此，本文通過介紹微課的概念和特點，并從大學物理實驗課程的微課制作著手，探索了如何將微課與大學物理實驗課程教學相結合，以提高教學效果和培養學生創新能力．

2　微課及特點

微課的雛形最早見于美國北愛荷華大學LeRoyA． McGrew 教授所提出的60 s課程以及英國納皮爾大學T．P．Kee 提出的一分鐘演講[5]．微課既有別于傳統單一資源的教學課例、課件等教學資源，又是在其基礎上繼承和發展起來的一種新型教學資源．一般而言，微課具有以下特點：

(1)內容精細化，教學時間短

微課的時間一般為10～20 min，內容短小精悍．它不是課堂的錄像，也不是一節課知識點的縮減，一個微課的視頻就要講清楚一個知識點，一個問題及解決方法．知識點及功能明確，為自主學習和個性化學習提供有力支持．另外這個時間點也正符合學生學習的注意力集中點，一般能集中注意力5～20 min，同時也可借助目前移動互聯網絡的優勢，學生更喜歡網絡化、“指尖化”的學習方式．

(2)視頻具有吸引力

微課內容的呈現不再局限于課堂實錄，視頻制作過程中往往采用各種多媒體技術，有聲音、有動畫，教師的形體語言被淡化，讓其呈現形式豐富多樣，營造出一個真實地學習情境．學生可以利用微課真實情境化培養隱性知識，增強知識的遷移和提升[6]．

(3)自主學習

微課的應用為學生自主學習提供了一個知識挖掘平臺，通過微課設計，學生能根據自身所需搜索相應的學習資源，自主地挖掘所需的知識點、有針對性地開展學習．

(4)學習方式多樣化

通過微課的互聯網應用播放方式，允許學生在自己的手機、平板、電腦等各種場所隨時隨地地開展學習，這種主題集中且簡短的微課能夠有效地利用各種閑暇時間，如坐公交、排隊買東西等、充分地提高了學習效率．

3　牛頓環實驗微課的教學案例

牛頓環實驗是大學物理光學部分的實驗，是利用分振幅的方法產生的干涉現象，也是典型的等厚干涉．通過該實驗，學生可以對光的干涉原理和現象有更形象的認識和應用．并且學會利用光的干涉法去測量凸透鏡的曲率半徑、了解讀數顯微鏡的使用方法和逐差法處理數據的方法．從而提高學生觀察事物、分析事物和動手獨立解決問題的能力．

3.1　微課的設計

3.1.1前期分析

實驗名稱：牛頓環實驗

實驗內容分析：這是學生學完大學物理光的干涉后的配套實驗．學生已對牛頓環實驗的原理有一定認識．所以該課程重點并不是介紹實驗原理，而是引導學生將理論知識遷移到實用中來，面對具體問題，具體運用．另外在設計中要著重演示讀數顯微鏡的使用和讀數，強調容易出錯地方．并且設置問題，引導學生去思考，激發學習興趣．

3.1.2微課程設計

表1　牛頓環實驗微課程設計

3.1.3微課的制作流程

表2　視頻的制作與設計

4　微課制作及教學效果反思

通過以上設計的牛頓環微課視頻進行嘗試探索性教學，通過學生的反饋，及結合教學效果，對微課程設計和教學進行總結與反思，歸納如下.

一方面微課為大學物理實驗提供了新的模式，將微課應用于大學物理實驗教學，可以產生以下良好效果：

(1)微課能夠加強學生的設計實驗能力

物理實驗現象是實驗教學的關鍵，傳統的教學中一般是教師在課堂上操作演示，但是由于人數多，教師的演示實驗很難讓每位學生觀看清楚．所以學生實驗過程中動手操作混亂，成功率不高．現在微課可以在電腦、平板甚至手機上就可以直接演示，并根據自己的需要，選擇重復觀看，提高實驗成功率．

(2)一對一教學成為可能

實驗教學過程中，每一位學生的能力、知識結構、理解水平、處理問題的角度各不相同，衍生的問題就不一樣，而教師只有一名，很難做到因材施教．久而久之會影響學生的學習興趣和學習效果．而實驗微課視頻是一對一的，教學內容、實驗現象、實驗步驟都可通過視頻一對一的演示，節省了時間用于教師分別回答學生的問題，提高了教學的效率和教學效果．

(3)教學理念的轉換

通常在傳統實驗教學的過程中，相當一部分學生進入實驗室態度消極，應付了事，下去抄襲數據和實驗報告．造成此現象的原因是多方面的．一方面，學生對實驗學習沒有目標，動手能力差，實驗儀器緊張等．另一方面，學生人數較多，教師不能照顧到每一位學生．而制作的微視頻上傳到微課平臺上，供學生在課外預習及學習，這樣可以做到在實驗之前，學生對干涉的原理知識做到復習和理解，在實驗過程中做到有的放矢，使實驗課從注重講解、實驗測量轉化為注重引導觀察、邏輯分析、討論、測量、興趣化擴展相結合；從死板教學變為生動化、興趣化教學，引人思考，形式靈活，增加啟發性、互動性、探究性，從而克服以往過多演示的死板教學，實現手把手輔導[3]．

而另一方面，雖然微課用于實驗教學能提高學生的觀察和分析能力，但是同時也有其弊端．雖然微課能清晰地呈現教學內容，但無法真實地記錄課堂中的師生行為[7]；而且并不是所有的知識點和內容都適合設計成微課程．例如一些簡單易懂的定理、原理，完全不必要借助微課視頻，從而造成資源浪費，也會讓學生失去觀看微視頻的興趣．另外教師很難照顧到每位學生自主學習情況，由于學生自我約束能力和自主學習能力有限，教師很難控制學生觀看視頻的認真程度，這對教師控制教學進度、把握學生學習深度方面提出很大挑戰．所以，不能用微課完全去替代傳統教學，而是根據不同內容和需要，在傳統教學過程中，恰當地結合微視頻，揚兩者之長，避兩者之短，獲得統合綜效的結果[8]．

5　結束語

從以上嘗試性教學來看，微課不僅適用于物理實驗教學，還對其他學科有著實際意義．相信不久將來會改變傳統的課程資源教學結構，支持和變革教與學的方式，滿足了碎片化時代的學習文化，為智能教育提供泛在的優質的學習資源．對于微課不能呈現教學行為和教學氣氛的不足的弊端，還需要更多的教師根據掌握不同環境下教學行為的變化特征，以教學目標和教學內容為依據進行優化的教學設計，綜合運用傳統與現代的教學資源進行合理配置，在新的教學環境與教學形式下實施有效的課堂教學行為[9]．

FeasibilityAnalysisontheApplicationofMicro-classbasedonFlippedClassroomModeintheUniversityPhysicsExperimentTeaching

Ma Ruijing

(Department of Physics and Electronic Engineering,Yuncheng University, Yuncheng，Shanxi044000)

Abstract:Flipped classroom and micro course lead to the teoretical and practical research on instruction reform all over the world.University physics class teaching reform is imminent.From the micro course of University teaching physics experiment course maed to improve teaching effectiveness and foster students innovation cappcity,how to combine Microlecture with University teaching physics experiment was explored.

Keywords:Micro-course;flipped classroom;university teaching physics experiment