淺談“微課”在《電磁學》教學中的應用與實踐*

段美玲 胡俊麗

(中北大學理學院 山西 太原 030051)

1 引言

我國最早的學校教育要從2 000多年前孔圣人的私塾教育算起.針對學生具有資質不同、年齡不同等特點，以學生為本，孔圣人研究了一套行之有效的教學理論，如循循善誘、因材施教、循序漸進、溫故知新、知行統一、舉一反三、叩其兩端等.可惜的是，我們對教育界圣人的經驗之談重視度不高.“洋學堂”的引入促使私塾逐漸銷聲匿跡，班級授課制也逐漸成為我國唯一的教學模式.由于這種教學模式要求在規定時間內完成一定的教學任務，故教師不得已采取了“填鴨式”“滿堂灌”的教學方式.盡管一個班級“材質”大相徑庭，教師卻采用的是一份教案，實施的是一種教學模式，執行的也是一個教學進度.然而在科技發達、網絡普及的今天，隨著社會與時代的進步，教育也必須與時俱進，授課模式方面的教育改革勢在必行[1].

現代通訊業的興起和發展，不斷推進著教育共享、教育網絡化、教育信息化的發展.“微課”是指基于教學設計思想，使用多媒體技術以10～20 min甚至更短時長為單元的微型課程，是就一個知識點進行針對性講解的一段音頻或視頻.這些知識點涵蓋教材解讀、題型精講、考點歸納、方法傳授、教學經驗等方面的知識講解和展示.可見，“微課”是集網絡和信息于一體的傳遞知識的新教學方式，因而近年來在全球引起一股熱潮，已成為教育界關注的熱點話題[2,3].它不僅能體現以學生為中心的教學理念，而且能體現學生的主體地位，是易于學生接納的傳遞和補充知識的方式，并能使學生體驗到隨時隨地獲取知識的喜悅，是課堂教學的一種補充形式.例如，當前在校大學生參加的各種競賽、社團、個人興趣等活動較多，這些活動的時間常常與上課時間沖突.若耽誤課程期間的重要知識點能以微視頻的形式出現在學生面前，會大大減輕因知識的斷點給學生帶來的困擾和擔憂，也可削弱教師在后續課程講授中的后顧之憂.因而微課在改善學生因脫離課堂造成的知識脫節、減輕學習者的學習壓力等方面可扮演十分重要的角色.微課不僅適合于移動學習時代知識的傳播,也適合學習者個性化學習的需求，可因時、因地、因需要而開設，具有較強的靈活性和針對性.我們相信微課翻轉課堂早日成為現實，必為教育界帶來一個春天[4].

2 國內外發展現狀

國外微課的發展始于1960年美國阿依華大學附屬學校提出的迷你課程(Minicourse).隨后，新加坡教育部于1998年實施了Microlessons研究項目,英國啟動了教師電視頻道(www.teacher.tv),美國新墨西哥州圣胡安學院誕生了“一分鐘教授”等；一大批教育工作者在全球各地成功開辦了自己的MOOC，包括MIT、哈佛大學、斯坦福大學、耶魯大學等知名高校在內，掀起了一股MOOC熱潮，并在全世界范圍內引起了極大的轟動，給當前的教育模式帶來了很大的沖擊，促使教育者對當前教育模式進行思考和改革[5,6].我國微課研究起步較國外稍晚，但隨著時間的推移，教育技術界開始對微課投入越來越多的關注.教育部全國高校教師網絡培訓中心為貫徹落實《國務院關于加強教師隊伍建設的意見》和《教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見》精神，為推動高校教師專業發展和教學能力提升，促進信息技術與學科教學融合，于2012年12月啟動首屆全國高校微課教學比賽，每兩年舉辦一次國家級賽事，這一舉措直接推動了微課在中國的發展.全國30多個省、自治區、直轄市積極響應號召，許多高校教師也投身在開展微課的教學工作中，一時間國內掀起了一股微課熱潮.

3 在《電磁學》課程教學中實踐“微課”的必要性

《電磁學》是“物理學”專業一門重要的專業基礎課，是電動力學、量子力學、電工學、無線電學、自動控制學、遙感遙測學、電視學等理工學科的一門十分重要的基礎課，是現代科學技術的重要基礎.在現代科技領域中，電磁學的基本原理應用十分廣泛，并且它的研究方法深深影響著學生未來的就業.因此學好《電磁學》這門專業基礎課是實現理工融合的前提之一.

