基于信息技術(shù)的高中物理微課教學(xué)探究

李春光

摘要：在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，微課以直觀性、具象化等優(yōu)點(diǎn)贏得了廣大師生的歡迎。以“固體”一課為例，提出基于信息技術(shù)的高中物理微課教學(xué)具有突破教學(xué)重難點(diǎn)、打破學(xué)生思維限制、激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、拓展學(xué)生視野的重要作用，提出了高中物理微課教學(xué)的具體策略。

關(guān)鍵詞：高中物理；信息技術(shù)；微課教學(xué)；“固體”

微課是微型課堂的簡(jiǎn)稱，它以短的教學(xué)視頻為主體，一般時(shí)長(zhǎng)為5到10分鐘，是教師為了突破本節(jié)課的重點(diǎn)、難點(diǎn)等設(shè)計(jì)開發(fā)的一種情景化視頻，主要關(guān)注一個(gè)現(xiàn)象、小故事、小策略，這就要求制作的微課要主題突出，內(nèi)容直接指向具體問(wèn)題，視頻講解層層深入，語(yǔ)言要簡(jiǎn)潔明了，做到啟迪思維、發(fā)人深思。與傳統(tǒng)單一資源類型的教學(xué)課例、教學(xué)課件、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)反思等教學(xué)資源不同，微課是在其基礎(chǔ)上繼承和發(fā)展起來(lái)的一種新型教學(xué)資源，可廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)、手機(jī)學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)方式，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足[1]。

一、高中物理微課教學(xué)的重要性

（一）借助信息技術(shù)突破教學(xué)重難點(diǎn)

高中物理在學(xué)生的物理學(xué)習(xí)生涯中具有“總攬其綱”和“由表及里”的提升作用，同時(shí)也對(duì)學(xué)生的邏輯思維和學(xué)習(xí)能力的質(zhì)性優(yōu)化有著十分重要的意義[2]。對(duì)于物理教學(xué)來(lái)說(shuō)，學(xué)生會(huì)感覺(jué)物理知識(shí)特別難掌握，教師也同樣會(huì)覺(jué)得知識(shí)難教。如遇到呈現(xiàn)物體立體結(jié)構(gòu)時(shí)，教材上展示的圖片較為抽象，學(xué)生難以全方位進(jìn)行觀察，對(duì)學(xué)生的抽象思維提出了很高的要求。

教學(xué)“固體”一課時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生從微觀層面解釋晶體和非晶體在宏觀物理性質(zhì)上的不同，這些都與晶體的微觀結(jié)構(gòu)、各原子之間的空間排列方式有關(guān)，是本節(jié)課的難點(diǎn)。通過(guò)Material/Studio材料仿真模擬軟件可建立晶體結(jié)構(gòu)模型，從任意角度動(dòng)態(tài)直觀旋轉(zhuǎn)圖像，使晶體結(jié)構(gòu)可視化。通過(guò)信息技術(shù)的運(yùn)用，不但可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以增強(qiáng)學(xué)生的抽象思維能力。以下為教師利用Material/ Studio材料仿真模擬軟件建立的NaCl晶體微觀結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1）。

（二）借助實(shí)驗(yàn)類微視頻打破學(xué)生思維限制

實(shí)驗(yàn)教學(xué)始終是高中物理教學(xué)的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的陳舊或者破損、學(xué)生不會(huì)動(dòng)手操作，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的情況十分常見(jiàn)。有時(shí)因?yàn)檎n時(shí)緊張，教師還會(huì)省略實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，直接進(jìn)行講解，限制了學(xué)生的實(shí)際操作能力和創(chuàng)新思維能力。因此，讓學(xué)生清楚實(shí)驗(yàn)原理、深刻理解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、主動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)顯得尤為重要。

教師運(yùn)用信息技術(shù)將實(shí)驗(yàn)課制作成微視頻，一方面可以加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作步驟的印象，另一方面可以利用仿真物理實(shí)驗(yàn)室相關(guān)交互軟件增強(qiáng)交互性，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)利用家用電腦進(jìn)行實(shí)際操作。比如，仿真物理實(shí)驗(yàn)室可以連接電路，可以練習(xí)游標(biāo)卡尺的使用和讀數(shù)；學(xué)生還可以先運(yùn)用軟件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，最終到實(shí)驗(yàn)室親自動(dòng)手操作，起到事半功倍的作用；還可以在復(fù)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)時(shí)將各實(shí)驗(yàn)制作成視頻給學(xué)生觀看。下圖為學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室仿真軟件連接的限流電路圖片（見(jiàn)圖2）。

（三）應(yīng)用微視頻激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

課前預(yù)習(xí)是對(duì)課上學(xué)習(xí)的輔助，能起到復(fù)習(xí)已學(xué)知識(shí)概念、定理、定義的作用。物理知識(shí)具有十分豐富的內(nèi)在邏輯性，只有把舊的知識(shí)想清楚、理解好，才能更好地學(xué)習(xí)新的知識(shí)。教師可以在課前將課程微視頻發(fā)送給學(xué)生，學(xué)生配合預(yù)習(xí)學(xué)案一同學(xué)習(xí)，并將難以理解的知識(shí)點(diǎn)做好標(biāo)記。課后作業(yè)是對(duì)課上學(xué)習(xí)的鞏固，教師可在課后結(jié)合所學(xué)內(nèi)容上傳知識(shí)點(diǎn)總結(jié)文檔，并結(jié)合超星學(xué)習(xí)通等交互軟件，指導(dǎo)學(xué)生線上完成作業(yè)，教師也可線上完成批改，既可以看到學(xué)生的完成情況，又可看到學(xué)生的完成時(shí)間。教師可以根據(jù)學(xué)生的作業(yè)完成情況了解學(xué)生的易錯(cuò)點(diǎn)或者學(xué)生掌握不好的知識(shí)點(diǎn)，從而有針對(duì)性地進(jìn)行講解。

