《物理的平衡》學習工具制作綜述

劉金善

特色與亮點

1.針對性強

高中學生入學時，通過中考成績已經(jīng)分化到不同層次的高中學校，高中生層次水平差距很大，所以學習工具不可能滿足所有學生的需求?！段锢淼钠胶狻穼W習工具，只針對高中學生中的中等學生。

2.課堂教學同步融合

北京地區(qū)高中物理教材有兩個版本，在開發(fā)《物理的平衡》學習工具時，我按照教科版章節(jié)開發(fā)，同時兼顧人教版教材，力求緊扣課程標準、考試大綱，教學結(jié)構(gòu)完整。我專門設(shè)置了課程考綱解讀、引入、自學學案、微課學習等多個環(huán)節(jié)。本學習工具經(jīng)學校不同教師、不同班級反復(fù)試驗使用，取得了很好的效果。

3.在線發(fā)布，形成網(wǎng)絡(luò)版

《物理的平衡》學習工具有硬盤版，并又發(fā)布了網(wǎng)絡(luò)版，可時時處處直接通過互聯(lián)網(wǎng)訪問。學案、課件、測試、教材等所有教學積件，都進行了數(shù)字化處理，無需下載外部軟件，直接Web訪問即可。本學習工具的網(wǎng)絡(luò)版，支持HTML5，自動匹配多終端訪問，實現(xiàn)了人人可學、處處可學、時時可學，圖1為其二維碼。

4.多平臺支撐，形成交互

以自主性學習、探究性學習設(shè)計《物理的平衡》學習工具。學習工具網(wǎng)絡(luò)版為網(wǎng)站形式，提供了豐富的交互形式。例如，在線測試，學生可以在線作答單選、多選、填空、連線匹配、排序等多種題目，系統(tǒng)提供在線計時計分，可以將測試結(jié)果及時反饋給教師；另外，學校物理網(wǎng)站群還提供了更為豐富的交互系統(tǒng)，如物理學習社區(qū)，是師生共同學習物理、問題討論交流的學習論壇，為學生提供了一個基于網(wǎng)絡(luò)的專題探究、協(xié)作式的數(shù)字化學習平臺，圖2為物理學習社區(qū)的二維碼；我校已自主開發(fā)建設(shè)了慕課平臺等。

開發(fā)背景

1.智能手機、平板逐漸普及

我國光纖入戶，寬帶不斷提速，寬帶費用不斷下降。手機網(wǎng)絡(luò)也從2G、3G到4G飛速發(fā)展。據(jù)我校統(tǒng)計，遠郊區(qū)學生家中計算機普及率已經(jīng)達到95%以上，手機市場已經(jīng)全面被智能手機占據(jù)，手機套餐均有一定流量，智能手機全面兼容HTML5。網(wǎng)絡(luò)終端多樣化，手機、PAD、平板電腦的普及等這一切都為網(wǎng)絡(luò)教學、數(shù)字化學習工具網(wǎng)絡(luò)化提供了便利條件。

2.越來越多的教師參與開發(fā)課件

當前，多媒體課件制作技術(shù)正處于飛速發(fā)展期，其具有制作技術(shù)程序小、占內(nèi)存低、可操作性強等特點，因此無需專業(yè)計算機編程技術(shù)就可以輕松制作出精美的課件。一線教師往往業(yè)務(wù)很繁忙，制作課件的精力也有限，而快捷技術(shù)的發(fā)展為一線教師參與課件制作、多媒體開發(fā)、數(shù)字化校園建設(shè)提供了可能，甚至部分教師都可以獨立開發(fā)。

北京市平谷區(qū)第五中學的物理網(wǎng)站群均是由本校的一線物理教師開發(fā)的，下設(shè)物理教研組網(wǎng)、物理論壇（物理學習社區(qū)）、教學評價系統(tǒng)、物理教學平臺、文件共享平臺、課程管理平臺、教育云盤、MOOC平臺、微信教育平臺、選修課系統(tǒng)等。網(wǎng)站群的開發(fā)、運行、維護均由一線教師完成，而且是零費用。

