“實驗演示型微課”的設(shè)計與應(yīng)用

馮智慧 廖蔓琪

(華南師范大學 教育信息技術(shù)學院，廣東 廣州 510631)

“實驗演示型微課”的設(shè)計與應(yīng)用

馮智慧 廖蔓琪

(華南師范大學 教育信息技術(shù)學院，廣東 廣州 510631)

【編者按】一直以來，實驗視頻都是實驗教學中常用的寶貴教學資源。隨著微課時代的來臨，這種微視頻學習資源可以與實驗教學進一步結(jié)合，設(shè)計出高質(zhì)量的“實驗演示型微課”，有助于提高課堂實驗效率，加深學生對實驗的理解。好的“實驗演示型微課”，能夠再現(xiàn)實驗關(guān)鍵環(huán)節(jié)、模擬一對一實驗指導、促進學生獨立操作。面對如此廣闊的教學應(yīng)用前景，通過這篇文章，讓我們一起來看看“實驗演示型微課”的設(shè)計與應(yīng)用技巧。

中小學實驗教學中普遍存在課堂時間有限，實驗資源不足，實驗教學容易流于形式，甚至只關(guān)注結(jié)果而忽視實驗過程和細節(jié)等問題。在這個背景下，微課以其短小精悍、聚焦知識點、可重復播放的特點嘗試改善該教學困境。文章具體闡述了“實驗演示型微課”的三方面認識、四大特點、五個設(shè)計步驟，并結(jié)合優(yōu)秀的微課案例分析了它的設(shè)計與應(yīng)用技巧。

微課；演示實驗；特點；設(shè)計；應(yīng)用

一、“實驗演示型微課”的三方面認識

眾所周知，在物理、化學、生物等學科中，實驗是一種常見、基本、有效的教學方法。在中學課程改革以及新學科課程標準中，也明確列出對學生學科實驗能力的要求。[1]通常，我們理解的實驗教學主要是，教師重現(xiàn)某個實驗過程，使學生觀察實驗現(xiàn)象，從而總結(jié)實驗性質(zhì)和掌握實驗規(guī)律的互動過程。而微課，是一種“麻雀雖小，五臟俱全”的學習資源利器。微課與演示實驗的有機結(jié)合，不僅豐富微課已有的教學內(nèi)容，還在新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)條件下，聚焦演示實驗的內(nèi)容、創(chuàng)新實驗的演示手段。所以說，我們對“實驗演示型微課”有如下三個認識。

第一，它是以微視頻為主要載體的可視化微型（5—8分鐘）優(yōu)質(zhì)學習資源；[2]

第二，它是基于實驗教學需求（引導、探究、操作、鞏固等），由教師（或?qū)W生）根據(jù)科學原理，控制實驗對象，使實驗發(fā)生或再現(xiàn)；

第三，它是用來幫助學生認識和理解自然現(xiàn)象、自然性質(zhì)和自然規(guī)律。

二、“實驗演示型微課”的四大特點

剛才提到，“實驗演示型微課”的教學目的是幫助學生認識和理解自然現(xiàn)象、性質(zhì)、規(guī)律。所以，一個好的“實驗演示型微課”應(yīng)該突出四個指標：直觀呈現(xiàn)過程，滿足探究需求，以實驗原理為基礎(chǔ)，語言表達規(guī)范。

（一）好的“實驗演示型微課”直觀呈現(xiàn)過程

都說“耳聽為虛，眼見為實”，相比于課本的文字描述、老師的語言表達，“實驗演示型微課”的最大特點就是直觀，它直接展示老師、學生的實驗操作過程。實驗演示重在展示實驗的過程與規(guī)范操作，需要讓學生看得懂，并且能模仿操作。同時，它的呈現(xiàn)方式是逐步展示的，常用字幕或語音來提示關(guān)鍵步驟和總結(jié)性內(nèi)容，確保實驗教學的有效性。

