翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)微課探究
——以光學(xué)實(shí)驗(yàn)“牛頓環(huán)”為例

馬瑞婧

(山西運(yùn)城學(xué)院物理與電子工程系　山西 運(yùn)城　044000)

1　引言

隨著目前無線網(wǎng)絡(luò)的普及、視頻傳輸與壓縮技術(shù)的成熟、移動(dòng)智能終端的日漸流行，互聯(lián)網(wǎng)逐漸進(jìn)入“微時(shí)代”．微信、微博、微視頻等已然成為當(dāng)下“碎片化”的生活空間中的主要表達(dá)方式．技術(shù)的發(fā)展無疑引領(lǐng)了社會(huì)文化、生活方式的改變，并在教育領(lǐng)域不斷地醞釀發(fā)酵．移動(dòng)學(xué)習(xí)、翻轉(zhuǎn)課堂等學(xué)習(xí)方式成為教育發(fā)展的新理念，引發(fā)教育工作者的思考與實(shí)踐，微課也成為“微時(shí)代”語境下一種新探索．

微課(Micro-lecture)又名微課程，是相對(duì)傳統(tǒng)課程而言的一種微小課程，主要針對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或突破某個(gè)教學(xué)問題而設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)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(shè)計(jì)，學(xué)生可以根據(jù)自身所需搜索相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源，自主地挖掘所需知識(shí)點(diǎn)，有針對(duì)性的開展學(xué)習(xí)．同時(shí)，簡短的微課視頻讓學(xué)生更好地集中注意力．作為一種現(xiàn)代化教育新形式，微課受到國內(nèi)外教育者的廣泛關(guān)注，在移動(dòng)學(xué)習(xí)和在線學(xué)習(xí)等方面得到應(yīng)用并取得良好的教學(xué)效果[2]．

物理學(xué)是所有理工科類大學(xué)必備的基礎(chǔ)課程，而其中的物理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)高水平的工程技術(shù)人才中具有重要作用．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是物理科學(xué)的基礎(chǔ)，是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端，它既是理論知識(shí)的載體，又是科研技術(shù)與方法的綜合．通過物理實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以直接觀察和分析重要的物理現(xiàn)象，掌握物理量的測(cè)量和基本的物理實(shí)驗(yàn)方法，加深對(duì)物理原理的理解，完成知識(shí)能力的轉(zhuǎn)移[3]．但在實(shí)際教學(xué)過程中，由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足、實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間有限及實(shí)驗(yàn)儀器數(shù)量等教學(xué)條件限制，學(xué)生動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)不多，所以，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果并不理想．而微課堂的教學(xué)模式給物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了一個(gè)新的思路：如果學(xué)生能夠在課前完成實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，就會(huì)減少教師實(shí)驗(yàn)課堂講授時(shí)間，從而留給學(xué)生更多的時(shí)間進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)、參與交流討論和獲得教師的指導(dǎo)，以解決學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)少、實(shí)驗(yàn)時(shí)間不足的問題[4]．

為此，本文通過介紹微課的概念和特點(diǎn)，并從大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的微課制作著手，探索了如何將微課與大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)相結(jié)合，以提高教學(xué)效果和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力．

2　微課及特點(diǎn)

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

(1)內(nèi)容精細(xì)化，教學(xué)時(shí)間短

微課的時(shí)間一般為10～20 min，內(nèi)容短小精悍．它不是課堂的錄像，也不是一節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的縮減，一個(gè)微課的視頻就要講清楚一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，一個(gè)問題及解決方法．知識(shí)點(diǎn)及功能明確，為自主學(xué)習(xí)和個(gè)性化學(xué)習(xí)提供有力支持．另外這個(gè)時(shí)間點(diǎn)也正符合學(xué)生學(xué)習(xí)的注意力集中點(diǎn)，一般能集中注意力5～20 min，同時(shí)也可借助目前移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，學(xué)生更喜歡網(wǎng)絡(luò)化、“指尖化”的學(xué)習(xí)方式．

