微課在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)及演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

李迎 張靜 李群 劉紅兵 鐘銘

摘 要：本文簡述了微課的特點(diǎn)，分析了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的問題，并介紹了利用微課來解決教學(xué)問題的方案，闡述了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新意識(shí)的策略。

關(guān)鍵詞：微課；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；演示實(shí)驗(yàn)

一、微課的特點(diǎn)

“微課”是指以視頻為主要載體，圍繞某個(gè)知識(shí)點(diǎn)、專題、實(shí)驗(yàn)活動(dòng)作為選題，針對(duì)教學(xué)中常見的、典型的問題或內(nèi)容開展的簡短的、完整的“小而精”的教學(xué)活動(dòng)[ 1 ]。因其時(shí)間短，內(nèi)容精，容量小，形式多樣等特點(diǎn)，從一出現(xiàn)就受到廣泛關(guān)注。受知識(shí)信息化、網(wǎng)絡(luò)化，學(xué)習(xí)方式碎片化的影響，微課這一教學(xué)方式越來越受到人們的追捧。

二、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程是理工科類大學(xué)第一門基礎(chǔ)實(shí)踐課程，它既是理論知識(shí)的載體，又是科研技術(shù)與方法的綜合，體現(xiàn)了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的共

性[ 1 ]；物理演示實(shí)驗(yàn)作為一門獨(dú)立的課程，不再僅僅作為理論教學(xué)的一種輔助，在教學(xué)中的作用也越來越受到重視[ 2 ] ，但是，大學(xué)物理及演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中受實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和實(shí)驗(yàn)儀器數(shù)量等限制，重復(fù)性強(qiáng)，教師的授課壓力和工作強(qiáng)度大大增加，學(xué)生學(xué)習(xí)過程也因?qū)嶒?yàn)課程的特殊性，受到不利影響。

首先，學(xué)生課前預(yù)習(xí)僅限于書本、達(dá)不到要求。受實(shí)驗(yàn)室條件限制，只能從實(shí)驗(yàn)教材上的內(nèi)容、步驟以及有限的幾張圖片來猜想實(shí)驗(yàn)過程。其次，教師課堂講授時(shí)間與學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)間矛盾突出。以我校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)時(shí)間為例，一般為三節(jié)課，共155分鐘，教師講授一般在40分鐘，主要講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢?shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟，再加上演示儀器操作，時(shí)間非常緊張。因?qū)W生專業(yè)、理論基礎(chǔ)掌握程度、動(dòng)手能力存在差異，教師對(duì)原理或儀器不管講得多或者少都不能完全符合每個(gè)學(xué)生的需求。講的過多，會(huì)擠占學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)間，實(shí)驗(yàn)課將變成填鴨式教學(xué)，學(xué)生只是照貓畫虎，依樣學(xué)樣的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論，得不到能力上的鍛煉，創(chuàng)新更是無從談起；講的過少，學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中問題不斷，無法獨(dú)自按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)，久而久之，將會(huì)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生畏難情緒。再次，學(xué)生課后復(fù)習(xí)條件不足，期末考試效果不佳。以我校為例，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是按照課堂上測(cè)出數(shù)據(jù)，課后數(shù)據(jù)處理并寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告的流程進(jìn)行。學(xué)生交上實(shí)驗(yàn)報(bào)告后，就把這個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目被拋之腦后，期末考試前才發(fā)現(xiàn)，先前做的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)全忘記。最后，演示實(shí)驗(yàn)維護(hù)成本高，演示實(shí)驗(yàn)的目的是用簡單明了的實(shí)驗(yàn)儀器把抽象的物理理論知識(shí)變得直觀和形象，啟迪學(xué)生的思維，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，挖掘?qū)W生對(duì)自然科學(xué)知識(shí)的探索能力[ 2 ]，東華理工大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心是江西省首批省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，開放演示實(shí)驗(yàn)室是特色，每學(xué)期都要接待數(shù)百名學(xué)生參觀學(xué)習(xí)。但每學(xué)期結(jié)束，演示實(shí)驗(yàn)儀器將近一半損壞，維護(hù)成本非常高。

三、微課在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

針對(duì)上述大學(xué)物理及演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中遇到的問題，結(jié)合微課的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，我們建設(shè)了系列微課資源并應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，逐步提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)及演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平和質(zhì)量。