整體而言，“實驗演示型微課”是“做得多，講得少”。學生通過觀看“實驗演示型微課”，能得到直觀、清晰的操作過程、技巧、現(xiàn)象和結(jié)果。滿足直觀性的實驗演示型微課才是合格的“實驗演示型微課”。演示的直觀性更是學生思考、模仿、創(chuàng)新的基礎(chǔ)。

（二）好的“實驗演示型微課”滿足學生探究需求

正所謂“授之以魚，不如授之以漁”，實驗的樂趣在于自己動手探究實驗的過程。學生自己探究得出的結(jié)果遠比靠死記硬背、老師直接告知這些物質(zhì)的性質(zhì)、實驗的現(xiàn)象印象來得深刻。“實驗演示型微課”區(qū)別于其他微課的特點之一就是滿足實驗探究需求。實驗教學的最終目的是在實驗過程中培養(yǎng)學生探究能力，教給學生科學思維和科學方法。所以，“實驗演示型微課”從內(nèi)容設(shè)計上，會注重實驗方法、過程等的探究，讓學生在思考探索過程中得到思維的鍛煉。

（三）好的“實驗演示型微課”以實驗原理為基礎(chǔ)

在物、化、生學科實驗中，實驗原理是學科實驗的基礎(chǔ)和支撐，[3]對整個實驗演示起指導性作用。我們制作一個好的“實驗演示型微課”作為學習資源，不可能像“盲頭蒼蠅，到處亂撞”一般，隨心所欲操作實驗并把過程錄制下來就算了。所以，“實驗演示型微課”大多原理性較強，借助學科的原理為指導，按照一定的方法或步驟展開。這些步驟通常都有內(nèi)部的原理和邏輯。演示前必須進行精心的設(shè)計，避免拖泥帶水，隨意穿插。如果一個實驗演示型微課沒有實驗原理或者科學依據(jù)支撐，就如同缺少主心骨，淪為一般的操作型教學視頻而已。

（四）好的“實驗演示型微課”嚴謹與幽默相互平衡

“實驗演示型微課”都有規(guī)范的語言表述。因為每個學科的實驗過程有其對應(yīng)的實驗現(xiàn)象描述語言和規(guī)范的操作動作。因此，在學科演示的過程中，措辭表達、操作步驟等都必須規(guī)范。這種特點也有利于在演示教學過程中，培養(yǎng)學生自主學習能力，提高演示操作素養(yǎng)。一板一眼的“實驗演示型微課”雖然規(guī)范，但會缺少一點趣味性。都說“幽默和風趣是智慧的閃現(xiàn)”，在整體設(shè)計的過程中教師思考如何添加有趣的元素，讓微課的規(guī)范嚴謹與幽默生動兼具，何樂而不為呢？[4]

三、“實驗演示型微課”的五個設(shè)計步驟

通常，一個完整的微課制作過程有選題設(shè)計、撰寫教案、準備教學素材和習題、制作課件、教學實施與錄制、視頻后期編輯、教學反思七個步驟。基于教學內(nèi)容的特點，結(jié)合實驗演示與技能操作的共性特點，“實驗演示型微課”的設(shè)計流程主要有以下關(guān)鍵的五個步驟。

圖1 “實驗演示型微課”設(shè)計流程

教師在實際設(shè)計微課的時候，可以根據(jù)教學的實際需求，對設(shè)計流程進行適當?shù)恼{(diào)整。

（一）明確主題，導入實驗

微課導入的方法多種多樣，如問題導入、舊知識導入等。但“條條大路通羅馬”，不同的導入方法有各自的特點。需要注意的是，不管用哪種導入方法，都應(yīng)該簡單明了，導入時間不要過長，一般不超過整個微課時長的15%。由于“實驗演示型微課”重在“實驗演示”，導入則較多采用開門見山的方式，主要是介紹實驗的背景，并以操作者口頭表述為主。例如，小學科學微課《傳熱比賽——不同材料的導熱性能》，老師一開始就提出：“通過前面的學習，我們已經(jīng)知道熱是從較熱的一端，傳到較冷的一端?！边@樣就成功導入了微課內(nèi)容，進而演示如何探討不同材料的導熱性。

