基于學(xué)習(xí)元微課開發(fā)模式的微課設(shè)計(jì)與案例分析

葛騰霄??

摘要：文章分析了微課認(rèn)識(shí)的誤區(qū)，指出微課的本質(zhì)是“課”，并從“課”的角度提出，微課是在微型資源的基礎(chǔ)上附加教學(xué)服務(wù)的小型化課程。在此基礎(chǔ)上，借助學(xué)習(xí)元概念，文章闡述了學(xué)習(xí)元理論指導(dǎo)下的微課開發(fā)模式，并以高中物理庫侖定律為案例進(jìn)行設(shè)計(jì)并分析。分析結(jié)果表明，在學(xué)習(xí)元理論指導(dǎo)下的微課開發(fā)更易使學(xué)生理解困難的知識(shí)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：微課；學(xué)習(xí)元；課程設(shè)計(jì)；庫侖定律

一、 微課是一門課

從不同學(xué)者對(duì)微課的界定可以看出，目前大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為微課是針對(duì)單個(gè)知識(shí)點(diǎn)、短小精悍、以視頻為主要形式、為教學(xué)和學(xué)習(xí)提供支持的學(xué)習(xí)資源。這種認(rèn)識(shí)，僅僅強(qiáng)調(diào)微課的“微”而忽略了微課的“課”的實(shí)質(zhì)。微課本身應(yīng)該先是“課”，因此微課不單純是學(xué)習(xí)資源，它具有完整的教學(xué)結(jié)構(gòu)，包括微型資源、學(xué)習(xí)活動(dòng)及其安排、學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)，同時(shí)微課還應(yīng)有一定的教育服務(wù)功能，包括通過學(xué)習(xí)資源承載的教學(xué)服務(wù)幫助學(xué)習(xí)者解決問題，并針對(duì)學(xué)習(xí)過程提供支持服務(wù)等。在特征上，微課具有學(xué)習(xí)目標(biāo)小而精確、內(nèi)容組塊少、學(xué)習(xí)時(shí)間短等等的微型特點(diǎn)，這使微課的開發(fā)與普通課程開發(fā)有所不同。我們結(jié)合微課的結(jié)構(gòu)，在學(xué)習(xí)元理論的指導(dǎo)下開發(fā)微課。

二、 基于學(xué)習(xí)元理論微課的開發(fā)模式

學(xué)習(xí)元理論是一種基于知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)與整合的教學(xué)理論。該理論力求先剖析我們需要教授的知識(shí)點(diǎn)本身，而為學(xué)生呈現(xiàn)的知識(shí)則是知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)。換而言之，知識(shí)點(diǎn)是固定的，是學(xué)生容易自行記憶的，而知識(shí)點(diǎn)之間的數(shù)理、邏輯關(guān)聯(lián)才是我們真正需要學(xué)生理解的部分。微課的特點(diǎn)恰好非常適合解決學(xué)習(xí)元理論中論述的學(xué)生在學(xué)習(xí)上到底哪里難以理解這一問題。它可以用很少的時(shí)間來專門地針對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或者邏輯關(guān)系進(jìn)行解讀，學(xué)生可以根據(jù)自身情況，選擇需要的部分。

一門標(biāo)準(zhǔn)微課包含學(xué)習(xí)目標(biāo)、知識(shí)點(diǎn)、元數(shù)據(jù)、聚合模型、知識(shí)本體、學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)活動(dòng)、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)以及學(xué)習(xí)過程中的各種生成性信息。結(jié)合學(xué)習(xí)元理論，我們不難發(fā)現(xiàn)，元數(shù)據(jù)就是知識(shí)點(diǎn)本身，而知識(shí)本體實(shí)際上是知識(shí)點(diǎn)之間的串接與聯(lián)系關(guān)系。基于學(xué)習(xí)元的微課開發(fā)就是在標(biāo)準(zhǔn)的微課開發(fā)基礎(chǔ)上加入和突出課程分析、聚合模型（知識(shí)本體間的聯(lián)系）兩個(gè)環(huán)節(jié)。系統(tǒng)性強(qiáng)、邏輯完整與連續(xù)好是學(xué)習(xí)元理論微課開發(fā)的優(yōu)點(diǎn)。

