光柵衍射的微課視頻設(shè)計(jì)與制作*

姚盈茜，劉富池，呂鳳珍，朱長(zhǎng)明，周厚兵，孔文婕，秦麗清，王麗光

(廣西師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，廣西 桂林 541004)

0 引言

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是大部分理工科專業(yè)的必修課程，具有較強(qiáng)的可操作性，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段分析、解決問(wèn)題以及提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)起著很大的作用[1]。光柵衍射實(shí)驗(yàn)是光學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)之一，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究光柵衍射現(xiàn)象可以更好地了解光的波動(dòng)性，同時(shí)學(xué)生可以通過(guò)光柵衍射實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)測(cè)量光的波長(zhǎng)和光柵常數(shù)的方法。傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)課堂因上課時(shí)間有限，教師不能重復(fù)講授教學(xué)內(nèi)容，使得學(xué)生可能對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟不夠了解，過(guò)后也不易復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)知識(shí)及操作。微課具有時(shí)間短、容量小、情景化等特點(diǎn)，只需一臺(tái)可聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)設(shè)備就能隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)[2]。若將微課運(yùn)用到物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，學(xué)生可利用微課視頻進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，也可以課后強(qiáng)化鞏固，還能反復(fù)觀看不理解的實(shí)驗(yàn)知識(shí)或者實(shí)驗(yàn)步驟。可見(jiàn)，微課能很好地滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，使他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中獲得了更多的主動(dòng)權(quán)[3]。此外，運(yùn)用微課來(lái)輔助物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)還能極大地增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性，有效地提高教學(xué)效率，達(dá)到課堂效果最大化的目標(biāo)。

1 前期分析

在進(jìn)行微課設(shè)計(jì)前教師應(yīng)先對(duì)微課視頻的學(xué)習(xí)者的知識(shí)技能水平以及學(xué)習(xí)需求進(jìn)行分析。其次，對(duì)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析。光柵衍射的微課視頻的學(xué)習(xí)者通常是理工科專業(yè)的大學(xué)生，他們已具有較好的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和邏輯思維能力，對(duì)光的干涉和衍射有一定的了解，但是對(duì)光柵衍射的原理以及一些陌生的實(shí)驗(yàn)儀器的使用還不清楚。因此，微課授課過(guò)程應(yīng)重點(diǎn)講授實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作部分，進(jìn)行微課制作時(shí)也要重視該部分的設(shè)計(jì)。本實(shí)驗(yàn)微課的教學(xué)目標(biāo)有：通過(guò)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，了解光柵的主要特征，理解光柵衍射的原理；能夠分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索，學(xué)習(xí)如何使用透射光柵測(cè)量光的波長(zhǎng)；通過(guò)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的艱辛與成功的喜悅，激發(fā)對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)的興趣。

2 微課設(shè)計(jì)

2.1 教學(xué)設(shè)計(jì)

微課具有“短小精悍”的特點(diǎn)，如何在10-15分鐘內(nèi)把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容講透徹，使得學(xué)習(xí)者在短時(shí)間內(nèi)能掌握所學(xué)內(nèi)容，就有必要精心設(shè)計(jì)整個(gè)微課的教學(xué)[2]。微課的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)始終遵循一個(gè)原則——“以學(xué)生為中心”，從學(xué)生的視角出發(fā)，使學(xué)生獲得良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，從而提高學(xué)習(xí)效果。

教學(xué)方法是教師為達(dá)成教學(xué)目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容所使用的教學(xué)手段。本微課用到的教學(xué)方法主要有講授法和直觀演示法。在講授時(shí)，要讓學(xué)生充分了解光柵衍射的實(shí)驗(yàn)原理，熟悉實(shí)驗(yàn)儀器的調(diào)節(jié)以及實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路。實(shí)驗(yàn)步驟環(huán)節(jié)，教師演示完整的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，并對(duì)要點(diǎn)和需要注意的細(xì)節(jié)重點(diǎn)說(shuō)明，使學(xué)生在直觀的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)刺激中獲得生動(dòng)具體的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。本微課的教學(xué)流程如圖1所示。

圖1 教學(xué)流程

2.2 課件設(shè)計(jì)

微課教學(xué)使得教師與學(xué)生有著時(shí)空上的分隔，幾乎所有的教學(xué)信息都靠課件和教師的語(yǔ)言來(lái)傳達(dá)。可見(jiàn)，課件對(duì)于微課的好壞是多么重要。一個(gè)好的課件必須主題鮮明、結(jié)構(gòu)完整、重點(diǎn)突出。制作PPT課件時(shí)只需展示核心內(nèi)容，零碎的、不重要的知識(shí)點(diǎn)可通過(guò)后期教師口述出來(lái)。此外，PPT的畫面布局要合理，視覺(jué)效果要美觀。否則，學(xué)生在觀看微課過(guò)程中產(chǎn)生視覺(jué)疲勞或覺(jué)得無(wú)趣從而注意力不能集中，就會(huì)導(dǎo)致最后的教學(xué)效果下降。