(2)視頻具有吸引力

微課內(nèi)容的呈現(xiàn)不再局限于課堂實(shí)錄，視頻制作過程中往往采用各種多媒體技術(shù)，有聲音、有動(dòng)畫，教師的形體語言被淡化，讓其呈現(xiàn)形式豐富多樣，營造出一個(gè)真實(shí)地學(xué)習(xí)情境．學(xué)生可以利用微課真實(shí)情境化培養(yǎng)隱性知識(shí)，增強(qiáng)知識(shí)的遷移和提升[6]．

(3)自主學(xué)習(xí)

微課的應(yīng)用為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了一個(gè)知識(shí)挖掘平臺(tái)，通過微課設(shè)計(jì)，學(xué)生能根據(jù)自身所需搜索相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源，自主地挖掘所需的知識(shí)點(diǎn)、有針對(duì)性地開展學(xué)習(xí)．

(4)學(xué)習(xí)方式多樣化

通過微課的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用播放方式，允許學(xué)生在自己的手機(jī)、平板、電腦等各種場(chǎng)所隨時(shí)隨地地開展學(xué)習(xí)，這種主題集中且簡短的微課能夠有效地利用各種閑暇時(shí)間，如坐公交、排隊(duì)買東西等、充分地提高了學(xué)習(xí)效率．

3　牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)微課的教學(xué)案例

牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)是大學(xué)物理光學(xué)部分的實(shí)驗(yàn)，是利用分振幅的方法產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象，也是典型的等厚干涉．通過該實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以對(duì)光的干涉原理和現(xiàn)象有更形象的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用．并且學(xué)會(huì)利用光的干涉法去測(cè)量凸透鏡的曲率半徑、了解讀數(shù)顯微鏡的使用方法和逐差法處理數(shù)據(jù)的方法．從而提高學(xué)生觀察事物、分析事物和動(dòng)手獨(dú)立解決問題的能力．

3.1　微課的設(shè)計(jì)

3.1.1前期分析

實(shí)驗(yàn)名稱：牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分析：這是學(xué)生學(xué)完大學(xué)物理光的干涉后的配套實(shí)驗(yàn)．學(xué)生已對(duì)牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)的原理有一定認(rèn)識(shí)．所以該課程重點(diǎn)并不是介紹實(shí)驗(yàn)原理，而是引導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)遷移到實(shí)用中來，面對(duì)具體問題，具體運(yùn)用．另外在設(shè)計(jì)中要著重演示讀數(shù)顯微鏡的使用和讀數(shù)，強(qiáng)調(diào)容易出錯(cuò)地方．并且設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生去思考，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣．

3.1.2微課程設(shè)計(jì)

表1　牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)微課程設(shè)計(jì)

3.1.3微課的制作流程

表2　視頻的制作與設(shè)計(jì)

4　微課制作及教學(xué)效果反思

通過以上設(shè)計(jì)的牛頓環(huán)微課視頻進(jìn)行嘗試探索性教學(xué)，通過學(xué)生的反饋，及結(jié)合教學(xué)效果，對(duì)微課程設(shè)計(jì)和教學(xué)進(jìn)行總結(jié)與反思，歸納如下.

一方面微課為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)提供了新的模式，將微課應(yīng)用于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以產(chǎn)生以下良好效果：

(1)微課能夠加強(qiáng)學(xué)生的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵，傳統(tǒng)的教學(xué)中一般是教師在課堂上操作演示，但是由于人數(shù)多，教師的演示實(shí)驗(yàn)很難讓每位學(xué)生觀看清楚．所以學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中動(dòng)手操作混亂，成功率不高．現(xiàn)在微課可以在電腦、平板甚至手機(jī)上就可以直接演示，并根據(jù)自己的需要，選擇重復(fù)觀看，提高實(shí)驗(yàn)成功率．

