視頻微課在深度物理教學中的創新探索

單 婷

（江蘇鳳凰教育出版社，江蘇 南京 210009）

人類學習在本質上是學習者主動對認識對象建構心理表征的過程.深度學習是學生對獲得的現象、事實與數據進行深加工、精加工和多維加工，進而完成“編碼”的過程.因此，深度教學就是教師引導學生開展深度學習的過程.但是，無限的知識與有限的時間總是學生在學習中需要面對的矛盾.如何既引導學生進行深加工、精加工和多維加工，又提高物理教學的效率，從而發展學生的物理課程核心素養，是物理教學必須解決的問題.本文根據近年來深度教學的研究成果，從教學行為與策略出發，分析物理教師運用視頻微課教學，探討視頻微課對實現深度物理教學的積極作用.

1 深度物理教學的技術支持

物理教學應該讓學生對獲得的物理現象、物理事實與實驗數據進行深加工、精加工和多維加工.所謂“深加工”，就是學生借助觀察與實驗獲得新的感知信息，并建立新舊物理知識的邏輯聯系，使新的物理知識真正納入自己原有的認知框架之中，逐步豐富自己的物理知識、方法與理論；所謂“精加工”，就是學生在教師的啟發下，通過個性化的思維獲得，完成新的物理概念、規律與原理的個性化表征，使新的物理概念、規律與原理區別于原有認知框架中的物理概念、規律與原理，逐步真正牢固掌握新的物理概念、規律與原理；所謂“多維加工”，就是學生在教師創設的多種物理探究情境中，從物理與科技、社會、環境等方面，開展跨學科實踐，在情感、態度與價值觀的高度進行新的跨學科領會，以理解新的物理概念、規律與原理并擴大其應用范圍，逐步發展物理課程核心素養.在常規的物理教學過程中，雖然學生也進行一些規定的觀察與實驗，但由于工具、資源與時空等限制，學生所獲得的物理現象、事實與數據非常有限.因此，學生的探究體驗也就非常有限，難以實現深度物理學習，甚至被異化為讓學生接受物理知識的過程，也談不上理解物理原理、方法與范式，更不能在情感、態度與價值觀的高度進行新的物理概念、規律與原理的跨學科領會.

學生物理學習包括課前自學與經歷物理教學過程，其中師生互動也是學生深加工、精加工和多維加工不可或缺的環節.傳統物理學習活動的課前自學往往就是閱讀物理教科書，學生既無興趣也缺乏加工活動.如何真正發揮學生課前自學的功能，一直困擾著物理教師.物理教學過程的重要環節是新課引入與突破課堂教學的難點.新課引入的關鍵是調動全體學生進入深加工、精加工和多維加工的準備狀態，因此，必須為全體學生提供“展示效果好”的物理現象與實驗過程，以激發學生的探究熱情.突破課堂教學的難點當然是深加工、精加工和多維加工的核心.如何利用好課堂演示實驗與學生探究實驗，是物理教師最為關心的.傳統實驗往往“一閃”而過，師生互動缺乏依據，教師引導學生進行深加工、精加工和多維加工時，很難抓住關鍵細節進行分析與討論，導致教學效率低下.

眾所周知，教學從一開始，其效率就與技術有關系，技術的發展為高效率的教學提供了手段，這在技術高度發達的今天，尤其明顯.歷史上造紙與活字印刷術的發明，都為教學效率提供了上升空間，當今教學與數字媒體技術的結合，特別是可以交互的Flash動畫軟件、手機投屏技術，以及近年來涌現出的視頻微課，都在快速地提升教學效率，促使教師不斷拓展與刷新深度教學的理念與手段.

數字技術正在改變著教學的認知過程和信息的傳導過程，多種數字手段也已經在深度教學的全流程中得到普遍應用.隨著數字技術在教學中的融合應用，必將給深度教學提供更多的思路和更科學的方法.因此，物理教師運用視頻微課，能夠讓學生在課前自學與經歷物理教學的過程中彌補傳統教學的缺陷，通過基于物理情境的師生互動，有效促進學生開展物理深度學習，完成新的物理概念、規律與原理的深加工、精加工和多維加工.