3.一線教師構(gòu)建培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的數(shù)字資源

一線教師參與或者直接開發(fā)數(shù)字化學習工具，切合學生的實際，能有效地與課堂教學結(jié)合，適應(yīng)了學生的發(fā)展需要。實現(xiàn)了課堂內(nèi)外、線上線下全面促進學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)的目標。

設(shè)計思路及內(nèi)容結(jié)構(gòu)

1.采用網(wǎng)站形式制作

《物理的平衡》學習工具是本校開發(fā)的系列課件之一，課件采用Web形式可直接單機運行，也可網(wǎng)絡(luò)運行，兼容手機、平板多終端訪問。本學習工具按照現(xiàn)行教材實際章節(jié)進行開發(fā)，每一節(jié)都包含了課標考綱解讀、引入、自學學案、微課輔導(dǎo)、教學課件、核心知識點、測試七個部分；章小結(jié)又有單元知識整合、典型題目分析、單元能力測控三個環(huán)節(jié)，同時附有兩個版本教材的電子版。本學習工具的運行可結(jié)合平谷五中物理網(wǎng)站群（物理教研網(wǎng)、物理課程管理平臺、物理論壇等）一起使用。

2.學習工具基本功能簡介

（1）相關(guān)知識點鏈接

物理知識前后呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)型，學生在學習新知識時需要前面知識的鋪墊，尤其在進行自主學習時需要對前面的知識進行復(fù)習。

（2）課程考綱解讀

根據(jù)課程大綱、高考考綱的要求，對知識點、考點、三維目標進行細化，讓學生明確本節(jié)課程的目標。

（3）引入

引入，即為本節(jié)課創(chuàng)設(shè)物理情境，有助于培養(yǎng)學生善于發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的科學素養(yǎng)。本學習工具通過問題、視頻片段、課件、小實驗引入課程。教學情境能激發(fā)學生的求知欲，促使他們積極、主動地參與課堂教學，而且對培養(yǎng)學生的思維能力，特別是創(chuàng)新性思維具有重要的作用。

（4）學習任務(wù)書

在設(shè)計學習任務(wù)書時應(yīng)努力做到：新知識放手讓學生主動探索；課本讓學生閱讀；重點和疑點放手讓學生討論；提出問題放手讓學生思考解答；結(jié)論或規(guī)律放手讓學生概括；知識結(jié)構(gòu)體系放手讓學生構(gòu)建。學生通過微課學習，基本可以完成任務(wù)書的項目。

（5）微課

把教學內(nèi)容碎片化成較小的知識點，經(jīng)過一線教師深加工成微課?！拔⒄n”具有教學時間較短、教學內(nèi)容較少、資源容量較小、資源使用方便等特點。對于學生而言，微課能更好地滿足他們對知識點的個性化學習、按需選擇學習，既可查缺補漏又能強化鞏固知識，是傳統(tǒng)課堂學習的一種重要補充和拓展資源。在網(wǎng)絡(luò)時代，隨著信息與通信技術(shù)的快速發(fā)展，特別是隨著移動數(shù)碼產(chǎn)品和無線網(wǎng)絡(luò)的普及，基于微課的學習已經(jīng)成為一種新型的教學模式和學習方式。圖3為我開發(fā)的高中物理系列微課界面。

（6）教學課件

這一部分，教師根據(jù)知識點、技能點，將大量的助學課件放在網(wǎng)上。學生根據(jù)自己的具體情況，自由選擇課件使用。這樣做可以對課堂的知識進行內(nèi)化，同時學生也可以利用課件進行復(fù)習。

（7）核心知識點

這部分是對本節(jié)知識進行總結(jié)。旨在幫助學生建立物理模型，形成發(fā)現(xiàn)問題、處理問題、解決問題的一般思路。

（8）在線測試

教師根據(jù)課程教學要求建設(shè)在線測試題庫，每個教學單元結(jié)束后，學生需在線完成相應(yīng)單元指定水平的隨機測試，測試成績可以在線反饋給任課教師，該成績可以作為原本通過作業(yè)批改來評定的平時成績。在單元測試中，允許學生在規(guī)定的時限內(nèi)多次測試以取得更好的成績。測試結(jié)束后，師生均可瀏覽已測試的試卷與答卷，非常有利于學生對測試情況進行復(fù)習總結(jié)，圖4為在線測試界面。