課程分析：類似于說課中的學(xué)情分析、教材分析，主要包括對(duì)本段課程的難度、結(jié)構(gòu)的分析和可能學(xué)習(xí)此課程的學(xué)生的已掌握程度、學(xué)習(xí)需求和可用資源的分析。在此基礎(chǔ)我們需要確定微課的教學(xué)目標(biāo)。聚合模型：微課設(shè)計(jì)首先要對(duì)所包含的本體知識(shí)進(jìn)行劃分。一方面，在設(shè)計(jì)移動(dòng)學(xué)習(xí)資源時(shí)，應(yīng)盡量將學(xué)習(xí)內(nèi)容按知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分割，保證一個(gè)學(xué)習(xí)內(nèi)容中僅包含一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，以適合短時(shí)間、短流程的片段化學(xué)習(xí)；另一方面，為了適應(yīng)學(xué)習(xí)者可能的間斷狀態(tài)（無法長(zhǎng)時(shí)間保持注意力集中），學(xué)習(xí)資源體量要小，同時(shí)要保證知識(shí)邏輯關(guān)系的完整性。設(shè)計(jì)開發(fā)：對(duì)微課有了詳細(xì)分析和明確定位后，需要對(duì)每一節(jié)的微課的主要部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括教學(xué)設(shè)計(jì)、微課資源、學(xué)習(xí)活動(dòng)、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)、元數(shù)據(jù)（知識(shí)點(diǎn)）標(biāo)記、邏輯關(guān)系展現(xiàn)等。每一節(jié)之間要有聯(lián)系。應(yīng)用、評(píng)價(jià)與修改：將微課投入實(shí)際教學(xué)，獲取學(xué)習(xí)者的評(píng)價(jià)與反饋，根據(jù)反饋的信息，對(duì)微課進(jìn)行必要的調(diào)整。

三、 案例設(shè)計(jì)與分析

“庫侖定律”是人教版高中物理選修3-1“靜電場(chǎng)”一章第二節(jié)的內(nèi)容。它不僅是電磁學(xué)的基本定律，也是物理學(xué)的基本定律之一。庫侖定律闡明了帶電體相互作用的規(guī)律，為整個(gè)電磁學(xué)奠定了基礎(chǔ)，其重要性可見一斑。因此我選擇本節(jié)設(shè)計(jì)案例。

1. 案例設(shè)計(jì)（微課視頻設(shè)計(jì)）

庫侖定律為何是這種表現(xiàn)形式？

大家好，許多人對(duì)于庫侖定律為什么這樣描述仍然心存疑惑，那我們就來聊一聊。

庫侖定律：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的電力跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們之間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。

首先，庫侖定律最開始是實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的而不是數(shù)學(xué)計(jì)算得來的。最新的高精度實(shí)驗(yàn)表明兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力并不是嚴(yán)格的遵循與距離之間的平方反比規(guī)律，而是在指數(shù)方面大約有在10數(shù)量級(jí)上的偏差，也就是說即使是庫侖定律這種比較完美的數(shù)學(xué)形式仍然只是近似。因此我們第一步可以僅僅有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)就是兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用跟它們的電荷量有關(guān)系，也和距離有關(guān)系，這也是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的第一步。相信大家經(jīng)歷過課堂的各種演示實(shí)驗(yàn)或者動(dòng)畫已經(jīng)能夠接受這一點(diǎn)。

其次，關(guān)于為什么兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力是這一種表現(xiàn)形式呢？我給大家演示一個(gè)實(shí)驗(yàn)：“用天平稱出庫侖定律”。

本實(shí)驗(yàn)儀器是根據(jù)天平的平衡原理設(shè)計(jì)而成的。實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)如圖1。當(dāng)小球A、B不帶電時(shí)，調(diào)節(jié)天平平衡，游碼將處于零刻度線處。通過分電小球給A和B帶上同種電荷。由于同種電荷相互排斥，小球B會(huì)向下傾斜（如圖2）。通過調(diào)節(jié)天平左端的游碼（如圖3），可以使天平重新恢復(fù)平衡。

移動(dòng)小球A的位置，改變A球和B球之間的距離，可以研究庫侖力大小與點(diǎn)電荷距離之間的關(guān)系。觀察圖3和圖4，可以看出，當(dāng)小球A和B之間的距離減小為原來1/2時(shí)（八個(gè)單位減小為四個(gè)單位），游碼的讀數(shù)將變?yōu)樵瓉淼?倍（兩個(gè)單位增長(zhǎng)為八個(gè)單位），這說明了庫侖力的大小F與點(diǎn)電荷之間的距離r的平方成反比，即有F∝1/r2

同理，通過分電小球改變A、B所帶電荷量，通過游碼的讀數(shù)，可以得出庫侖力的大小與電荷量的乘積成正比，即F∝q1q2。

由此我們最終得到：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的電力跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們之間的距離的平方成反比。由實(shí)驗(yàn)可知他們是一對(duì)作用力與反作用力，因此他們之間的相互作用是在一條直線上的。

最后有一點(diǎn)，庫侖定律本身可以讓我們明白相互作用是哪里來的，大小如何，但是沒有搞清楚這種作用是如何實(shí)現(xiàn)的。我們比較容易理解相互接觸的物體能夠產(chǎn)生力的作用，但對(duì)于這種不接觸的作用似乎有點(diǎn)存疑。這一方面的理解我們下一講再聊。

