微課在物理實驗教學的作用

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摘要：文章首先從實驗的前認知、實驗的操作和觀察、實驗的后反饋三方面闡述了物理實驗教學的三大過程，然后闡述了微課在物理實驗教學中的應用，包括通過微課提供更豐富的前認知；通過微課對實驗更具象化的呈現；通過微課提供更準確、到位的后反饋。

關鍵詞：微課；物理實驗教學；前認知；后反饋

伴隨著“可汗學院”“翻轉課堂”等新型教學形式在國內宣傳普及，微課這種教學方式有著越來越多的支持者和研究者。根據華南師范大學胡小勇教授的定義，微課是以微視頻為主要載體，基于一個學科知能點（如知識點、技能點、情感點等）或結合某個具體的教學要素和環節（如目標、導入、內容、方式、過程、評價等），精心設計和開發的可視化微型（5~8分鐘）優質學習資源[1]。物理的學習離不開實驗，因此實驗教學是物理教學中的重點，微課有著“短、小、精、悍”的特點，本文將對微課在物理實驗教學中的應用進行研究，并以相關案例輔以說明。

一、物理實驗教學的三大過程

（一）實驗的前認知。物理實驗是物理學科驗證猜想、度量世界尺度、探知自然界客觀規律的手段，因此研究者、觀察者進行試驗的動機是對客觀世界及存在于其中的現象產生疑問，激發學生內在的學習動機，是提升教學效果的重要方法之一，因此在學生開展實驗操作或觀察前，教師利用不同媒體向學生展示與實驗相關的現象，可以讓學生在大腦里形成對某類現象的感知，引起學生的思考，激發學生的學習動機。（二）實驗的操作和觀察。物理實驗教學從實驗組織形式可劃分為演示實驗和學生分組實驗。演示實驗教學，教師盡可能把實驗儀器的使用、實驗的設計、實驗的步驟、實驗的現象向學生演示，學生同時對上述客體進行仔細的觀察，從而對實驗形成比較全面的了解；分組實驗則是更傾向于鍛煉學生實驗的操作，在進行實驗的過程中，學生必須了解實驗的原理、儀器的使用方法、實驗設計的邏輯、實驗的觀察對象、如何獲取數據及分析數據、得出相關結論。（三）實驗的后反饋。進行實驗的觀察或操作之后，學生需要把在實驗過程中獲得的認知輸入大腦進行加工、整理，變成更深入的理解。這個過程學生需要把曾經觀察過或操作過的內容重新從記憶中向外反饋提取，在大腦中對這些記憶像放電影那樣回溯、放大、停頓、拆解、整合、遷移等，這些大腦運動都要求學生對待加工的內容能有清晰的記憶作支撐。