在教學過程中，必須通過對知識的講解，讓學生對電磁學的基本原理掌握透徹，要注重培養學生的創新精神、創新意識，要注重提高學生的綜合素質.另外，電磁學的課程內容十分復雜，知識抽象，學生不容易接受.除了具有系統性和邏輯性的理論體系，對高等數學知識的要求也較高，比如，微積分計算、矢量分析等.而《電磁學》課程是在大學一年級的第二學期開課，特別是第一章“真空中的靜電場”是整門課程的關鍵內容，只要學生能把本章內容吃透，后面的章節就會游刃有余.但此時學生還沒有學習多重積分和級數展開的知識，對矢量分析的運用也普遍存在一些問題.因而高等數學有關知識成為學生學習《電磁學》課程的攔路虎之一.如此，學生在學得一頭霧水的情形之下會產生厭學的情緒，甚至脫離教學.若將微課應用在這門課程的教學中，把第一章的重要知識制作成微課，當學生在這個學期的后半部分有了高等數學的相關知識，再回頭鞏固開始時沒學好的課程內容，將有可能緩解或彌補學生脫離教學的問題.微課教育手段的引入極大地彌補了傳統教育的一些不足，豐富了信息技術的內涵，在一定程度上更好地激發學生的學習興趣，提高教學質量和教學效率.特別是，微課學習適宜與智能手機、平板電腦等移動設備相結合，在移動互聯網時代為所有希望獲取知識的人提供碎片化、移動化的學習新體驗.因此在《電磁學》課程教學中應用與實踐“微課”是非常必要的.

《電磁學》的課程結構非常清晰，以高等教育出版社出版的梁燦彬等編著的《電磁學》(第3版)為例，全書分為9章內容.可劃分為“場”和“路”兩大體系，“場”是關鍵，它控制著“路”，而“路”又影響著“場”.“場”的部分分為靜電場、穩恒磁場及兩者的相互作用(電磁感應和時變的電磁場)；“路”分為直流電路和交流電路；電磁學總是被以相對論的角度對待.如此說來，電場是個基礎而關鍵的部分，只要學生很好地掌握了電場知識，磁場部分會倍感輕松.但如上所述，此時學生高等數學的相關知識欠缺，尤其是將干癟的微積分思想具體到解決實際問題上，顯得心有余悸，盡管在力學中已經有過理論應用于實踐的要求.如果能將電場的重要知識點錄制成微課，比如,電場強度的計算、電通量的計算、高斯定理、用高斯定理求解電場、靜電場的環路定理、電勢的計算、帶電體系的靜電能、極化強度、有介質時的高斯定理等內容，隨著后續課程的學習，在需要時觀看相應的微視頻，會起到相得益彰的效果.這樣不僅節約了教師和學生的時間，內容可供查閱且被永久保存，更重要的是學生可以隨時隨地有選擇性的復習舊知識，溫故而知新，兩全其美的事，何樂而不為呢?

總結參加第二屆全國高校微課教學比賽的經驗，以及采納各位評審專家提出的寶貴建議，結合與學生課堂互動、課后意見反饋、問卷調查、網上交流等形式，我們課題組將《電磁學》課程中大家公認的幾個電場內容已經以微課的形式錄制出來，包括概念(電場強度、電通量、電勢)、知識點(高斯定理、環路定理)、解題方法(電鏡像法)等.并將這些視頻應用于2017級本科學生的學習實踐中，將近半學期過去，學生的反饋良好，非常認可這種傳授知識的方式.作為教師，看到學生的滿意度那么高，我們深感欣慰.

4 在《電磁學》課程教學中實踐“微課”的感觸

從錄制微課的實踐出發，從學者的角度考慮，有以下兩點切身體會：(1)內容多選學生難以理解的、對教學有價值的主題，為學生提供了自主學習的渠道，也是學生課前預習的學習資料；(2)必須聚焦問題，有針對性地解決問題，從而節省學習時間，提高學習效率.自古以來，教與學都是同時存在的，另一方面，對教者而言，微視頻不僅可作為課堂教學關于某個主題或知識點的輔助講解，還能通過課題選取、內容設計(比如插入音效、動畫、圖片、PPT設計、板書設計等)等，促進教師專業水平發展，提高知識講解與總結能力，開拓視野，掌握現代信息技術(比如學會錄屏、截屏、插入關鍵字幕等)，緊跟時代步伐.最終讓教師從細節中反思、挖掘、變革，由學習者變為創造者，體會趣味和享樂成長.這樣，學生和教師的收獲是相輔相成的.