2. 案例分析

基于學(xué)習(xí)元的微課開發(fā)模式，首先是課程分析。

庫侖定律這節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)主要可以總結(jié)為三點(diǎn)：（1）知道電荷之間的作用力大小與電荷量的多少以及電荷之間距離大小有關(guān)系。（2）明確點(diǎn)電荷是個(gè)理想模型，知道帶電體簡(jiǎn)化為點(diǎn)電荷的條件。（3）庫侖定律本身。顯而易見庫侖定律本身是這節(jié)課的重點(diǎn)更是難點(diǎn)，前面兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)學(xué)生是比較容易理解和記憶的。根據(jù)學(xué)習(xí)元的微課開發(fā)模式中關(guān)于內(nèi)容分析的要求“在設(shè)計(jì)移動(dòng)學(xué)習(xí)資源時(shí)，應(yīng)盡量將學(xué)習(xí)內(nèi)容按知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分割，保證一個(gè)學(xué)習(xí)內(nèi)容中僅包含一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，以適合短時(shí)間、短流程的片段化學(xué)習(xí)”，我選擇知識(shí)點(diǎn)（3）作為這一節(jié)5分鐘微課的內(nèi)容。從另一個(gè)角度上來說，學(xué)生最不能理解和記憶的也就是公式的形式，因此必須要講清楚公式的由來，因此我設(shè)計(jì)了案例1。案例1是最重要的實(shí)驗(yàn)。因?yàn)閹靵龆杀旧硐胍ㄟ^公式推導(dǎo)得出必定的使用大學(xué)數(shù)學(xué)的知識(shí)，而且要承認(rèn)一些電磁學(xué)的基本假設(shè)，這些高中生都不能接受。強(qiáng)行給學(xué)生灌輸公式的形式絕對(duì)不是明智之舉，因此實(shí)驗(yàn)成了唯一選擇。好在，網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于自制的演示、驗(yàn)證庫侖定律的實(shí)驗(yàn)不算少，除了本例之外學(xué)生還可以通過觀看其他實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步加強(qiáng)理解。

其次是微課的設(shè)計(jì)與開發(fā)。

第[1]段的應(yīng)用是為了展現(xiàn)一個(gè)親切平等的姿態(tài)，讓學(xué)生覺得有一種對(duì)等的，互動(dòng)的學(xué)習(xí)氣氛。而不是再次上一堂重復(fù)的新課。[2]可以采用現(xiàn)場(chǎng)手寫，或者投影的方法，目的是一步切中要害，直接以庫侖定律的描述為中心展開敘述。微課時(shí)間非常短不容浪費(fèi)，所以這句話既是回顧也是加強(qiáng)記憶。[3]是關(guān)鍵的一步，假定學(xué)生并沒有掌握庫侖定律的內(nèi)容以及表達(dá)形式，那么他們必然在心中存疑。我們恰好創(chuàng)造一個(gè)課堂上沒有的認(rèn)知沖突，即：庫侖定律也是不完美的或者說錯(cuò)誤的，這樣做一方面迎合了學(xué)生懷疑權(quán)威的青春心理，另一方面也讓他們知道，我們學(xué)習(xí)是一個(gè)永恒進(jìn)步的過程。說白了，高中階段的物理知識(shí)都是理想化的，也就是不完備的，有瑕疵的。我們必須從這里起步，掌握了最原始的，才能更進(jìn)一步。[4]和[5]是關(guān)于庫侖定律內(nèi)容的一種實(shí)驗(yàn)證明。[6]是典型的語意關(guān)聯(lián)策略，也就知識(shí)點(diǎn)的串接。這樣可以讓我們的微課不至于零散化，而是步步切中要害，想學(xué)生之所想，急學(xué)生之所急，從而成為一個(gè)短時(shí)間內(nèi)解決學(xué)生最大疑惑的教輔系列。

最后是包裝、應(yīng)用與評(píng)價(jià)。

毋庸置疑這節(jié)微課最好的適用形式仍然是短視頻。我們可以將電場(chǎng)的相關(guān)微課做成一個(gè)較大的系列，并把這堂課并入其中。我設(shè)想該系列包括：庫侖定律、電場(chǎng)及電場(chǎng)線、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)、電勢(shì)與電勢(shì)能、帶電粒子在電場(chǎng)中的表現(xiàn)五段微課視頻。教師可以上傳到個(gè)人主頁，學(xué)生在學(xué)習(xí)過之后需要在留言區(qū)，寫下自己對(duì)于這段視頻的感受作為反饋。包括：是否解決或者部分解決了自己的疑惑，有哪些錯(cuò)誤或需要改進(jìn)的地方，還希望了解點(diǎn)什么等等。當(dāng)留言積累到一定程度的時(shí)候，教師需要根據(jù)學(xué)生意見修改或者重做視頻以滿足不斷變化的學(xué)生需求，達(dá)到前邊提到的“想學(xué)生之所想，急學(xué)生之所急，短時(shí)間內(nèi)解決學(xué)生最大疑惑的教輔系列”目的。

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