（二）快速明晰實驗原理

微課是給學生自主觀看的學習材料。如果學生連實驗術(shù)語、實驗的基礎(chǔ)原理都不清楚，觀看微課時肯定是一頭霧水，整個微課學習也會大打折扣。所以，教師應(yīng)根據(jù)學生的學習基礎(chǔ)，將必要的實驗原理做快速的回顧。教師在實驗演示過程前應(yīng)點明實驗演示的原理、相關(guān)術(shù)語等。如果涉及復雜的內(nèi)容，無法快速回顧，教師可以提出指引，如“本節(jié)實驗演示型的微課涉及哪幾個已學的原理，不熟悉的同學可以從學習材料中進行詳細回顧”。簡單而言，“實驗演示型微課”越是復雜，原理知識回顧就越重要。

（三）明確實驗要求

實驗要求通常包括實驗環(huán)境、實驗儀器名稱及物體、實驗材料、注意事項等。教師應(yīng)該在實驗操作前說明實驗要求。無論哪個學科，都有明確要求列出實驗前的準備及注意事項等。就像常見的過濾實驗，教師在實驗之前就一一列出本次實驗需要用到的實驗儀器，并且這位教師很花心思，在枯燥的實驗要求說明部分，做了趣味的設(shè)計：一邊提及要使用的實驗儀器，一邊出現(xiàn)對應(yīng)的圖片，針對關(guān)鍵的實驗儀器，運用俏皮的語言和動畫效果進行突出。

圖2 微課《過濾實驗》利用圖片羅列實驗儀器

（四）展示實驗過程

展示實驗過程是整個微課的重中之重的環(huán)節(jié)，通常包含展示實驗過程、操作步驟及實驗現(xiàn)象。這個環(huán)節(jié)的設(shè)計技巧非常多：明確目的，學生為主，化繁為簡，突出關(guān)鍵，虛實結(jié)合，縮放適宜等。作為整個微課的重點，展示實驗的過程占整個微課的六七成的時間。這部分的設(shè)計思路一般是錄制操作者實驗演示過程，然后根據(jù)呈現(xiàn)需求，后期進行編輯，突出重點。同時，要注意錄制時“場上無學生，心中有學生”[5]，適當?shù)幕邮遣豢扇鄙俚摹?/p>

（五）進行演示小結(jié)

微課的結(jié)尾應(yīng)是對整個演示過程的提煉，如實驗原理、實驗現(xiàn)象、技能操作步驟、實驗或操作注意事項等進行小結(jié)，切忌虎頭蛇尾。如果是以問題導入，則明確給出導入問題的答案，做到首尾呼應(yīng)。當然，教師也可在演示小結(jié)完畢后，對微課內(nèi)容進行拓展，例如改良實驗的方法、對實驗原理的追問、實驗結(jié)果的應(yīng)用等。

四、“實驗演示型微課”案例賞析

《校園托里拆利實驗》是深圳市南山區(qū)桃源中學江煥華老師制作的微課，內(nèi)容是校園驗證初中物理托里拆利實驗。本節(jié)微課的教學目標是通過校園托里拆利實驗驗證空氣大氣存在壓強；通過實際數(shù)據(jù)測量驗證大氣壓強P大氣壓=1.013×105Pa。江老師通過組織同學參與校園托里拆利實驗，培養(yǎng)學生設(shè)計實驗的能力以及辯證學習思維。實驗流程如表1所示，案例請見：http://blog.sina.com.cn/s/ blog_1459fdfec0102x798.html。

