“牛頓環測透鏡曲率半徑”實驗微課設計與制作*

陳思潔，呂鳳珍，鐘婷婷，劉富池，王麗光，朱長明，孔文婕

(廣西師范大學物理科學與技術學院，廣西 桂林 541004)

1 引言

隨著信息化技術在教學中的廣泛應用，傳統課堂教學的方式單一、資源短缺、時間成本高等問題已阻礙了學習內容的拓展和學習效率的提高，高等教育發展的“微”時代已悄然到來[1,2]。開啟教育“微”時代的重要標志之一便是“微課”的提出和興起[2]。微課起源于美國Northern Iowa大學LeRoy A.McGrew教授提出的“60秒課程”及英國納皮爾大學T.P.Kee提出的“一分鐘演講”，后由美國新墨西哥州胡安學院David Penrose于2008年正式提出了“微課”的概念[1,3,4]。我國于2011年由胡鐵生老師首次提出后，便引起了國內教育界的廣泛關注，加快了教育教學在信息化新時代下的改革[5]。微課作為非正式教學與正式教學結合的一種教學形式，旨在較短時間內創造出一個半結構化，易于顯現內容重心的可控教學環境[6]。眾所周知，微課以“微”和“精”見長。“微”主要體現在內容少，時間短；“精”體現在主題明確，邏輯清晰，設計生動[6,7]。微課基于課程中心思想和內容，結合多媒體技術，如幻燈片展示、卡通動畫、真人演講、課堂實錄等，為學習者在非正式課堂時間內提供了豐富多樣的學習資源，是學生將抽象問題與實際境況快速連接的紐帶，可以將枯燥的知識變得生動，提高了學生學習興趣，進而提高教學效率[1,7,8]。

在國內，微課教學形式主要以PPT展示和課堂實錄相結合的方式為主[1,2]。相比于高校理論課教學，微課在實驗教學方面的應用前景更加突出。一是因為實驗課針對性強。每個實驗項目都有自己的實驗原理、目的和操作方法，微課“短而精”的特點在這些內容上的體現中優勢明顯，發揮空間大。二是實驗課對學生能力考察和培養涵蓋更廣，包含了學生對理論知識的理解和掌握，以及對實驗現象的操作和觀測。若能將正式的課堂教學與微課結合，便可以讓學生隨時開展對實驗理論知識的預習和鞏固。同時，還可以通過對微課視頻觀摩，對實驗操作加以熟練和掌握，從而讓正式課堂教學進行的更加有效、順暢，同時也提高了學生學習效率，更便于教學內容的擴展和延伸。本文以經典光學實驗“牛頓環測透鏡曲率半徑”項目為例，從腳本設計、PPT制作、視頻制作三個方面詳細介紹了微課制作過程，探討將微課與正式實驗教學課堂相結合的具體實施過程，進而為實驗教學模式的改進和拓展提供參考和借鑒。

2 微課設計

2.1 腳本設計

微課腳本是微課制作的基礎，為的是讓微課參與者（拍攝者、錄制者和制作者）提前了解微課內容，理清后續視頻的拍攝流程，使得拍攝過程有序，條理清晰，保證拍攝效率和表達的準確性。為滿足以上要求，腳本內容應該盡可能的具體，主要包含教學環節、展示時長、講解內容、畫面布局等方面。“牛頓環測透鏡曲率半徑”的腳本圍繞圖1（a）所示的教學內容進行設計和撰寫，腳本示意圖如圖1（b）所示。腳本在設計過程中需要注意兩點：一是腳本中的講解內容需要盡可能的細化。包含微課旁白中所講的全部話句，這樣拍攝者在拍攝過程中只需對照腳本讀念，避免錄制過程中出現語言不連貫、措辭不嚴謹、思路不清晰等問題。二是腳本設計時需要合理安排視頻制作時間。由于微課時長限制，微課內容需要重點突出，簡潔明了。在“牛頓環測透鏡曲率半徑”實驗項目里，實驗原理和實際操作為難點和重點，因此需要將視頻制作的大部分時間放在這兩方面，其次是實驗數據的處理，實驗背景和目的也無需花費太多時間。

圖1 （a）教學內容示意圖；（b）腳本示意圖

2.2 PPT制作

根據教學內容，PPT應包括實驗背景和目的、原理、儀器介紹、數據處理幾部分。基于微課短小精悍、重點突出的要求，PPT在制作過程中需要對內容（文字、圖片等）合理安排。用盡可能短的篇幅，表達清楚強調的內容，方便學生掌握該實驗的重點和難點所在，輔助教師的正式課堂上的講解，進而提高教學的效率，達到理想的教學效果。PPT在設計和制作中需要以下三點：

（1）背景設計簡潔。背景不宜過于復雜和花哨，避免分散學生注意力，從而干擾內容的傳達；

（2）文字羅列精簡。PPT篇幅有限，只需列入關鍵文字，避免學生在讀取時形成視覺疲勞，不易抓住重點。字號也需要配合圖片選擇合適大小，保證學生可以看清楚；

（3）圖片設計合理。若PPT中只有純文字，學生容易視覺疲勞，教學效率也會大大降低。需加入適當的圖片、動畫等，緩解學生視覺疲勞的同時還能對文字內容起到解釋說明作用；