2 視頻微課對課前自學的支持

要求學生對新課程進行課前自學，一直以來都是物理教師常用的教學方法.“課前自學”在深度教學的理念中是一種“先學后教”的模式.學生自己獨立地閱讀新課程，在了解課程中出現的新問題、新知識與新規律之外，還能經歷一次學習認知的心理過程.正如教育家葉圣陶先生曾說過的：“如果課前不教學生預習，…，他們就經歷不到在學習上很有價值的幾種心理過程.”這種“有價值的心理過程”就是“加工”的前期，是新的物理概念、規律與原理的深加工、精加工和多維加工的基礎，因此，學生需要在課前進行真正“有深度”的自學.

我們知道，中學物理中有大量與實際生活相關的物理現象，讓學生預先操作體驗下，會極大地提高學生對課程內容的興趣，并形成對研究對象的事實映象.例如，我們在預習“液體壓強與流速的關系”內容時，可以讓學生在水池里放一只乒乓球，觀察當水澆到乒乓球上時，乒乓球的運動情況，為下一步學習、歸納新的運動規律奠定事實基礎.

數字技術與數字資源的出現，特別是視頻微課的出現，大大拓寬了學生的視野，讓學生可以很方便地進入到新課程的前置情景中，從而達成深度預習的目標.例如，在牛頓第一定律的教學前，可以布置學生觀看“探究阻力對物體運動的影響”的視頻微課.微課根據實際實驗拍攝剪輯，并在結尾處提出了問題：如果小車在絕對光滑的水平面上（即不受阻力的作用時）運動，那么小車的運動將是怎樣的？因為是課前預習，學生可以在多看幾次視頻微課的基礎上，有充分的時間進行獨立思考和推理，彌補課堂演示實驗時部分同學看不清、思考時間有限的缺陷.

利用視頻微課提高預習有效性的作用是毋庸置疑的.當然，教師在制作視頻微課時應該注意：（1）視頻微課要圍繞教學內容，符合客觀邏輯，畫面清晰，節奏合適，并作出重點提示，讓學生觀看時候就知道要關注什么，思考什么.（2）視頻微課內容要有啟發性，并生動有趣，能激發學生的學習興致，引導學生自己去發現問題，探索研究，并嘗試解決問題.（3）視頻微課要定位在圍繞新課內容，不宜展開耗時較長、過程復雜的實驗.

3 視頻微課對教學過程的支持

突破課堂教學的難點，是深度教學的一項主體教學行為.不同的學科，同一學科的不同教師，采用的方法都不相同.但總的原則，都是增加條理性、趣味性，真正讓學生開展深加工、精加工和多維加工，最終達到深度教學的目的.課堂實驗往往是物理教師突破教學難點的一大“利器”.學生普遍對實驗抱有很大的興趣與期待，但是受到方位距離的限制和個體差異的影響，實驗效果往往大打折扣.這就造成，應用實驗“利器”突破教學難點存在較大局限性.

隨著數字技術和硬件設備的發展，現在很多學校的教室都配備了電腦投影設備和電子白板觸摸屏，同時智能手機的投屏功能也被靈活應用在各類課堂教學中，幫助學生從直觀景象歸納得出實驗結論的效果可謂非常之好.

例如，在做“乙醚的汽化與液化”演示實驗時，因乙醚無色透明，且注射器較小，學生觀察乙醚的汽化消失與液化重現的效果并不理想.因此在具體教學實施中，教師可以在乙醚中加入極少的藍色顏料，讓乙醚呈現為淡藍色，增加其可視性，操作時讓注射器吸入少量的淡藍色乙醚，再利用投屏技術清楚展現實驗過程（如圖1所示），或者預先制作實驗視頻來進行演示，這樣可以讓學生很清晰地看到，向外拉動活塞，液態乙醚逐漸減少直至消失，向里壓入活塞，液態乙醚重現并逐漸增加的汽化與液化過程.然后教師引導學生一起對實驗進行分析、歸納，得出液化汽化的規律.通過對數字技術的運用，增加了實驗的可視性，方便教師引導學生反復觀察，深入思考，進而質疑探究，經歷了這樣的深加工、精加工和多維加工，再最后得出結論，可以有效突破教學中的難點，從而實現深度物理教學.

圖1 投屏展現“乙醚的汽化與液化”實驗

利用視頻微課突破教學難點，也需要注意：（1）明確學生的認知難點，抓住關鍵的突破點，分步引導，層層深入，在前期的策劃設計方面多下功夫.（2）了解現有的各種技術手段，靈活選用和制作合適的課件、視頻等，結合教師引導，有效輔助教學.