制作實(shí)驗(yàn)微課資源，對(duì)應(yīng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的不同階段。將微課分為原理闡述、儀器介紹、內(nèi)容要求與步驟、注意事項(xiàng)、知識(shí)拓展五類，每個(gè)視頻時(shí)長小于10分鐘。視頻制作要求：結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)，充分發(fā)揮微課短小精湛的優(yōu)點(diǎn)，各視頻要做到重點(diǎn)突出、簡潔流暢：

1）儀器介紹結(jié)合實(shí)物，解決學(xué)生在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中的最大困惑。使學(xué)生猶如身臨其境，實(shí)驗(yàn)前已經(jīng)對(duì)儀器有較為充分的了解。

2）原理簡明扼要，結(jié)合教材中的詳細(xì)介紹，對(duì)原理有整體把握。

3）內(nèi)容步驟演示設(shè)計(jì)合理、準(zhǔn)確無誤，使學(xué)生實(shí)驗(yàn)前對(duì)內(nèi)容胸有成竹，如：轉(zhuǎn)動(dòng)法測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)，先測(cè)塔臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，再測(cè)待測(cè)物體的。

4）注意事項(xiàng)細(xì)致詳盡，避免誤操作，損壞儀器，如：等厚干涉實(shí)驗(yàn)中，物鏡調(diào)節(jié)避免損壞鏡頭措施等。

5）知識(shí)拓展密切聯(lián)系實(shí)際、直觀生動(dòng)、新奇有趣。如：演示實(shí)驗(yàn)共振現(xiàn)象中，微課從歷史文化角度引入編鐘、魚洗等，再利用音叉演示拍的形成，內(nèi)容上貫穿古今，形式上生動(dòng)活潑，極具吸引力，增加了知識(shí)面的廣度和深度，引起學(xué)生的探索和求知欲。

四、微課應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果

微課應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使教師變?yōu)椤皩?dǎo)師”，把過去講原理、內(nèi)容、步驟和注意事項(xiàng)等時(shí)間用于課堂上啟發(fā)、引導(dǎo)新的思考，由課堂中注重講解與演示、實(shí)驗(yàn)測(cè)量，變?yōu)樽⒅匾龑?dǎo)觀察、邏輯分析、討論和知識(shí)拓展相結(jié)合；使學(xué)生從模仿與驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，變?yōu)榛?dòng)、探究和創(chuàng)新操作，使課堂變得生動(dòng)、有趣、富有創(chuàng)造性。

微課應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以滿足學(xué)生個(gè)性化需求。因其容量小，學(xué)生可以下載到智能手機(jī)或平板電腦等移動(dòng)終端設(shè)備上，形同一對(duì)一教學(xué)與輔導(dǎo)[ 3 ]。實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生可以根據(jù)不同板塊各取所需，隨時(shí)調(diào)用視頻觀看。實(shí)驗(yàn)教師無需講解整個(gè)操作過程，學(xué)生只需直接觀看視頻就能明白物理實(shí)驗(yàn)的整個(gè)操作過程.

演示實(shí)驗(yàn)用微視頻代替現(xiàn)場(chǎng)講解，進(jìn)入演示實(shí)驗(yàn)室前學(xué)生已經(jīng)熟悉各種演示儀器，避免學(xué)生操作不當(dāng)導(dǎo)致的儀器損壞，降低了維護(hù)成本。并且在微課中實(shí)驗(yàn)演示與問題思考、拓展引導(dǎo)相結(jié)合，啟發(fā)學(xué)生思維，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)際操作中探索物理原理，自主開發(fā)相關(guān)演示儀器，演示實(shí)驗(yàn)室不再是學(xué)生走馬觀花看熱鬧的地方，而成為調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究積極性，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力的平臺(tái)。

目前，微課作為一種新興的教學(xué)模式，因其在理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中體現(xiàn)出巨大的優(yōu)越性，正處于飛速發(fā)展階段。當(dāng)然也暴露出如：如何監(jiān)督學(xué)生線下微課學(xué)習(xí)等問題，這還需要廣大教育工作者不斷的理論研究和實(shí)踐探索。

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基金項(xiàng)目：江西省高等學(xué)校教育改革研究省級(jí)課題（課題編號(hào)：JXJG-14-6-23，課題名稱：基礎(chǔ)物理微課教學(xué)研究與實(shí)踐）；東華理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究開發(fā)項(xiàng)目校級(jí)課題（課題編號(hào)：DHSY-201622，課題名稱：多功能角動(dòng)量實(shí)驗(yàn)儀設(shè)計(jì)與開發(fā)）