“實驗演示型微課”案例二維碼

表1 “實驗演示型微課”案例對應(yīng)流程

五、“實驗演示型微課”的六個設(shè)計貼士

“實驗演示型微課”是一個展示實驗過程的微課。如何成功、有效地展示實驗過程，就顯得尤為重要。在這里，我們提供六個設(shè)計貼士，供大家參考。

（一）明確目的，針對性更佳

實驗演示的目的可以分為導入新課的演示實驗，形成概念、探索規(guī)律的演示實驗，鞏固深化知識的演示實驗。不同的目的有不同的教學需求。

第一，對于導入新課的演示實驗：應(yīng)該讓學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題并進行科學猜想與假設(shè)。特點是生動、有趣、新奇，創(chuàng)設(shè)令學生“捉摸不透”的實驗內(nèi)容，激發(fā)學生的興趣與求學熱情。

第二，對于形成概念、探索規(guī)律的演示實驗：應(yīng)該讓學生經(jīng)歷設(shè)計實驗、實施實驗方案、得到結(jié)論的整個探討過程（操作錯誤、實驗失敗的考察、反思，有利于學生創(chuàng)新遷移），使學生在演示實驗中積極發(fā)現(xiàn)、思考、探討，提高科學素養(yǎng)。

第三，對于鞏固深化知識的演示實驗：需在教師的引導下，學生對已學的實驗原理進行驗證、遷移、改良、創(chuàng)造等，特點是突出實驗的關(guān)鍵點、共同點，比較不同實驗的異同、優(yōu)缺點。

（二）學生為主，代入感更強

以往的實驗操作視頻，都是以實驗員、教師為主體進行實驗操作。學生觀看此類視頻時認為這些視頻都是老師做的“完美實驗”，難免距離感較強，學習積極性較低?！皩嶒炑菔拘臀⒄n”的教學內(nèi)容多以需要學生掌握實驗操作的實驗為主，新課標也明確要求突出學生的主體地位。所以，設(shè)計這類微課時應(yīng)該注重學生參與，以學生為主，教師為輔。教師可以讓學生當“編劇”，參與到實驗演示型微課的設(shè)計當中；讓學生當“演員”，進行實驗操作、演示、錄制。這樣學生的積極性自然會被充分調(diào)動。學生不僅能從做中學、教中學，還能在觀看微課時看見同學的精彩作品。學生學起來自然興趣盎然，對微課興趣大增。

（三）化繁為簡，過程更清晰

通常，如何清晰地表達實驗過程是設(shè)計“實驗演示型微課”的一個大難題，在這里我們談?wù)剮讉€解決辦法。

第一，按點羅列操作步驟。“實驗演示型微課”運用分點闡述不僅讓教學者思路清晰，還能幫助學習者把握實驗的節(jié)奏。

第二，使用小步子原則。演示實驗的步驟要小步子呈現(xiàn)，逐步推進。節(jié)奏不能太快，每個步驟更不能包含過多的操作內(nèi)容，超過學習者的接受負荷就等于沒有分點。

第三，把握有限時間。微課的總時長為5—8分鐘。在實驗演示過程中，每次實驗演示的時間不宜過長，復雜的實驗不宜超過5分鐘。為此，在設(shè)計過程中，需要將實驗內(nèi)容的關(guān)鍵和本質(zhì)進行提煉，控制演示的時間。如果具體實驗過程不能在短時間內(nèi)完成，可以通過簡化裝置或后期視頻處理的方法，突出實驗演示的重點。在不違反科學性的前提上，進行后期編輯。

（四）突出關(guān)鍵，重點更明顯

“實驗演示型微課”的重點是實驗過程的展示。如何讓學生在冗長、難記的實驗過程中快速記住關(guān)鍵內(nèi)容，對核心內(nèi)容留下深刻記憶呢？已有的成功經(jīng)驗告訴我們可以這樣解決。