（9）章小結(jié)

章小結(jié)設(shè)置有單元知識整合、典型題目分析、單元能力測控三個環(huán)節(jié)，同時附有兩個版本教材的電子版。

（10）外置交互系統(tǒng)

北京市平谷區(qū)第五中學物理學科網(wǎng)站群自2011年開始建設(shè)，其中：①數(shù)字化物理學習平臺使用Claroline進行開發(fā)。界面整潔，功能相對集中在一個鏈接里，對于練習和講義等，還可以做到近似“全屏”的播放。②物理學科主題社區(qū)是論壇形式的，采用開源Discuz！制作，是師生共同學習物理、問題討論交流的學習論壇。③將公眾號與我校微信第三方平臺綁定，可以發(fā)布信息、微測試、微考試、投票等。④根據(jù)目前流行的手機H5的特點，將物理知識點制作成手機訪問的H5小站點，把微信、H5流行的新技術(shù)應(yīng)用到教學中，圖5為共點力作用下的平衡H5的二維碼。

關(guān)鍵技術(shù)處理

1.整體網(wǎng)站設(shè)計

本學習工具的站點文件是通過Artisteer生成的。Artisteer是一款網(wǎng)站模板設(shè)計軟件。該軟件可以輔助教師快速設(shè)計出博客主題和專業(yè)水準的網(wǎng)站模板。它采用獨特的方法，不需要任何編碼或CSS的知識來設(shè)計模板，涵蓋了各種背景圖片、紋理、照片剪貼畫、字體的主題和其他設(shè)計元素，能夠幫助教師創(chuàng)建自己的模板，但不需要額外的資源。成品模板可以導(dǎo)出為WordPress的主題或內(nèi)容管理系統(tǒng)模板。

Artisteer比其他網(wǎng)站設(shè)計軟件如Dreamweaver、FrontPage更方便、快捷。中小學一線教師無需學習專業(yè)的計算機知識即可上手做出精美的站點。

2.微課制作技術(shù)

我制作微課時主要使用Camtasia Studio軟件進行計算機錄屏操作的錄制。這款軟件提供了強大的屏幕錄像、視頻剪輯功能，在后期編輯時能夠添加字幕、標注，能自由裁剪，提供豐富的轉(zhuǎn)場效果，還能自由變焦，能放大局部畫面，并跟隨鼠標移動。對物理解題推導(dǎo)板演過程，采用手機加白紙拍攝的方式進行錄制。這種方式技術(shù)難度低，操作簡單。教師可首先選取一部手機或攝像頭，把手機支架固定在桌子邊緣，將手機固定到手機支架上。打開手機拍攝功能，調(diào)整手機拍攝的取景范圍到能覆蓋整張白紙，并保證紙面字跡清晰，然后教師便可在準備好在白紙上的書寫、繪圖、演示等操作后開始錄制。這種錄制方式，有利于傳授解題過程，讓學生體會到一對一的授課環(huán)境。

3.教學積件轉(zhuǎn)Web形式

通常，Word、PowerPoint、Excel均需要Microsoft Office軟件支持，無法在線直接瀏覽。技術(shù)上，通過FlashPaper程序可以將需要的文檔通過簡單的設(shè)置轉(zhuǎn)換為SWF格式的Flash文件，原文檔的排版樣式和字體顯示不會受到影響。這樣做的好處是不論對方的平臺和語言版本是什么，都可以自由觀看所制作的電子文檔動畫，并可以自由地進行放大、縮小和打印、翻頁等操作，對文檔的傳播非常有好處，而且Flash文件在各大瀏覽器中都具有普及性和強大的可調(diào)節(jié)性。

4.在線測試制作技術(shù)

在線測試是利用QuizCreator開發(fā)制作的。該軟件是一個強大的Flash試題制作工具，它簡單易用，功能強大，支持可視化快速開發(fā)，普通教師利用它可以在沒有編程基礎(chǔ)的情況下，輕松制作出基于Flash的交互式的試題和測試并能進行在線測評。

