“互聯網+”背景下高中物理微課建設與實踐研究

沈正杰

微課教學是“互聯網+”背景下的主要教育模式，也是教育信息化的重要途徑之一。教師開展高中物理微課教學，應根據物理學科特點，從資源積累、微課開發、微課推廣等方面開展研究和實踐工作，以確定微課開發方向，提升素養，構建并維護教學資源庫，促進課程資源建設與課程改革協同發展。

一、高中物理微課開發應用與教學需求尚有差距

《普通高中物理課程標準（2017年版）》指出：“積極開發與利用數字媒體課程資源?！鲃娱_發適合教學、提高教學質量的信息產品，拓寬學習的途徑，促進物理教學方式改革?！剿骰诰W絡的教與學的方式，利用具有網絡互動功能的平臺為課堂教學與學生課后學習服務。”^[1]

隨著“互聯網+教育”模式的推進和發展，互聯網教學在一定程度上促進了教學方式的變革，應運而生的微課也得以發展和推廣。當前教育教學設備較為先進完備，以往教師教學靠“黑板+粉筆”，現在大多已經用上了投影儀、交互式電子白板和一體式電視機及智慧教室等數字化教學設備^[2]。信息技術與教學深度融合已經具備基本條件，這為教師建設數字化教學資源庫提供了必要的保障。

然而，目前高中物理微課呼聲雖高，但開發和應用情況與教學需求尚有較大差距。筆者調研某省微課網發現，高中物理微課上線數量及其在近兩年時間內的點擊量并不樂觀，一定程度上影響了學生的學習。不足之處在于：微課內容比較陳舊、單一，且課程和知識的內在關聯性不強，難以幫助學生突破重難點，難以滿足學生對課程選擇性學習的需求，造成學生發展受限。

二、高中物理微課建設途徑與策略

高中物理微課建設和應用之所以不理想，癥結在于資源的可用性不強，且資源的獲取途徑和應用條件受到限制。比如，物理課堂教學條件受限以致情境無法展示，學生對于知識的認知程度不同，學生在線學習時設備與時間沖突等。為解決這些問題，筆者與團隊成員從以下幾方面開展物理微課建設工作。

（一）鎖定教學難點積累資源

由于缺乏必要的、合宜的素材，一些物理概念或規律的教學往往成為難點。教師自主開發教學器材，設計物理實驗方案，并制作相關視頻，可以突破教學難點。為突破教學難點，團隊在以下兩方面有意識地積累資源。

1.微實驗資源

團隊對物理教學方案的優化，有很大一部分是通過改進實驗設計并進行數字化演示實現的。團隊對教材實驗，比如“借助位移傳感器測速度實驗”（如圖1），進行優化并制作微課，以提升學生科學探究素養。

2.微認知資源

學生學習物理知識，分析問題，需要一定的操作與技能、方法與策略。然而，學生的認知水平不同，在很多細節上暴露的問題也不盡相同。筆者暫且將學生的細微差異定義為微認知。例如，在高一物理“受力分析”的教學中，筆者發現學生在認知上存在一系列細小差別（見表1）。這樣的細化為教師正確認識學生積累了豐富的資源。

（二）針對實際需求多元化開發微課

教師開發微課，不能僅簡單錄制教學視頻，還應該根據課程特點并遵循學生認知發展規律，創建或組織可供學生自主選擇的微課資源。團隊在積累資源的基礎上，針對實際需求多元化開發微課。

1.實驗改進型微課

物理實驗是教學的重要環節。但是，教材所提供的實驗方案在一定程度上受到條件限制，增大了教學難度。例如，筆者講授《普通高中課程標準實驗教科書 物理 必修1》“微小形變”的放大思想和策略時，發現教材內容雖然嚴謹（如圖2），但是離學生生活體驗較遠，于是對實驗方案進行改進，并錄制了相關微課。教學中，筆者引導學生利用熟悉的智能手機觀察微小形變（如圖3），現象明顯。

2.情境彌補型微課

結合實際情境構建物理模型，研究物體特征，往往是教師教學的重點，也是學生學習的難點。例如，浙江省某年高考試卷中就出現了與《普通高中課程標準實驗教科書 物理 選修3—1》中的小球運動相關的情境考題（如圖4）。由于平時缺少對相關情境的感受和思考，學生對考題中描述的球的運動特征難以分析。為講解上述問題，筆者制作微視頻為學生提供可視化情境（如圖5，絕緣小球包裹了鋁箔）。同時，筆者還在考題基礎上改變情境條件，做進一步拓展（如圖6，絕緣小球去除鋁箔），通過比較實驗現象，提升學生對情境的感性認識，拓寬學生視野，提升學生科學思維能力。

3.條件突破型微課

時間、空間受限，往往是物理教學效果難以提升的主要因素。比如，“自由落體運動”的演示就受到教學場地的空間因素影響。對此，筆者借助攝像機拍攝運動過程，用視頻處理軟件制作相關視頻，通過慢鏡頭播放（如圖7）實現短暫過程的長時呈現，讓學生切實感受“自由落體運動”。

