普通物理實(shí)驗(yàn)微課程開發(fā)
——以“鋼絲楊氏模量的測(cè)量”為例

林佩珠

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普通物理實(shí)驗(yàn)微課程開發(fā)
——以“鋼絲楊氏模量的測(cè)量”為例

林佩珠

(廣東第二師范學(xué)院 物理與信息工程系，廣東 廣州 510303)

為幫助學(xué)生做好課前實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、課中規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作和課后復(fù)習(xí)鞏固，以ADDIE模型為指導(dǎo)，從教材分析、內(nèi)容設(shè)計(jì)、呈現(xiàn)設(shè)計(jì)等方面，設(shè)計(jì)制作了楊氏模量實(shí)驗(yàn)系列微課程，包括微視頻、微課件、微討論、微練習(xí)和拓展資源等類型. 實(shí)踐證明，用系列微課程輔助大學(xué)普通物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為學(xué)生提供隨時(shí)隨地的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，是可行有效的教學(xué)方式.

微課程；楊氏模量；ADDIE模型；教學(xué)設(shè)計(jì)；微課程制作

大學(xué)普通物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨著一系列問(wèn)題：如學(xué)生預(yù)習(xí)不自覺(jué)、由于沒(méi)有實(shí)物而導(dǎo)致的預(yù)習(xí)效果不佳、原有教學(xué)資源的可用性較差、教師負(fù)擔(dān)重、等等，如何在有限的課堂時(shí)間內(nèi)充分理解實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)，掌握實(shí)驗(yàn)操作技能，無(wú)論是教師的“教”還是學(xué)生的“學(xué)”，都存在著挑戰(zhàn). 筆者借助系列微課程輔助大學(xué)普通物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，為學(xué)生提供隨時(shí)隨地的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，是有效可行的教學(xué)方式，既滿足對(duì)學(xué)習(xí)方式多樣化(如自主學(xué)習(xí)、個(gè)性化學(xué)習(xí)、移動(dòng)學(xué)習(xí))的需求，也為創(chuàng)新教學(xué)模式(如翻轉(zhuǎn)課堂、個(gè)性差異學(xué)習(xí)、自定步調(diào)學(xué)習(xí))提供資源支持. 微課程的價(jià)值不僅僅體現(xiàn)在促進(jìn)教師的專業(yè)化發(fā)展，還體現(xiàn)在促進(jìn)教育體系的改革、促進(jìn)教育機(jī)會(huì)的公平等方面. 因此，設(shè)計(jì)開發(fā)系列實(shí)驗(yàn)微課程將是實(shí)驗(yàn)教師在移動(dòng)時(shí)代下開展創(chuàng)新教學(xué)必備的技能.

1　微課的含義、特點(diǎn)及其在教育中的應(yīng)用

“微課程”是以微型教學(xué)視頻為主要載體，針對(duì)某個(gè)學(xué)科知識(shí)點(diǎn)(如重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn))或教學(xué)環(huán)節(jié)(如學(xué)習(xí)活動(dòng)、主題、實(shí)驗(yàn)、任務(wù)等)而設(shè)計(jì)開發(fā)的情景化、支持多種學(xué)習(xí)方式的新型在線網(wǎng)絡(luò)視頻課程[1]. 微課程具有時(shí)間短、內(nèi)容精、容量小、模塊化、情景化、半結(jié)構(gòu)化的典型特征，能滿足學(xué)生通過(guò)微型移動(dòng)終端設(shè)備隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)的愿望.

微課程在國(guó)內(nèi)外被廣泛應(yīng)用于正規(guī)與非正規(guī)教育中. 在國(guó)外，以英美兩國(guó)為代表對(duì)微課程進(jìn)行了卓有成效的探索與實(shí)踐，微課程視頻資源的開發(fā)和應(yīng)用由政府投入到學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和專家團(tuán)隊(duì)的自主創(chuàng)新應(yīng)用，形成大規(guī)模覆蓋面廣的微課程網(wǎng)絡(luò)體系[1]. 在國(guó)內(nèi)，微課程視頻資源的開發(fā)和應(yīng)用由各類比賽驅(qū)動(dòng). 自2010年11月佛山教育局啟動(dòng)首屆中小學(xué)新課程優(yōu)秀“微課”征集評(píng)審活動(dòng)，并由此策劃組織佛山市中小學(xué)優(yōu)秀微課展播平臺(tái)(簡(jiǎn)稱“佛山微課”)之后，以在線視頻為主要表現(xiàn)形式的微課迅速在全國(guó)各大院校展開[1]. 如2012年中國(guó)教師報(bào)發(fā)起“全國(guó)首屆微課程大賽”，教育部全國(guó)高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中心舉辦的“全國(guó)高校微課教學(xué)比賽”，華南師范大學(xué)與鳳凰衛(wèi)視聯(lián)合推出“鳳凰微課”，以及不斷涌現(xiàn)的各類與微課相關(guān)的網(wǎng)站，如微課網(wǎng)、網(wǎng)易公開課、央視的中國(guó)公開課等.