第一，恰當標注或加字幕。針對關(guān)鍵步驟可以使用標注的方式，加以提示，突出關(guān)鍵。靈活使用標注，注意不同顏色、不同大小的字體來表現(xiàn)不同內(nèi)容，讓學生始終被一些關(guān)鍵信息吸引。如在《校園托里拆利實驗》中，教師就對推導出來的1標準大氣壓值進行了不同顏色、放大字體的方法標注，突出重點。當然，對于陌生的詞語或者容易出錯的地方，也應(yīng)該設(shè)置提示標注，引起學生的注意，以免誤解。同時，字幕的顯示不能過快，留給學生閱讀和記錄的時間。在理科學科中，有些實驗器材的操作很細微，不容易察覺，更應(yīng)配合字幕以引起學習者的注意，起到強調(diào)的作用。

圖9 微課《校園托里拆利實驗》標注的使用

第二，正誤對比。想要突出重點和難點，還能用正確案例與錯誤案例對比，讓學生快速了解常見的不規(guī)范操作，從而避免犯同樣的錯誤。如《過濾實驗》中，過濾前漏斗的安裝有一個常錯點，沒有將漏斗試管的末端緊靠在燒杯的內(nèi)壁。教師處理的方法是，實驗儀器安裝到這一步的時候，提問應(yīng)該是怎樣才正確呢，展示正確與錯誤的圖例，突出操作重點。

圖10 微課《過濾實驗》正誤對比的使用

（五）虛實結(jié)合，認識更全面

這里，虛指實驗圖示，實指的是實際實驗畫面。在基礎(chǔ)教育中，實驗教學的考查基本有兩種方法:一是實際操作的考查；二是測試中實驗題的考查。確實，“實驗演示型微課”能讓學生很好觀察實際的實驗操作，若能對實驗的圖示表達有所認識，建立學生對實驗過程的抽象認識，豈不是錦上添花？另外，實驗圖更能清晰表達實驗操作的關(guān)鍵特征。在《過濾實驗》中，教師恰當?shù)厥褂昧颂搶嵔Y(jié)合的呈現(xiàn)方式，展現(xiàn)過濾的過程。

圖11 微課《過濾實驗》虛實結(jié)合的呈現(xiàn)方式

（六）縮放適宜，現(xiàn)象更清楚

“實驗演示型微課”有大量實驗現(xiàn)象、實驗操作的展示鏡頭。微課對于實驗過程中的關(guān)鍵步驟、關(guān)鍵現(xiàn)象變化應(yīng)給予特寫。其實，從視頻的展現(xiàn)角度來看，除了鏡頭的放大、縮小，還有播放實驗畫面的快進與慢放。針對個別重復的實驗操作、實驗反應(yīng)過程較慢的畫面，教師可以通過后期編輯對該內(nèi)容進行快進，從而保持微課的節(jié)奏。相反，對個別實驗現(xiàn)象很短、很快，甚至肉眼無法快速捕捉的教學內(nèi)容，也可通過高速攝像錄制實驗現(xiàn)象，再進行后期的視頻處理，重新呈現(xiàn)給學生觀看。當然，這個要求的錄制技術(shù)會比較高。

六、“實驗演示型微課”的應(yīng)用技巧

“實驗演示型微課”的應(yīng)用場景有三種：教師在課中應(yīng)用微課代替課堂實驗；學生在實驗室應(yīng)用微課進行模仿實驗練習；學生在課后應(yīng)進行預習或復習。在這三種場景之中，有如下的注意事項。

（一）教師應(yīng)用微課代替課堂的實驗，應(yīng)注意與課堂教學相銜接

教師在課中應(yīng)用微課代替課堂實驗，這是最常見的一種“實驗演示型微課”應(yīng)用方式。在這種場景之下，教師容易犯的錯誤是誤以為學生看微課就能懂，而忽略微課與實際課堂的過渡、銜接，從而沒有有效地使用課堂教學的時間。如何做到將“實驗演示型微課”與課堂“合體”？關(guān)鍵是在觀看微課前做好引導，讓學生帶著問題、帶著任務(wù)去觀看，觀看微課后及時反饋，及時互動。確?！皩嶒炑菔拘臀⒄n”與學科課堂教學有機融合，而不是簡單拼湊，甚至孤立地各自存在，這是應(yīng)用此類微課的重要技巧之一。