4.難點分解型微課

物理習題多有情境豐富、綜合性強等特點，使得部分學生“望而生畏”。筆者制作物理微課，利用其分步呈現、梯度設置的特點，幫助學生克服畏難心理，發現認知缺陷。

例：質量為m、長度為l的導體棒MN靜止于水平導軌上。通過MN的電流為I，勻強磁場的磁感應強度為B，其方向與導軌平面呈θ角斜向上（如圖8）。求MN受到的支持力和摩擦力。

此題涉及空間變換、受力分析、規律應用等多方面知識的考查。從部分學生畫的受力分析圖（如圖9、圖10、圖11）來看，不論是解題的規范性，還是對基本知識的掌握程度，他們的認知發展水平和思維能力的差異很大。教師如以傳統方式或形式處理相關教學問題，難以兼顧全體學生的均衡發展需求。

對此，筆者將解題過程進行分解，按照確定安培力方向—分析導體棒受力—分解受力—列力的平衡方程—求解檢驗這樣的程序分步操作，并在此基礎上完善微課架構。

（三）借助網絡平臺使用與推廣微課程

微課如何使用與推廣，是一個重要命題。為促進學生自主學習，也為其他教師提供更多的資源，筆者嘗試通過以下途徑將開發的微課資源進行推廣。

1.利用微課網門戶網站推廣

省（市）微課網是信息全面、資源豐富的教學平臺。團隊借助教學平臺上傳部分微課進行推廣，實現資源共享和互動交流。

2.利用微信公眾號推廣

微信作為信息傳遞和交流的大眾媒體，受到人們青睞。團隊通過微信公眾號、微信朋友圈將課程資源進行推廣，為學生自主學習和選擇性學習提供資源保障。

三、優化高中物理微課的成效與意義

筆者開發和利用數字媒體課程資源，優化高中物理微課（體系），探索基于網絡的高效教與學的路徑。工作成效和意義主要體現在以下幾方面。

（一）厘清并驗證了微課開發的角度與路徑

1.從適應學生認知發展需求角度開發微課

學生認知水平有限，對部分物理現象不能科學地認識，往往憑感覺判斷。對此，團隊針對學生差異，或者同一學生在不同階段認知的變化，開發不同層次的系列化微課，以滿足學生的發展需要，支持他們自主學習和選擇性學習。

2.從滿足物理教學課型需要角度開發微課

物理微課不應該局限于固定的格式，教師應結合物理課程本身的特點和教學需要，針對性開發。例如，就同一課題而言，團隊針對新授課、習題課、復習課準備不同的教學資源，以幫助學生完善認知結構。

3.從完善高中物理課程結構角度開發微課

高中物理教材在課程編排上有著嚴密的邏輯，這些課程是一個完整的網絡體系。團隊從教學素材、概念與規律認知、解題程序與規范、學習思想與策略多方面優化課題設置。

（二）提升教師學科素養

1.提高了教師對學生發展的關注度

在微課的建設與應用過程中，教師深層次考慮學生知識結構和認知水平，采取教學優化、實驗改進、微課演示等措施幫助學生彌補認知缺陷，激發學生的學習積極性和求知欲。

2.提升了教師對課程結構的把握度

課程在知識編排上注重邏輯性和整體性，而這與學生知識結構和認知水平有一定的距離。團隊對課題進行深入研究，進一步細化課程知識結構，將課程的系統性、完整性和邏輯性與學生認知的局限性和發展性相聯系，通過結構調整和拼接等形式，系統且完整地教學，提高效率。

3.提高了教師的教學科研能力

教師制作微視頻，對內容規劃、器具準備、錄制和后期處理等事項，都反復研討、論證。在這個過程中，教師進行意見交換、思想碰撞，能力不斷提升。通過這樣的教學研討，教師合作意識不斷增強，氛圍越來越好。

（三）充實優化教學素材資源庫

團隊基于教材內容的系統性，開發系列化微課，如《普通高中課程標準實驗教科書物理必修1》配套系列微課、興趣拓展類（如“奇特的電、磁世界”）系列微課等。

四、總結

微課具有系統性、漸進性、拓展性，破除了傳統課堂的束縛，為學生選擇性學習和自主學習開辟了途徑，既是信息技術與課堂教學深度融合的重要形式，又是“互聯網+教育”的有效載體與應用模式。微課建設是數字化教學和課程改革的重要內容。教師應積極開發應用數字化教學資源，促進課程資源建設與課程改革，實現良性循環，協同發展。

注：本文系浙江省教育科學規劃2022年度規劃課題“‘三境思維場：高中物理核心素養生長路徑研究”（項目編號：2022SC244）的階段性研究成果。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準 ：2017年版[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2] 吳磊峰.課程整合：中學物理與現代信息技術[M].杭州：浙江文藝出版社，2014.

（作者系浙江省桐鄉市教育局教研科研室物理教師）

責任編輯：祝元志