二、微課在物理實驗教學中的應用

（一）通過微課提供更豐富的前認知。教師可以制作微課，介紹接下來要進行實驗相關的自然現象、生活現象及與其有關的背景知識。微課可以由PPT、圖片、文字、視頻、動畫不同的多媒體組成，能在適時的位置停頓、留白甚至是加入提問，引導學生對有針對性的問題進行思考。微課能通過教師旁白甚至是教師出鏡講解，解析現象中蘊含的物理知識，更能讓學生以物理思維對現象進行認知。微課的內容經過教師的挑選，不再局限于某一兩個經典現象，還可以選取更多樣化的素材制作微課。教師能結合具體實驗把制作好的微課通過網絡傳送給學生，讓學生能更好地通過多樣化的微課完成實驗的前認知[2]。例如，“光的直線傳播”一節教學中，教材安排了一個演示實驗———光在不同介質中傳播時的現象。為了表示“光線”，教師一般會使用激光筆，而日常生活當中人們是很少看得到“光線”的，因此教師可以在課前制作一個有關“光”“光線”的微課，幫助學生搭建認知的臺階。（二）通過微課對實驗更具象化的呈現。對于演示實驗而言，實驗現象是否讓學生清晰可見，幾乎決定了該次實驗成功與否。隨著多媒體、網絡技術的發展，利用實物投影、投屏技術增強實驗現象呈現的手段不斷被運用于課堂教學實踐。微課理念的推廣，為解決此難題提供了另一種解決方案。其實幾乎所有教師都在課堂上播放過實驗視頻，一般還會帶有旁白，這就是微課的雛形，或者說是最簡單的微課。教師要更好地解決問題，應該制作更高階的微課。微課的形式不僅是下載實驗視頻在課堂重播，微課的特點也不僅是在某些時刻拉近鏡頭放大現象，更應該是教師結合對學生了解、對教學內容2020年4月的理解，利用多媒體編輯軟件和攝錄工具重新整合、編輯、自制素材，制作更能服務于課堂教學的微課，有目的地、有效地呈現實驗演示的現象。如“水的沸騰實驗”，實驗過程需要利用溫度計測量水的溫度，由于“水的沸點”這個“詞匯”在學生就讀小學甚至更早的時候就已經進入學生的大腦，所以學生的觀察通常會把注意力放在溫度計的示數上，然而這個實驗最重要的應該是水的沸騰現象。這時教師可以對實驗過程進行攝錄，通過編輯———放大、慢動作等處理，配以旁白、字幕，制作成微課，在課堂上給學生觀看，能有效彌補學生自行觀察時的不足[3-4]。分組實驗操作能使學生有更多的收獲，會對學生的能力有更大的提升，但與此同時學生遇到的困難也會增多、難度也會增大。學生在動手進行實驗前，有兩個問題必須解決，一是為什么要進行這個實驗；二是為什么這個實驗要這樣進行。前者在前認知階段已經解決，而當學生面對一堆實驗器材時，必須優先解決第二個問題，才能讓學生實驗過后清楚知道自己剛剛經歷了什么學習過程。其次，針對這兩個問題，教師可以預先做一個微課，帶到課堂上面向全班學生播放，在實驗前讓學生比較清楚這個問題的答案，再開始實驗[5]。上述兩個問題解決的是比較共性的學生問題，而更重要的是學生當中存在著個性問題，影響學生進行實驗的過程。微課的特點是“短、小、精、悍”，一個微課可以集中快速地解決一個問題，教師對學生在實驗會遇到的問題有一定掌握的，就可以一個問題制作一個微課，并且結合解決問題方案的不同以不同形式的微課來展現。個性化的問題需要配搭個性化的組織形式，利用現代媒體技術，如移動平板電腦，每組（個）學生在實驗室各配一臺平板電腦，在實驗進行過程中，遇到問題時可以立即觀看平板電腦內預先儲存好的微課，迅速解決問題。如“測量定值電阻阻值的實驗”，有關電路連接、電源類型選擇、滑動變阻器的使用等問題，教師在實驗前講一遍，不可能所有學生都能把所有問題記住、理解，教師可預先制作好分解問題的微課，供學生實驗時隨時觀看，既能提供較為個性化的輔導，同時避免教師重復輔導，節約時間，能兼顧更多學生，引導學生主動思考、主動學習[6]。雖然不少文章提到微課與個性化的關系，但筆者認為微課是一種預設或滯后的手段，不能做到一對一實時交互，所以微課只能以群體為單位解決個性化問題，幾乎不可能做到完全的、真正的個性化，在很多有關微課應用的文章中都過分夸大了微課的個性化特點。（三）通過微課提供更準確、到位的后反饋。實驗過后，教師和學生有檢測學生（自身）收獲情況的需求，微課為滿足這種需求提供了新的可選擇手段。教師可以制作帶有問答練習的微課，還可以利用網絡，直接反饋答題情況給教師[7]。而且，教師可以讓學生自己制作微課，對微課的內容、形式等要求提前布置，學生制作完成后用網絡傳送給教師，教師通過查看學生的微課，便能掌握學生的學習情況。例如，“探究物質吸熱情況”的實驗，該實驗最終引出了一個學生比較難以理解的物理量“比熱容”，對此，教師可以要求學生做一個很簡單的PPT，然后通過錄制旁白的方式制作一個微課，主題是介紹“比熱容”，要求時長在2~3分鐘，教師可以通過學生的講解，判斷學生的理解是否準確到位，下一節課堂上能及時對學生的理解誤區作出釋疑，甚至學生能在微課中提出自己的疑問，通過觀看微課，教師能對學生的問題進行整理、歸納，這樣教師的解惑便更有針對性，從而極大地提高了課堂的有效性。

三、結語

物理學科作為自然科學學科，具有重觀察、重實驗、重體驗、重理性、重邏輯的特點，物理中的理性與邏輯又必須以觀察、實驗、體驗為基礎。以前的學生，雖然未來的出路選擇少，競爭激烈，但因為出路單一，占用學生時間的項目少，學生的時間利用率反而較現在更高。學生有更多的時間和機會親近自然、親近生活，自然有更多的觀察和體驗?，F今的學生，選擇多，需要應付的事情自然就多，時間都被緊緊地捆綁在不同的補習班、興趣班上，加之電子游戲產品泛濫，學生缺乏與自然世界的接觸。微課更緊貼時代的發展，能幫助學生發現、引起學生的思考、激發學生的興趣，因此物理學科教師應該更加重視對微課應用的研究。當然，教師也要提醒自己，不管技術如何先進，自身對教學內容的深入研究和透徹理解依然是教學的核心，不可片面地追求技術的革新，而忽略對教學內容的思考，這是本末倒置的[8]。

參考文獻：

[1]胡小勇.設計好微課[M].北京:機械工業出版社,2017.

[2]王聚鑫.“微課”教學模式對物理實驗教學效果的影響[J].高教學刊,2017(23):85-87.

[3]李志東.微課在初中物理實驗中的應用研究[J].現代中小學教育,2018(5):57-59.

[4]張玉雙.微課在初中物理演示實驗教學中的應用[J].甘肅教育,2019(12):90.

[5]婁燕.基于物理核心素養的微課實驗教學實踐與探索:以《測量金屬的電阻率》為例[J].教育與裝備研究,2019,35(5):27-31.

[6]周楓.基于微課導學的小組合作式初中物理實驗教學初探[J].中學理科園地,2017(6):14-15.

[7]朱紅淮.微課在初中物理實驗教學中的運用[J].中國教育技術裝備,2018(7):132-133.

[8]李少華.運用微課化解初中物理實驗教學困境[J].湖南中學物理,2018(8):53-54.

作者:黃勇恒 單位:廣州市第二中學