深度教學，除了有好的主體教學行為外，還需要恰當的輔助教學行為的支撐.教學過程中的新課引入就是一種輔助教學行為，從某種程度上說，輔助教學行為更能體現一位教師的專業素養.

大家知道，每堂課之前，學生都經歷了前一堂課（另一個學科）的學習，經過下課的10 min，學生的腦海里還有著前一堂課的“內容余波”.“好”的新課引入方式，能讓學生快速擺脫前面的思維慣性，自然又高效地激發出學習的興趣，營造出良好的氛圍，進而引導學生開始深加工、精加工和多維加工.

例如，在講授“電子的發現”一課時，可以先演示稀薄氣體發光的實驗，絢麗多彩的光線一下子抓住了學生的“眼球”，接著，教師提出“如果管內氣體再稀薄一些，接近真空又會怎樣”的問題，演示陰極射線管的實驗（如圖2所示），讓學生看到陰極對面管壁上出現綠色的熒光，并提問“是什么讓沒有涂上熒光物質的玻璃發出綠色的熒光？”這樣引入本堂課的教學內容，能讓學生快速又充滿興趣地進入新課的學習狀態.但是，課堂演示的缺陷是展示尺度偏小，教學時間有限，很難讓全體學生都獲得足夠清晰的直觀感知信息，當然也就很難開展深加工、精加工和多維加工.

圖2 陰極射線管實驗

這個過程如果可以預先錄制并做成視頻微課在課堂上播放，則無疑能大大減少新課引入的時間，也能讓所有學生都看清楚，還能反復播放、暫停，并同步插入教師的提示和提問，進一步提升課堂教學的效果和效率.

當然，課堂實驗不能完全被實驗視頻微課所取代.課堂實驗與視頻微課孰優孰劣的爭論，一直存在，沒有統一的答案.筆者認為，這兩者無需區分高下，教師應該根據教學的具體內容、課堂的具體情況，以教學效果好、教學效率高為原則，充分利用它們各自的優點，綜合運用，相得益彰.有效的新課引入策略，目標是引導學生迅速進入學習和思考的狀態，從熟知的現象發現新問題，形成探究動力，啟發研究思路，進而準備開展深加工、精加工和多維加工.教師應用視頻微課來引入新課，一般需要注意：（1）日常多關注媒體對新事物、新科技應用的報道，并收集相關的素材和圖片、視頻，做好資料積累工作.（2）預先根據教學內容，設計和拍攝、制作視頻微課，充分重視設計環節，提高新課引入的有效性.

4 視頻微課對師生互動的支持

學生完成深加工、精加工和多維加工的過程需要引導與啟發，因此，師生互動是深度教學中必不可少又行之有效的一種教學手段.教師恰當適時的啟發提問，不但可以提升學生探究的關注度和思維的積極性，還能引導學生探究與思考的方向，更能評價與檢驗深度教學的效果.

設計與選擇課堂提問的內容，是師生互動的核心.在教學過程中，教師通常以物理知識點為中心來組織和創設問題情境.視頻微課在創設情景中有著得天獨厚的優勢，視頻不但可以反復播放，還可以慢播放、反播放、部分播放.綜合運用視頻微課的多種優勢，展現問題的真實情景，將會有效提升師生互動對深度教學的促進作用.

例如，在“楞次定律的應用”課上，播放矩形釹磁鐵在一塊銅（或鋁）平板上方自由下落的視頻，通過視頻慢播放，會發現釹磁鐵在接近銅（或鋁）平板時會減速，如果銅（或鋁）平板比較薄，質量較小，還能看到銅（或鋁）平板發生位移.由此，教師可以提問“是什么力讓釹磁鐵減速的？”“是什么力讓銅（或鋁）平板發生位移的？”

再如，講解“物體做圓周運動的受力情況”之前，教師可以先播放雜技舞臺上水流星的表演視頻（如圖3所示），或者教師現場演示水流星實驗，然后引導學生思考，“容器中的水，在最高點時為什么不會落下來”，并由此問題開始，組織學生進行研究探討.

圖3 水流星表演視頻

輔助師生互動的視頻微課的制作需要注意：（1）應該圍繞教學內容的核心與焦點，設計問題，制作視頻，視頻與問題要有關聯，并且關聯要有層次性和針對性.（2）視頻微課應該直觀清晰，復雜程度適中，且能說明問題，視頻與問題如果能有一定的趣味性和時效性則更佳.（3）視頻微課展示的問題應該盡量是情理之中、意料之外，從而增加吸引力，激發探究的積極性.