(2)一對(duì)一教學(xué)成為可能

實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，每一位學(xué)生的能力、知識(shí)結(jié)構(gòu)、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(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果．而實(shí)驗(yàn)微課視頻是一對(duì)一的，教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)步驟都可通過視頻一對(duì)一的演示，節(jié)省了時(shí)間用于教師分別回答學(xué)生的問題，提高了教學(xué)的效率和教學(xué)效果．

(3)教學(xué)理念的轉(zhuǎn)換

通常在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，相當(dāng)一部分學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室態(tài)度消極，應(yīng)付了事，下去抄襲數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告．造成此現(xiàn)象的原因是多方面的．一方面，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)沒有目標(biāo)，動(dòng)手能力差，實(shí)驗(yàn)儀器緊張等．另一方面，學(xué)生人數(shù)較多，教師不能照顧到每一位學(xué)生．而制作的微視頻上傳到微課平臺(tái)上，供學(xué)生在課外預(yù)習(xí)及學(xué)習(xí)，這樣可以做到在實(shí)驗(yàn)之前，學(xué)生對(duì)干涉的原理知識(shí)做到復(fù)習(xí)和理解，在實(shí)驗(yàn)過程中做到有的放矢，使實(shí)驗(yàn)課從注重講解、實(shí)驗(yàn)測(cè)量轉(zhuǎn)化為注重引導(dǎo)觀察、邏輯分析、討論、測(cè)量、興趣化擴(kuò)展相結(jié)合；從死板教學(xué)變?yōu)樯鷦?dòng)化、興趣化教學(xué)，引人思考，形式靈活，增加啟發(fā)性、互動(dòng)性、探究性，從而克服以往過多演示的死板教學(xué)，實(shí)現(xiàn)手把手輔導(dǎo)[3]．

而另一方面，雖然微課用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)能提高學(xué)生的觀察和分析能力，但是同時(shí)也有其弊端．雖然微課能清晰地呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，但無法真實(shí)地記錄課堂中的師生行為[7]；而且并不是所有的知識(shí)點(diǎn)和內(nèi)容都適合設(shè)計(jì)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(fèi)，也會(huì)讓學(xué)生失去觀看微視頻的興趣．另外教師很難照顧到每位學(xué)生自主學(xué)習(xí)情況，由于學(xué)生自我約束能力和自主學(xué)習(xí)能力有限，教師很難控制學(xué)生觀看視頻的認(rèn)真程度，這對(duì)教師控制教學(xué)進(jìn)度、把握學(xué)生學(xué)習(xí)深度方面提出很大挑戰(zhàn)．所以，不能用微課完全去替代傳統(tǒng)教學(xué)，而是根據(jù)不同內(nèi)容和需要，在傳統(tǒng)教學(xué)過程中，恰當(dāng)?shù)亟Y(jié)合微視頻，揚(yáng)兩者之長，避兩者之短，獲得統(tǒng)合綜效的結(jié)果[8]．

5　結(jié)束語

從以上嘗試性教學(xué)來看，微課不僅適用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還對(duì)其他學(xué)科有著實(shí)際意義．相信不久將來會(huì)改變傳統(tǒng)的課程資源教學(xué)結(jié)構(gòu)，支持和變革教與學(xué)的方式，滿足了碎片化時(shí)代的學(xué)習(xí)文化，為智能教育提供泛在的優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源．對(duì)于微課不能呈現(xiàn)教學(xué)行為和教學(xué)氣氛的不足的弊端，還需要更多的教師根據(jù)掌握不同環(huán)境下教學(xué)行為的變化特征，以教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容為依據(jù)進(jìn)行優(yōu)化的教學(xué)設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用傳統(tǒng)與現(xiàn)代的教學(xué)資源進(jìn)行合理配置，在新的教學(xué)環(huán)境與教學(xué)形式下實(shí)施有效的課堂教學(xué)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