視頻微課在深度物理教學中的創(chuàng)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(zhì)上是學習者主動對認識對象建構(gòu)心理表征的過程.深度學習是學生對獲得的現(xiàn)象、事實與數(shù)據(jù)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(fā)展學生的物理課程核心素養(yǎng)，是物理教學必須解決的問題.本文根據(jù)近年來深度教學的研究成果，從教學行為與策略出發(fā)，分析物理教師運用視頻微課教學，探討視頻微課對實現(xiàn)深度物理教學的積極作用.

1 深度物理教學的技術(shù)支持

物理教學應(yīng)該讓學生對獲得的物理現(xiàn)象、物理事實與實驗數(shù)據(jù)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(lián)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(fā)下，通過個性化的思維獲得，完成新的物理概念、規(guī)律與原理的個性化表征，使新的物理概念、規(guī)律與原理區(qū)別于原有認知框架中的物理概念、規(guī)律與原理，逐步真正牢固掌握新的物理概念、規(guī)律與原理；所謂“多維加工”，就是學生在教師創(chuàng)設(shè)的多種物理探究情境中，從物理與科技、社會、環(huán)境等方面，開展跨學科實踐，在情感、態(tài)度與價值觀的高度進行新的跨學科領(lǐng)會，以理解新的物理概念、規(guī)律與原理并擴大其應(yīng)用范圍，逐步發(fā)展物理課程核心素養(yǎng).在常規(guī)的物理教學過程中，雖然學生也進行一些規(guī)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(xiàn)象、事實與數(shù)據(jù)非常有限.因此，學生的探究體驗也就非常有限，難以實現(xiàn)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(tài)度與價值觀的高度進行新的物理概念、規(guī)律與原理的跨學科領(lǐng)會.

學生物理學習包括課前自學與經(jīng)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(huán)節(jié).傳統(tǒng)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(fā)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(huán)節(jié)是新課引入與突破課堂教學的難點.新課引入的關(guān)鍵是調(diào)動全體學生進入深加工、精加工和多維加工的準備狀態(tài)，因此，必須為全體學生提供“展示效果好”的物理現(xiàn)象與實驗過程，以激發(fā)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(guān)心的.傳統(tǒng)實驗往往“一閃”而過，師生互動缺乏依據(jù)，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(guān)鍵細節(jié)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(shù)有關(guān)系，技術(shù)的發(fā)展為高效率的教學提供了手段，這在技術(shù)高度發(fā)達的今天，尤其明顯.歷史上造紙與活字印刷術(shù)的發(fā)明，都為教學效率提供了上升空間，當今教學與數(shù)字媒體技術(shù)的結(jié)合，特別是可以交互的Flash動畫軟件、手機投屏技術(shù)，以及近年來涌現(xiàn)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(shù)字技術(shù)正在改變著教學的認知過程和信息的傳導過程，多種數(shù)字手段也已經(jīng)在深度教學的全流程中得到普遍應(yīng)用.隨著數(shù)字技術(shù)在教學中的融合應(yīng)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(jīng)歷物理教學的過程中彌補傳統(tǒng)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(guī)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(xiàn)的新問題、新知識與新規(guī)律之外，還能經(jīng)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(jīng)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(guī)律與原理的深加工、精加工和多維加工的基礎(chǔ)，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(guān)的物理現(xiàn)象，讓學生預先操作體驗下，會極大地提高學生對課程內(nèi)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(guān)系”內(nèi)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(guī)律奠定事實基礎(chǔ).

數(shù)字技術(shù)與數(shù)字資源的出現(xiàn)，特別是視頻微課的出現(xiàn)，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(jù)實際實驗拍攝剪輯，并在結(jié)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(chǔ)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(yīng)該注意：（1）視頻微課要圍繞教學內(nèi)容，符合客觀邏輯，畫面清晰，節(jié)奏合適，并作出重點提示，讓學生觀看時候就知道要關(guān)注什么，思考什么.（2）視頻微課內(nèi)容要有啟發(fā)性，并生動有趣，能激發(fā)學生的學習興致，引導學生自己去發(fā)現(xiàn)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(nèi)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(yīng)用實驗“利器”突破教學難點存在較大局限性.

隨著數(shù)字技術(shù)和硬件設(shè)備的發(fā)展，現(xiàn)在很多學校的教室都配備了電腦投影設(shè)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(yīng)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(jié)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(xiàn)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(xiàn)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(shù)清楚展現(xiàn)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(tài)乙醚逐漸減少直至消失，向里壓入活塞，液態(tài)乙醚重現(xiàn)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(guī)律.通過對數(shù)字技術(shù)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(zhì)疑探究，經(jīng)歷了這樣的深加工、精加工和多維加工，再最后得出結(jié)論，可以有效突破教學中的難點，從而實現(xiàn)深度物理教學.

圖1 投屏展現(xiàn)“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(guān)鍵的突破點，分步引導，層層深入，在前期的策劃設(shè)計方面多下功夫.（2）了解現(xiàn)有的各種技術(shù)手段，靈活選用和制作合適的課件、視頻等，結(jié)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?shù)妮o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(xiàn)一位教師的專業(yè)素養(yǎng).

大家知道，每堂課之前，學生都經(jīng)歷了前一堂課（另一個學科）的學習，經(jīng)過下課的10 min，學生的腦海里還有著前一堂課的“內(nèi)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(fā)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(fā)現(xiàn)”一課時，可以先演示稀薄氣體發(fā)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(nèi)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(xiàn)綠色的熒光，并提問“是什么讓沒有涂上熒光物質(zhì)的玻璃發(fā)出綠色的熒光？”這樣引入本堂課的教學內(nèi)容，能讓學生快速又充滿興趣地進入新課的學習狀態(tài).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(yōu)孰劣的爭論，一直存在，沒有統(tǒng)一的答案.筆者認為，這兩者無需區(qū)分高下，教師應(yīng)該根據(jù)教學的具體內(nèi)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(yōu)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(tài)，從熟知的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)新問題，形成探究動力，啟發(fā)研究思路，進而準備開展深加工、精加工和多維加工.教師應(yīng)用視頻微課來引入新課，一般需要注意：（1）日常多關(guān)注媒體對新事物、新科技應(yīng)用的報道，并收集相關(guān)的素材和圖片、視頻，做好資料積累工作.（2）預先根據(jù)教學內(nèi)容，設(shè)計和拍攝、制作視頻微課，充分重視設(shè)計環(huán)節(jié)，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(fā)，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(fā)提問，不但可以提升學生探究的關(guān)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(shè)計與選擇課堂提問的內(nèi)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(chuàng)設(shè)問題情境.視頻微課在創(chuàng)設(shè)情景中有著得天獨厚的優(yōu)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(yōu)勢，展現(xiàn)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(yīng)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(fā)現(xiàn)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(zhì)量較小，還能看到銅（或鋁）平板發(fā)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(fā)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(xiàn)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(yīng)該圍繞教學內(nèi)容的核心與焦點，設(shè)計問題，制作視頻，視頻與問題要有關(guān)聯(lián)，并且關(guān)聯(lián)要有層次性和針對性.（2）視頻微課應(yīng)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(yīng)該盡量是情理之中、意料之外，從而增加吸引力，激發(fā)探究的積極性.