（1）PPT版面設(shè)計(jì)：把版面設(shè)計(jì)好了首先就能在外貌上吸引學(xué)生，然后在文字、圖片等元素的編排上給予學(xué)生舒適的視覺(jué)體驗(yàn)。從而，學(xué)生對(duì)微課視頻的注意就能更加持久。首頁(yè)的版面信息應(yīng)包含學(xué)校名稱、實(shí)驗(yàn)名稱等，排版采用圖形+動(dòng)畫+文字的形式，既簡(jiǎn)約大方，又具有設(shè)計(jì)感，如圖2所示。尾頁(yè)則在顏色、字體、布局方面與首頁(yè)的形式一樣。中間頁(yè)的設(shè)計(jì)使用統(tǒng)一的淺色背景，左上角放置本校的校徽和該頁(yè)的標(biāo)題，標(biāo)題下面則放置對(duì)應(yīng)的內(nèi)容，如圖3所示。

圖2 課件首頁(yè)

圖3 課件中間頁(yè)

（2）PPT文字設(shè)計(jì)：文字內(nèi)容應(yīng)盡量簡(jiǎn)潔，只需將重點(diǎn)內(nèi)容呈現(xiàn)在課件上即可。文字格式方面，正文文本應(yīng)選擇筆畫差不多一致的字體，比如微軟雅黑；文字的字號(hào)應(yīng)足夠大，最好不要小于24號(hào)字；字體顏色與背景顏色應(yīng)有明顯的對(duì)比且與PPT的主題顏色相協(xié)調(diào)。對(duì)于需要強(qiáng)調(diào)的文字內(nèi)容，可設(shè)置加粗或使用較亮眼的字體顏色。

（3）PPT圖片設(shè)計(jì)：有統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，對(duì)讀者而言，圖文并茂信息的閱讀接收效果比單純的文字信息要好六倍，可謂“一圖勝千言”。在微課的課件設(shè)計(jì)中適當(dāng)運(yùn)用圖片可以彌補(bǔ)文字信息在表達(dá)上的不足，能夠直觀、生動(dòng)地表達(dá)教學(xué)信息，幫助學(xué)習(xí)者理解教學(xué)內(nèi)容。

（4）PPT動(dòng)畫設(shè)計(jì)：當(dāng)幻燈片有多個(gè)層次時(shí)，可以通過(guò)設(shè)計(jì)動(dòng)畫配合教師的授課節(jié)奏讓內(nèi)容依次呈現(xiàn)，這為學(xué)生觀看微課視頻提供了很好的引導(dǎo)。動(dòng)畫的設(shè)計(jì)應(yīng)做到數(shù)量要合理、形式要簡(jiǎn)單，動(dòng)畫添加得太多，難免會(huì)讓觀眾覺(jué)得繁瑣。太復(fù)雜的動(dòng)畫雖然看起來(lái)炫酷，但是會(huì)讓觀看者產(chǎn)生視覺(jué)疲勞，這反而是畫蛇添足。

2.3 腳本設(shè)計(jì)

微課腳本就是把微課教學(xué)的流程用文字、圖像、表格等元素表達(dá)出來(lái)，為微課的錄制打基礎(chǔ)[2]。在錄制微課前，需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)、畫面布局、時(shí)長(zhǎng)安排來(lái)構(gòu)思微課的流程，再結(jié)合實(shí)際情況和微課視頻的拍攝需求逐步細(xì)化錄制過(guò)程，最終形成完整的腳本。一個(gè)好的微課腳本能減少錄制中出錯(cuò)的次數(shù)，從而使微課視頻制作的效率得到提高。本微課視頻的腳本從畫面內(nèi)容、解說(shuō)詞、錄制方法、時(shí)長(zhǎng)四個(gè)方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)，如圖4所示。

圖4 光柵衍射的微課腳本設(shè)計(jì)

畫面內(nèi)容設(shè)計(jì)：本微課視頻的畫面內(nèi)容由兩部分組成，即PPT課件和實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程。其中，實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程由教師進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示，所以在拍攝前需要對(duì)畫面內(nèi)容進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，每個(gè)操作步驟應(yīng)該如何呈現(xiàn)都要認(rèn)真的考量。

解說(shuō)詞設(shè)計(jì)：解說(shuō)詞是教師在微課講授中的“演講稿”，是配合畫面進(jìn)行的解說(shuō)。微課不像傳統(tǒng)課堂有四十分鐘的時(shí)間讓教師對(duì)知識(shí)點(diǎn)“緩緩道來(lái)”，要在短短幾分鐘內(nèi)講清楚知識(shí)點(diǎn)，解說(shuō)詞就應(yīng)該足夠簡(jiǎn)潔易懂。同時(shí)，還需注意不能加入教師的口頭禪和語(yǔ)氣詞等，應(yīng)快速并準(zhǔn)確地將知識(shí)點(diǎn)講解明白。