（4）動畫添加適當。PPT中圖片和文字是配合展示的，加入適當的展示動畫可以幫助學生整理思路，調節注意力。

PPT實例如圖2所示。

圖2 PPT示意圖

3 視頻制作

3.1 視頻錄制

實驗操作部分需要用視頻方式呈現，達到直觀學習的目的。本文的實驗操作部分主要用手機攝像功能拍攝。拍攝環境需安靜，并提前設計好分鏡。在實驗操作時，需要提前操作中的哪些步驟、哪些方面時學生應該要接收并掌握的，預想達到實驗現象的效果如何，以此來進行視頻錄制的規劃，例如：在拍攝讀數顯微鏡的調節時，不同步驟的關鍵點不同，呈現的重點需要有所取舍。一些步驟需要學生注意物鏡部分，有的步驟需要學生注意目鏡部分，這時候可以考慮用分鏡設計處理，而不是只拍攝讀數顯微鏡的一個長鏡頭。PPT 課件講解部分采用EV 錄屏軟件進行錄制，教師講解時可現場錄音也可后期配音視情況而定，講解時凝練語句，抓住重點，根據內容的重要性和難易來調整音調和語速。錄制PPT 的教學內容時首先調整好需要講解的PPT頁面，打開EV 錄屏軟件（如圖3 所示），選擇錄制區域為全屏錄制，選擇錄制音頻為僅麥克風（若需要使用到系統音頻則調節為麥和系統聲音），在錄屏設置中調整畫質為原畫，保存文件格式一般為mp4，調整完畢后點擊播放鍵即可開始錄屏。

圖3 錄屏操作界面

3.2 視頻剪輯與優化

本文的視頻素材使用Adobe Premiere Pro 2020 軟件進行剪輯。剪輯視頻步驟主要如下：首先選中“文件”選項，將素材導入至左下角的素材欄中，接著將素材欄中的視頻，音頻或圖片素材拖入時間軸面板中，在工具欄中選用剃刀工具即可進行剪輯，若要刪除多余部分則將多余部分剪裁出來，選中并在右鍵選擇清除即可；若要將視頻和音頻分開剪輯，可選中需要剪輯的部分右鍵選擇取消鏈接即可分開剪輯。在本次編輯中由于部分實驗操作部分需要讓學生看到一些重點部分，故使用工具欄中的文字工具在學生需要的部分插入箭頭等符號進行標記（如圖4 所示）。目鏡介紹部分插入目鏡內部觀測到的十字叉絲圖片，使學生既能觀察到實驗儀器外部也能觀察到內部，加深學生對儀器的了解。為了讓視頻呈現更好效果，需要將整個視頻一遍遍從頭播放，不斷整理，就視頻亮度、畫面分別率、大小等進行調節，如有必要，需要加入字幕，讓視頻更加完整，最終達到視頻畫面流暢、音頻清晰連貫、內容緊系主題，并將視頻控制在微課要求的10-15 分鐘內。

本文的視頻素材使用Adobe Premiere Pro 2020 軟件進行剪輯。剪輯視頻步驟主要如下：首先選中“文件”選項，將素材導入至左下角的素材欄中，接著將素材欄中的視頻，音頻或圖片素材拖入時間軸面板中，在工具欄中選用剃刀工具即可進行剪輯，若要刪除多余部分則將多余部分剪裁出來，選中并在右鍵選擇清除即可；若要將視頻和音頻分開剪輯，可選中需要剪輯的部分右鍵選擇取消鏈接即可分開剪輯。在本次編輯中由于部分實驗操作部分需要讓學生看到一些重點部分，故使用工具欄中的文字工具在學生需要的部分插入箭頭等符號進行標記（如圖4 所示）。目鏡介紹部分插入目鏡內部觀測到的十字叉絲圖片，使學生既能觀察到實驗儀器外部也能觀察到內部，加深學生對儀器的了解。為了讓視頻呈現更好效果，需要將整個視頻一遍遍從頭播放，不斷整理，就視頻亮度、畫面分別率、大小等進行調節，如有必要，需要加入字幕，讓視頻更加完整，最終達到視頻畫面流暢、音頻清晰連貫、內容緊系主題，并將視頻控制在微課要求的10-15 分鐘內。

圖4 剪輯軟件操作界面

經過以上制作流程，一個集合PPT 和實操的微課已完成。借助高校建立的線上教學平臺，將該微課上傳于線上平臺，學生可在正式課堂前隨時打開微課預習觀摩。正式課堂教學時，學生便不會處于一無所知的狀態，提高了學習效率。同時，教師也只需就實驗的重點和難點部分以提問或演示方式進行強調說明即可，既能節省課堂時間，還為實驗內容的拓展和延伸提供了充足空間，進而提升正式課堂的教學效果。課后學生也可以通過微課反復鞏固相關知識，加深對相關實驗原理以及操作技巧的理解和掌握。

4 結論

微課建設的目的在于交流與應用，其價值不僅為學生的學習方式提供更有效的途徑和更豐富的學習資源，更能影響教師在專業教學方面的發展。本文以“牛頓環測透鏡曲率半徑”實驗項目為例，通過腳本設計、PPT制作、微課設計、視頻制作三個方面的詳細講述了該項目的微課制作流程，期望通過微課與正式實驗教學課堂相結合的方式，為實驗教學模式的拓展和改革提供一種新的途徑。