（二）學生應(yīng)用微課進行模仿實驗練習，應(yīng)鼓勵學生反復看微課

學生在實驗室應(yīng)用微課進行模仿實驗練習時，基本就實現(xiàn)“一對一”實驗教學。微課就會成為學生“最給力的老師”。因為這位“老師”能不厭其煩地多次反復操作實驗內(nèi)容，講解學生聽不懂、看不懂的地方。對于一個班的學生來說，有的學生能看一遍就操作出來，有的要看兩三遍，有的要看很多遍才能勉強完成。教師給以學生鼓勵，鼓勵他們總結(jié)失敗的原因，讓學生發(fā)揮主體性。[6]

（三）學生應(yīng)用微課進行預習或復習，應(yīng)提供相關(guān)的學習材料

學生在課后觀看“實驗演示型微課”其實是比較少數(shù)的，多數(shù)是用于預習或者復習。面對這類應(yīng)用場景，教師主要是提供相關(guān)的學習材料供學生觀看時、觀看后繼續(xù)學習。學習材料可以是實驗原理講義、其他教學視頻、經(jīng)典例題等。

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準[S].北京：人民教育出版社,2003.4.

[2]馮智慧，鄭曉丹.微課新界定：從技術(shù)開發(fā)邁向有效設(shè)計——訪華南師范大學胡小勇教授和佛山教育局胡鐵生老師[J].數(shù)字教育，2015，(04)：56-60.

[3]江煥華.“實驗探究型”微課的設(shè)計與制作——以初中物理“校園托里拆利實驗”微課為例[J]. 教育信息技術(shù),2013,（06）:34-36.

[4] 吳鐵飛.淺析物理實驗微課的設(shè)計與制作[J].科技視界,2013， (31)：175,273.

[5] 宋金璠,郭新峰,王生釗,羅鵬輝. 微課在大學物理實驗教學中的應(yīng)用[J]. 物理實驗,2015，(02)：12-17.

[6] 陳珍,馮海,王衛(wèi)東,侯建軍,陳亮,張潤峰,陳雄文. 微課在生物化學實驗教學中的應(yīng)用[J]. 湖北師范學院學報(自然科學版),2015，(01)：115-118.

（責任編輯 杜丹丹）

The Design and Application of "Experimental Demonstration Micro-lecture"

FENG Zhihui,LIAO Manqi
(School of Information Technology in Education,South China Normal University,Guangzhou,Guangdong,China 510631)

In the experimental teaching of primary and secondary schools,there are some problems:1.limited time in the classroom;2.insufficient experimental resources;3.the experimental teaching is easy to be a mere formality,and even only concerns with the results and ignores the experimental process and details.Under this background,we try to use micro-lectures to improve the teaching difficulties,as micro-lectures possess the following characteristics: short and pithy,focusing on knowledge points and able to playback repeatedly.This paper expounds three understandings,four characteristics and five design steps of "experimental demonstration micro-lecture",and combines excellent micro-lecture cases to analyze its design and application skills.

micro-lecture;demonstration experiment;characteristic;design;application

G434

A

2096-0069（2015）05-0064-07

2015-08-28

本文為2014年度教育部高?？萍紤?zhàn)略研究項目“信息化教學有效模式和方法研究”(項目編號2014XX06)階段性研究成果。

馮智慧（1991— ），女，廣東廣州人，華南師范大學教育信息技術(shù)學院碩士研究生，研究方向為信息化教學；廖蔓琪（1991— ），女，廣東河源人，華南師范大學教育信息技術(shù)學院碩士研究生，研究方向為教育電視。