微課讓物理實驗教學創新走向數字化

邱榮生

摘 要：本文以目前初中生物理實驗教學壓力顯著為切入點，介紹了可汗微課在教學中取得的巨大成效；闡述了以微課來創新物理實驗教學的原因，從實驗設備不足、虛擬實驗兩種方式進行數字化微課教學資源開發以及用云平臺來管理.

關鍵詞：微課；物理實驗教學；數字化

教育部教育裝備研究與發展中心助理研究員郭曉萍帶領課題研究團隊，對不同地區初中學生物理實驗設計與操作水平進行測試與分析發現：學生的平均成績偏低，實驗成績分化現象比較嚴重，目前初中生物理實驗教學壓力顯著（郭曉萍等，2013）.[1]改變這樣的現狀，作為物理教師責無旁貸.

2007年薩爾曼·可汗創辦可汗學院，開發的產品是微課，截止到 2012 年 7 月，視頻教程被點擊數已超過16億次，全球特定用戶超過500萬（顧雪林，2013）.[2]月受助學生數是哈佛建校以來畢業生總數的10倍.加州洛斯拉圖斯區使用可汗微課進行混合教學后，七年級學生的數學成績得到大幅提高，有41%學生達到“先進”或“精通”水平，同比增長 23%（嵇成中，2013）.[3]

既然可汗微課在提高學習成績中取得了巨大的成功，那么改變目前初中生物理實驗教學壓力顯著這一現狀，可以借鑒可汗微課的經驗.《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》中指出“提高教師應用信息技術水平，更新教學觀念，改變教學方法，提高教學效果.鼓勵學生利用信息技術手段主動學習、自主學習，增強運用信息技術分析解決問題的能力.”[4]因此對實驗教學資源可以再加工開發微課，嘗試構建物理實驗創新數字化資源.什么是“微課”呢？“微課”是指時間在10分鐘以內，有確切的教學目標，內容短小，集中說明一個問題的小課程（黎加厚，2013）.[5]開發的實驗教學微課需要注意以下方面：一是微課時長要短，控制在10分鐘以內；二是只圍繞一個實驗課題來設計；三是要有一定的習題，讓學生練習鞏固.

中小學教師應具備“通過多種途徑獲取數字教育資源，掌握加工、制作和管理數字教育資源的工具與方法”的信息技術素養.[6]進一步明析了物理實驗教學創新的方向是與信息技術整合，開發適合教學需要的數字化微課教學資源.

一、走進設備不夠的實驗創新——數字化微課教學資源開發

在實際教學當中，鑒于學校實驗設備的實際配備情況，有些實驗是不具備條件做的，較為常見的處理方式是讓學生看看課本的圖片，聽聽老師的講解，顯然不能給學生留下深刻的印象，導致的后果是對知識的理解不到位，掌握不牢固，直接影響教學效果.這時，我們可以以微課的形式整合相關實驗資源，重組成新的數字化資源，并將其引入課堂內外，以支持學生自主學習.

以教科版八年級下冊《液體的壓強》“探究影響液體壓強的因素”為例.探究時第一環節是“猜想與假設”，常見的做法是：老師讓學生根據生活的經驗提出“影響液體壓強的因素有哪些？”，學生討論、思考回答“可能與密度……有關”，然后設計實驗…….這樣的課堂猶如“君子之交淡如水的味道”.如何讓課堂蕩起漣漪，激發學生的求知欲呢？用微課！在學生進行猜想之前，點播帕斯卡裂桶實驗的微課.帕斯卡裂桶實驗要在課堂上做，是不太現實的，在這種情況下，老師在備課時，只需借助百度，尋找帕斯卡裂桶實驗視頻資源，用錄屏軟件CamtasiaStudi對視頻資源進行加工，形成成品微課.圖1是帕斯卡裂桶實驗微課的部分截圖，并在課堂教學中點播.不到2分鐘的微課，給學生的感官帶來了強烈的沖擊，只是幾盆水竟然將結實的木桶壓裂了.讓學生具體地感受到，水產生的壓強之大，之所以水的壓強大，很容易想到是因為水柱高.這時，讓學生猜想，自然會想到液體內部的壓強與液體的深度有關.微課帶來的課堂效果是極大地激發了學生的求知欲，燃起了學習熱情，使自主學習水到渠成.

二、走進虛擬實驗創新——數字化微課教學資源開發

虛擬實驗是指借助于多媒體、仿真和虛擬現實技術在計算機上營造可輔助、部分替代甚至全部替代傳統實驗各操作環節的相關軟硬件操作環境，實驗者可以像在真實的環境中一樣完成各種實驗項目，所取得的實驗效果等價于甚至優于在真實環境中所取得的效果（瞿瞾，2005）.[7]由此可以看出，目前在初中階段的物理實驗教學中，老師可以借助多媒體開發虛擬實驗，彌補傳統教學的不足，提高學習績效，提高學生解決實際問題的能力.

就初中教師來說，基于工作性質和工作時間來考慮，不需借助三維建模來開發復雜、技術含量高的虛擬實驗.可以通過PPT或者Flash等簡單的軟件，來開發一些簡單的實驗.這樣容易入手，出成果快，然后通過錄屏軟件CamtasiaStudi進行錄制和編輯，形成數字化的微課資源，供教學和學生自主學習使用.

以教科版九年級上冊《熱機》為例.汽油機的工作過程即每個工作循環分為吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程，教師通過開發汽油機的工作過程的動畫虛擬實驗，并形成微課的數字化資源.圖2是汽油機的工作過程的動畫虛擬實驗微課的部分截圖，供學生觀看.易于幫助學生掌握這一知識點，達到和真實環境一樣的效果.

三、走進云平臺——數字化微課教學資源管理

教師花大力氣開發的物理實驗創新數字化微課教學資源，不僅僅是課堂教學中使用，還可在課堂外使用，包括教師和學生使用，就需要對這些資源進行管理，云平臺是一種不錯的資源管理平臺.目前學校開發的自主云平臺極少，可以充分利用互聯網中的免費云平臺資源，比如360云盤、百度云等.可以將微課資源按照教科書的章節編排進行整理歸檔，實現移動設備和PC端之間跨平臺同步、備份等.學生如果這節課的相關實驗知識還未搞清楚，回到家里就可以在很短的時間內找到需要的微課數字化資源進行學習，將知識內化.數字化微課教學資源通過云平臺的管理，依托網絡，實現資源的共享.

參考文獻：

[1]郭曉萍，劉詩海，金林，雷靜，侯明輝基于學生成績的初中物理實驗教學現狀研究[J]物理實驗，2013，（4）：24-27

[2] 顧雪林一個人的網絡教學震動了世界——孟加拉裔美國人薩爾曼·可汗和他創辦的可汗學院 [N]中國教育報，2013-02-26（3）

[3]嵇成中 薩爾曼·可汗：視頻重塑教育[J]未來教育家，2013，（1）：42-45

[4]國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）[EB/OL]http：//wwwmoeeducn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/moe_838/201008/93704html

[5]黎加厚微課的含義與發展[J]中小學信息技術教育，2013，（4）：10-12

[6]中小學教師信息技術應用能力標準（試行）[EB/OL]http：//wwwmoeeducn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s6991/201406/170123html

[7]瞿瞾網上虛擬實驗中學生綜合素質的培養[J]實驗室研究與探索，2005，（1）：7-9endprint