2　楊氏模量實(shí)驗(yàn)(拉伸法)的微課程開發(fā)

拉伸法測(cè)量金屬絲楊氏模量的實(shí)驗(yàn)(簡(jiǎn)稱“楊氏模量實(shí)驗(yàn)”)是大學(xué)普通物理實(shí)驗(yàn)中的綜合性實(shí)驗(yàn)[2-4]，主要學(xué)習(xí)內(nèi)容是應(yīng)用光杠桿放大原理測(cè)量微小長(zhǎng)度變化量，學(xué)會(huì)逐差法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理. 對(duì)學(xué)生而言，基于幾何光學(xué)的光杠桿放大原理并不難理解，但由于課前預(yù)習(xí)時(shí)學(xué)生沒(méi)有接觸實(shí)驗(yàn)裝置，課中教師無(wú)法提供一對(duì)一的指導(dǎo)，學(xué)生難以快速準(zhǔn)確調(diào)好實(shí)驗(yàn)裝置，從而影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，并產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差.

2.1微課程設(shè)計(jì)的ADDIE模型

ADDIE模型是美國(guó)佛羅里達(dá)州立大學(xué)教育技術(shù)中心于1975年提出的基于系統(tǒng)科學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)模型. 該模型主要包括分析(Analysis)、設(shè)計(jì)(Design)、開發(fā)(Development)、實(shí)施(Implementation)、評(píng)價(jià)(Evaluation)5個(gè)階段. 它的基礎(chǔ)是對(duì)知識(shí)和學(xué)習(xí)者所做的分析；最終目標(biāo)是提高教學(xué)效率，確保學(xué)者獲得所需的知識(shí)與技能，滿足教與學(xué)的需求. 使用該模型可以避免課程教學(xué)的片面性和盲目性，針對(duì)教學(xué)需求設(shè)計(jì)和開發(fā)課程教學(xué)；而對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行及時(shí)有效地評(píng)估是為了保障教學(xué)的質(zhì)量[5].

2.2楊氏模量實(shí)驗(yàn)微課程的設(shè)計(jì)

微課程開發(fā)將采用ADDIE模型，從教學(xué)分析、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)策略設(shè)計(jì)、呈現(xiàn)設(shè)計(jì)、微課程的制作等方面對(duì)楊氏模量實(shí)驗(yàn)微課程進(jìn)行設(shè)計(jì).

2.2.1楊氏模量實(shí)驗(yàn)微課程教學(xué)分析

教學(xué)分析是教師為了達(dá)到更好的教學(xué)效果，在教學(xué)開始之前對(duì)知識(shí)、學(xué)情等進(jìn)行的分析. 教學(xué)分析主要包括教材分析、學(xué)情分析、教學(xué)目標(biāo)以及教學(xué)重難點(diǎn)等，如表1所示.

表1　楊氏模量實(shí)驗(yàn)微課程教學(xué)分析

2.2.2楊氏模量實(shí)驗(yàn)微課程內(nèi)容設(shè)計(jì)

基于以上教學(xué)分析和微課程的基本特征，本實(shí)驗(yàn)微課程的基本內(nèi)容由6個(gè)知識(shí)點(diǎn)構(gòu)成，即光杠桿測(cè)量微小長(zhǎng)度變化量原理、逐差法、楊氏模量實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟，實(shí)驗(yàn)裝置的快速調(diào)節(jié)及光杠桿法測(cè)長(zhǎng)度的應(yīng)用. 具體內(nèi)容設(shè)計(jì)如表2.