QuizCreator提供了9種測試題型，包括判斷題、單選題、多選題、填空題、搭配題、排序題、選擇填空題、點擊識圖題、短文寫作題。除了豐富的題型之外，還可以在測試題目中加入豐富的多媒體元素，如圖片、截屏、Flash動畫、說明元素和音樂，使得試卷不再局限于純文本編輯。該軟件還可以設(shè)置測試時間、合格率、題目是否隨機等。

評價與反思

本學習工具以網(wǎng)站為載體，充分體現(xiàn)了以學生為主體，引導(dǎo)學生自主學習，自我檢測達標，同時注重了對學生物理興趣的激發(fā)、物理科學素養(yǎng)的培養(yǎng)。本學習工具可操作性強，是根據(jù)教材實際章節(jié)進行開發(fā)的，充分考慮了學生的學習和教師輔助教學兩方面的需求。同時，本學習工具堅持了自主原創(chuàng)的原則。圖6為基于《物理的平衡》數(shù)字化學習工具的翻轉(zhuǎn)課堂實踐結(jié)構(gòu)圖。

本學習工具的網(wǎng)絡(luò)版，雖然在設(shè)計上提供了交互環(huán)境，但并沒有與學生自主學習進程很好地契合。而慕課的授課形式，突破了傳統(tǒng)中學教學授課地形式。在慕課中，師生可以通過互聯(lián)網(wǎng)加強互動，利用各種豐富的學習素材，實現(xiàn)高效學習。因此，我在后續(xù)的對本學習工具的改進中，也借鑒了慕課的授課方式，讓學習工具能更有效地促進學生的自主學習。

幕前幕后

2011年，我由高職學校轉(zhuǎn)到普高教授高中物理。我在大學時就對計算機技術(shù)有著濃厚的興趣，轉(zhuǎn)到普高后，我開始利用業(yè)余時間做簡單的設(shè)計。隨著自己的不斷嘗試創(chuàng)新，再加上有著多學科知識積累的專業(yè)背景，目前我可以較熟練地將信息技術(shù)與學科知識進行整合?，F(xiàn)在已經(jīng)為所在學校開發(fā)了基于物理教學的系列網(wǎng)站群（下設(shè)10個子站點），形成了我校自己的物理教學資源庫。同時，學習社區(qū)論壇、微課慕課翻轉(zhuǎn)教學、教育云、手機APP以及微信H5等技術(shù)在我校物理學科教學中也得到了不斷嘗試。

我大學所學的是非計算機專業(yè)的化工工藝，不具備專業(yè)的計算機知識體系，更不懂編程、色彩、硬件配置等專業(yè)理論。我們絕大多數(shù)計算機知識，是通過網(wǎng)絡(luò)、書籍、培訓(xùn)獲得的。我憑著自己對計算機的愛好和執(zhí)著，平時在工作中不斷積累和學習，漸漸地將自己的愛好與教育事業(yè)充分融合，利用業(yè)余時間致力于研究多媒體教育技術(shù)在教學中的應(yīng)用，并積極為我區(qū)、市多所學校進行微課開發(fā)、課件制作培訓(xùn)，做信息技術(shù)在教學中的應(yīng)用推廣工作。

現(xiàn)今的中小學計算機應(yīng)用，已經(jīng)不是硬件的配置問題了，而是怎么將計算機充分利用起來。談起課件比賽，老師們會說難啊，我們不會用Flash，更不會編程寫代碼。我想說課件制作，無需每位教師都是電腦高手、會編程、寫代碼?，F(xiàn)在，很多的小軟件可以實現(xiàn)某些功能，在本次作品中，我就使用了將近10種小軟件。只要多留心，就可以運用一切能應(yīng)用到教學中的技術(shù)來服務(wù)師生。

NOC活動，我已關(guān)注了很多年，在活動中我認識了很多研究信息技術(shù)的老師，也看到很多老師對在活動中使用的軟件不斷求新，更能體會到大家對教育教學的一種真摯的情懷。同時，非常感謝給予我關(guān)心指導(dǎo)的評委專家們。我的信息技術(shù)在教學中研究的步伐不會停止，我將不斷努力前行！