（四）借助以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的微視頻制作拓展學(xué)生視野

微視頻制作需要用到很多軟件，如EV錄屏、蘇打錄屏、騰訊會(huì)議、蘆筍錄屏等。教師可以向?qū)W生介紹微視頻制作的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)某一知識(shí)點(diǎn)合作完成微視頻錄制，以小組交流討論的形式學(xué)習(xí)軟件安裝和操作。視頻合成和處理需要剪映、蘆筍視頻合成等軟件，通過(guò)小組合作增進(jìn)友誼，提高動(dòng)手操作能力和動(dòng)腦思考能力。除此之外，還需要很多其他軟件的輔助，如ANSYS模擬軟件可以研究材料的受力等，這些都可以在日常教學(xué)中滲透給學(xué)生，使每一位學(xué)生深度、持續(xù)學(xué)習(xí)，不斷增強(qiáng)探究精神。

二、高中物理微課教學(xué)的策略

（一）學(xué)情及內(nèi)容分析

學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)三態(tài)變化，對(duì)固體的分類，即可分成晶體和非晶體較熟悉，學(xué)習(xí)起來(lái)比較容易。有些知識(shí)學(xué)生雖然接觸過(guò)，但是并沒(méi)有上升到理論高度，學(xué)生會(huì)感到有些吃力，特別是從微觀層面解釋晶體宏觀性質(zhì)的內(nèi)容較為抽象，不易理解。用Material/Studio材料仿真模擬軟件可以化抽象為直觀，減輕學(xué)生的心理負(fù)擔(dān)。

對(duì)于“固體”一課來(lái)說(shuō)，微課中需要著重講解的內(nèi)容主要有：（1）晶體的結(jié)構(gòu)可視化，化抽象為直觀；（2）讓學(xué)生從微觀層面理解晶體有規(guī)則的幾何形狀的原因；（3）從微觀結(jié)構(gòu)層面理解晶體有固定熔點(diǎn)；（4）從微觀結(jié)構(gòu)層面理解晶體具有各向異性。

（二）微課設(shè)計(jì)與制作

1.微課的教學(xué)設(shè)計(jì)（見(jiàn)表1）。

2.微課的制作。

（1）制作課件

教師根據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì)，運(yùn)用PowerPoint制作“固體”一課的課件。一是創(chuàng)設(shè)情境，引入新知。將廚房中的固體進(jìn)行分類，引出晶體和非晶體概念。二是回憶舊知，總結(jié)規(guī)律。初中學(xué)過(guò)的晶體和非晶體在物理性質(zhì)上不同，晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn)。三是自主探究，發(fā)現(xiàn)特征。制作視頻，分別是光通過(guò)玻璃和方解石時(shí)的折射情況，由光通過(guò)玻璃產(chǎn)生一條光路，而通過(guò)方解石產(chǎn)生兩條光路，得出晶體具有各向異性，而非晶體沒(méi)有。四是實(shí)現(xiàn)宏觀和微觀的統(tǒng)一。從微觀層面解釋上述宏觀性質(zhì)的不同，是本次微課的重點(diǎn)。微課不僅僅是呈現(xiàn)知識(shí)的視頻，還是促進(jìn)學(xué)生自主探究的工具。教師可以下發(fā)Material/ Studio的安裝教程和運(yùn)用其制作晶體微觀結(jié)構(gòu)的操作手冊(cè)，作為學(xué)生的課后作業(yè)。使用這種方式既貼近學(xué)生，又增加教師與學(xué)生的互動(dòng)和探討。

（2）微課錄制

微課視頻錄制采用“PPT錄制+真人出鏡錄制+視頻合成”的制作方法。錄制真人出鏡視頻時(shí)應(yīng)尋找較安靜的環(huán)境，以免視頻有雜音。在拍攝過(guò)程中要用三腳架固定手機(jī)，避免手機(jī)晃動(dòng)引起畫面模糊。還要提前制作好提示稿，在電腦上播放提示詞，用手機(jī)以白墻或綠布為背景將真人出鏡的視頻錄制好。最后，用剪映將PPT錄制的視頻和真人出鏡視頻進(jìn)行合成、處理，將視頻長(zhǎng)度控制在10分鐘左右。

（三）鞏固練習(xí)，深化認(rèn)知

1.為什么晶體（單晶體）具有規(guī)則的幾何形狀，而非晶體沒(méi)有？

2.為什么晶體（單晶體）具有固定熔化溫度，而非晶體沒(méi)有？

3.為什么晶體（單晶體）具有各向異性，而非晶體具有各向同性？

運(yùn)用Material/Studio/材料仿真模擬軟件將晶體結(jié)構(gòu)可視化，易于學(xué)生從微觀層面理解晶體宏觀上呈現(xiàn)的特性。以信息技術(shù)為依托制作微課程，將技術(shù)進(jìn)步根植到教學(xué)實(shí)踐中，根植到學(xué)生的思想中，提高教師自身的業(yè)務(wù)能力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 缐麗娟.微課在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].基礎(chǔ)教育論壇，2023（17）.

[2] 鞠福桃.批判性思維下的高中物理課堂教學(xué)研究：以“固體”教學(xué)為例[J].高考，2022（14）.

見(jiàn)習(xí)編輯/張婷婷