表2　楊氏模量實(shí)驗(yàn)微課程內(nèi)容設(shè)計(jì)

2.2.3楊氏模量實(shí)驗(yàn)微課程呈現(xiàn)設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)微課程設(shè)計(jì)以微視頻和微課件為主，結(jié)合微討論、微練習(xí)以及相對(duì)應(yīng)的拓展資源組成，如表3所示.

表3　楊氏模量實(shí)驗(yàn)微課程呈現(xiàn)設(shè)計(jì)

2.3楊氏模量實(shí)驗(yàn)微課程的制作

微課程的制作一般方法有實(shí)錄剪輯式、軟件合成式、錄屏式等. 考慮制作成本、器材和技術(shù)等因素，我們主要采用手機(jī)錄制和PPT屏幕錄制方式進(jìn)行系列微課程的制作，部分效果圖如圖1～6所示.

圖1　楊氏模量實(shí)驗(yàn)原理1

圖2　楊氏模量實(shí)驗(yàn)原理2

圖3　楊氏模量實(shí)驗(yàn)裝置

圖4　實(shí)驗(yàn)儀器調(diào)節(jié)1

圖5　實(shí)驗(yàn)儀器調(diào)節(jié)2

圖6　實(shí)驗(yàn)儀器調(diào)節(jié)3

3　結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐和研究表明：微課程能有效輔助大學(xué)普通物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，為學(xué)生提供隨時(shí)隨地的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo). 以ADDIE為設(shè)計(jì)模型，根據(jù)楊氏模量實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，分別從內(nèi)容設(shè)計(jì)、內(nèi)容呈現(xiàn)設(shè)計(jì)、微課錄制設(shè)計(jì)3方面，設(shè)計(jì)制作了楊氏模量實(shí)驗(yàn)系列微課程，包含微視頻、微課件、微討論、微練習(xí)、拓展資源等類型，以期為高校物理實(shí)驗(yàn)微課教學(xué)提供實(shí)例參考.

[1]胡鐵生,黃明燕,李民. 我國(guó)微課發(fā)展的三個(gè)階段及其啟示[J]. 遠(yuǎn)程教育雜志，2013，(5):36-42.

[2]楊述武. 普通物理實(shí)驗(yàn)[M]. 北京：高等教育出版社，2000.

[3]吳泳華,霍劍青. 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)[M]. 北京:高等教育出版社，2001.

[4]李靜,勵(lì)志明. 普通物理實(shí)驗(yàn)[M]. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，1996.

[5]周新悅. 基于ADDIE的小學(xué)Scratch微課程設(shè)計(jì)與開發(fā)[J]. 軟件導(dǎo)刊：教育技術(shù),2015,(8)：65-67.

[6]王玉清,任新成. 利用光杠桿測(cè)量薄片的厚度[J]. 延安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2001,20(4)：29.

[7]殷鵬飛,薛健,王楊. 多級(jí)光杠桿放大原理及探討[J]. 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),2012，25(1):20-22.

[8]蘇寶璽,車沛強(qiáng),陳小君. 用伸長(zhǎng)法和電熱法測(cè)微小長(zhǎng)度及光杠桿的擴(kuò)展應(yīng)用[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2011,(10):120-121.

[責(zé)任編輯：郭偉]

Micro-lectures development of general physical experiment——illustrated by the case of Young modulus of metal wire

LIN Pei-zhu

(Department of Physics and Information Engineering,Guangdong University of Education, Guangzhou 510303, China)

To help students preview and do experiments, and guided by the ADDIE model, a series of micro-lectures had been developed, including micro video, micro courseware, micro discussion and micro exercise. In fact, the practice showed that micro-lecture was a feasible and effective method with effective auxiliary in the teaching of general physical experiment, and provided experimental guidance anywhere at any time. So the design and development of experimental micro-lecture had certain significance.

micro-lecture; Young modulus; ADDIE mode; teaching design; micro-lecture development

2016-05-30；修改日期：2016-07-12

廣東省高等學(xué)校物理專業(yè)綜合改革試點(diǎn)項(xiàng)目(No.XM060012物理學(xué))

林佩珠(1968-)，女，廣東揭陽(yáng)人，廣東第二師范學(xué)院物理與信息工程系實(shí)驗(yàn)師，學(xué)士，主要從事大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與研究.

G642.423;O4-39

B

1005-4642(2016)10-0030-04

“第9屆全國(guó)高等學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研討會(huì)”論文