錄制方法設(shè)計(jì)：本微課的錄制方法有兩種：課件錄屏和攝像機(jī)拍攝。前者可使用錄屏軟件來(lái)完成錄制，后者就需要對(duì)拍攝的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)。在物理實(shí)驗(yàn)操作中，通常需要移動(dòng)、調(diào)節(jié)多個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器，為了讓學(xué)生觀看實(shí)驗(yàn)視頻更加清楚，同時(shí)給予學(xué)生不同角度的觀感體驗(yàn)，可采用多機(jī)位拍攝。

時(shí)長(zhǎng)設(shè)計(jì)：微課視頻的時(shí)長(zhǎng)通常在15分鐘以內(nèi)，因此編寫腳本時(shí)要對(duì)各部分的時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行合理的安排。比如實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)儀器這部分的教學(xué)時(shí)長(zhǎng)可以安排得短一些，而實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟、數(shù)據(jù)處理是教學(xué)的重點(diǎn)，講授所花的時(shí)間就應(yīng)多一些。

3 微課制作

微課最終以視頻的形式呈現(xiàn)，視頻的制作效果如何將直接影響微課的質(zhì)量。若將微課視頻的制作過(guò)程比作一道菜的烹飪過(guò)程，則視頻的錄制就是備菜，剪輯就是進(jìn)行食材的加工組合。這兩個(gè)步驟做好了，呈現(xiàn)在大家面前的就是一道“美味佳肴”。

3.1 錄制視頻

視頻的錄制分為兩部分，一部分是用攝像機(jī)錄像的方法拍攝實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，另一部分是用錄屏的方法對(duì)PPT課件進(jìn)行制。

拍攝實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程之前，需調(diào)節(jié)錄像設(shè)備到合適的位置，確保拍攝出來(lái)的視頻畫面協(xié)調(diào)。本微課視頻的錄像設(shè)備有三臺(tái)，分別負(fù)責(zé)全景、近景、特寫這三個(gè)機(jī)位的拍攝。全景機(jī)位可拍攝光學(xué)平臺(tái)全景，如圖5所示；近景機(jī)位拍攝教師調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)儀器的過(guò)程，如圖6所示；特寫機(jī)位可拍攝清楚實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如圖7所示。

圖5 全景機(jī)位

圖6 近景機(jī)位

圖7 特寫機(jī)位

除去教師演示實(shí)驗(yàn)部分，剩余的教學(xué)內(nèi)容都是通過(guò)錄屏的方式錄制。錄屏的方法有多種，可以采用PowerPoint中提供的屏幕錄制功能，也可以使用專門的錄屏軟件進(jìn)行錄制。在進(jìn)行PPT課件錄制的同時(shí)教師可做相應(yīng)的講解，提高了微課視頻中的音畫同步率。對(duì)于配音講解需注意：配音的環(huán)境要足夠安靜，沒(méi)有雜音；教師的吐字要清晰，語(yǔ)速要合理，停頓要得當(dāng)；錄音時(shí)嘴巴與麥克風(fēng)的距離不能太近，避免把爆破聲和雜音錄進(jìn)去，影響教學(xué)效果。

3.2 剪輯視頻

視頻錄制完成后，將視頻素材導(dǎo)入到剪輯軟件中，按照教學(xué)順序剪輯并優(yōu)化視頻，剪輯頁(yè)面如圖6所示。首先，將視頻素材里多余的、不必要的部分裁剪掉。再按照微課教學(xué)流程把視頻拼接起來(lái)，在合適的地方運(yùn)用轉(zhuǎn)場(chǎng)效果保證視頻的流暢性。其次，加入片頭、片尾和字幕。片頭應(yīng)展示課程類型、實(shí)驗(yàn)名稱和設(shè)計(jì)單位等信息；片尾則為致謝篇；為幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)操作步驟，可在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)添加字幕，用來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)儀器的介紹以及實(shí)驗(yàn)步驟的說(shuō)明，如圖7所示。此外，在片頭、片尾和實(shí)驗(yàn)操作部分可加入背景音樂(lè)，合適的背景音樂(lè)可以襯托乃至提升整個(gè)微課的品質(zhì)，同時(shí)還能營(yíng)造較輕快的學(xué)習(xí)氛圍。

圖6 剪輯頁(yè)面

圖7 添加字幕

整個(gè)視頻剪輯完成后，必須觀看多遍微課視頻，檢查是否有遺漏或多余的地方；聲音與畫面是否同步；視頻各部分的銜接是否自然。最后將微課視頻導(dǎo)出為mp4的格式。由于微課視頻最終將上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)供學(xué)生在線或下載觀看，因此導(dǎo)出的視頻容量越小越好，降低碼率就能達(dá)到使視頻容量減小的效果。

4 總結(jié)

本文主要從微課的教學(xué)、課件、腳本設(shè)計(jì)以及微課視頻的制作講述了光柵衍射微課的設(shè)計(jì)與制作過(guò)程。將微課引入高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以幫助學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)工作，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)熱情。