微課讓物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新走向數(shù)字化

邱榮生

摘 要：本文以目前初中生物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)壓力顯著為切入點(diǎn)，介紹了可汗微課在教學(xué)中取得的巨大成效；闡述了以微課來(lái)創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的原因，從實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足、虛擬實(shí)驗(yàn)兩種方式進(jìn)行數(shù)字化微課教學(xué)資源開發(fā)以及用云平臺(tái)來(lái)管理.

關(guān)鍵詞：微課；物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)；數(shù)字化

教育部教育裝備研究與發(fā)展中心助理研究員郭曉萍帶領(lǐng)課題研究團(tuán)隊(duì)，對(duì)不同地區(qū)初中學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作水平進(jìn)行測(cè)試與分析發(fā)現(xiàn)：學(xué)生的平均成績(jī)偏低，實(shí)驗(yàn)成績(jī)分化現(xiàn)象比較嚴(yán)重，目前初中生物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)壓力顯著（郭曉萍等，2013）.[1]改變這樣的現(xiàn)狀，作為物理教師責(zé)無(wú)旁貸.

2007年薩爾曼·可汗創(chuàng)辦可汗學(xué)院，開發(fā)的產(chǎn)品是微課，截止到 2012 年 7 月，視頻教程被點(diǎn)擊數(shù)已超過(guò)16億次，全球特定用戶超過(guò)500萬(wàn)（顧雪林，2013）.[2]月受助學(xué)生數(shù)是哈佛建校以來(lái)畢業(yè)生總數(shù)的10倍.加州洛斯拉圖斯區(qū)使用可汗微課進(jìn)行混合教學(xué)后，七年級(jí)學(xué)生的數(shù)學(xué)成績(jī)得到大幅提高，有41%學(xué)生達(dá)到“先進(jìn)”或“精通”水平，同比增長(zhǎng) 23%（嵇成中，2013）.[3]

既然可汗微課在提高學(xué)習(xí)成績(jī)中取得了巨大的成功，那么改變目前初中生物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)壓力顯著這一現(xiàn)狀，可以借鑒可汗微課的經(jīng)驗(yàn).《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》中指出“提高教師應(yīng)用信息技術(shù)水平，更新教學(xué)觀念，改變教學(xué)方法，提高教學(xué)效果.鼓勵(lì)學(xué)生利用信息技術(shù)手段主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)，增強(qiáng)運(yùn)用信息技術(shù)分析解決問(wèn)題的能力.”[4]因此對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源可以再加工開發(fā)微課，嘗試構(gòu)建物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新數(shù)字化資源.什么是“微課”呢？“微課”是指時(shí)間在10分鐘以內(nèi)，有確切的教學(xué)目標(biāo)，內(nèi)容短小，集中說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題的小課程（黎加厚，2013）.[5]開發(fā)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)微課需要注意以下方面：一是微課時(shí)長(zhǎng)要短，控制在10分鐘以內(nèi)；二是只圍繞一個(gè)實(shí)驗(yàn)課題來(lái)設(shè)計(jì)；三是要有一定的習(xí)題，讓學(xué)生練習(xí)鞏固.

中小學(xué)教師應(yīng)具備“通過(guò)多種途徑獲取數(shù)字教育資源，掌握加工、制作和管理數(shù)字教育資源的工具與方法”的信息技術(shù)素養(yǎng).[6]進(jìn)一步明析了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新的方向是與信息技術(shù)整合，開發(fā)適合教學(xué)需要的數(shù)字化微課教學(xué)資源.

一、走進(jìn)設(shè)備不夠的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新——數(shù)字化微課教學(xué)資源開發(fā)

在實(shí)際教學(xué)當(dāng)中，鑒于學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備的實(shí)際配備情況，有些實(shí)驗(yàn)是不具備條件做的，較為常見(jiàn)的處理方式是讓學(xué)生看看課本的圖片，聽(tīng)聽(tīng)老師的講解，顯然不能給學(xué)生留下深刻的印象，導(dǎo)致的后果是對(duì)知識(shí)的理解不到位，掌握不牢固，直接影響教學(xué)效果.這時(shí)，我們可以以微課的形式整合相關(guān)實(shí)驗(yàn)資源，重組成新的數(shù)字化資源，并將其引入課堂內(nèi)外，以支持學(xué)生自主學(xué)習(xí).

以教科版八年級(jí)下冊(cè)《液體的壓強(qiáng)》“探究影響液體壓強(qiáng)的因素”為例.探究時(shí)第一環(huán)節(jié)是“猜想與假設(shè)”，常見(jiàn)的做法是：老師讓學(xué)生根據(jù)生活的經(jīng)驗(yàn)提出“影響液體壓強(qiáng)的因素有哪些？”，學(xué)生討論、思考回答“可能與密度……有關(guān)”，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)…….這樣的課堂猶如“君子之交淡如水的味道”.如何讓課堂蕩起漣漪，激發(fā)學(xué)生的求知欲呢？用微課！在學(xué)生進(jìn)行猜想之前，點(diǎn)播帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)的微課.帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)要在課堂上做，是不太現(xiàn)實(shí)的，在這種情況下，老師在備課時(shí)，只需借助百度，尋找帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)視頻資源，用錄屏軟件CamtasiaStudi對(duì)視頻資源進(jìn)行加工，形成成品微課.圖1是帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)微課的部分截圖，并在課堂教學(xué)中點(diǎn)播.不到2分鐘的微課，給學(xué)生的感官帶來(lái)了強(qiáng)烈的沖擊，只是幾盆水竟然將結(jié)實(shí)的木桶壓裂了.讓學(xué)生具體地感受到，水產(chǎn)生的壓強(qiáng)之大，之所以水的壓強(qiáng)大，很容易想到是因?yàn)樗?這時(shí)，讓學(xué)生猜想，自然會(huì)想到液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與液體的深度有關(guān).微課帶來(lái)的課堂效果是極大地激發(fā)了學(xué)生的求知欲，燃起了學(xué)習(xí)熱情，使自主學(xué)習(xí)水到渠成.

二、走進(jìn)虛擬實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新——數(shù)字化微課教學(xué)資源開發(fā)

虛擬實(shí)驗(yàn)是指借助于多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)上營(yíng)造可輔助、部分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件操作環(huán)境，實(shí)驗(yàn)者可以像在真實(shí)的環(huán)境中一樣完成各種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，所取得的實(shí)驗(yàn)效果等價(jià)于甚至優(yōu)于在真實(shí)環(huán)境中所取得的效果（瞿瞾，2005）.[7]由此可以看出，目前在初中階段的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，老師可以借助多媒體開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足，提高學(xué)習(xí)績(jī)效，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力.

就初中教師來(lái)說(shuō)，基于工作性質(zhì)和工作時(shí)間來(lái)考慮，不需借助三維建模來(lái)開發(fā)復(fù)雜、技術(shù)含量高的虛擬實(shí)驗(yàn).可以通過(guò)PPT或者Flash等簡(jiǎn)單的軟件，來(lái)開發(fā)一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn).這樣容易入手，出成果快，然后通過(guò)錄屏軟件CamtasiaStudi進(jìn)行錄制和編輯，形成數(shù)字化的微課資源，供教學(xué)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)使用.

以教科版九年級(jí)上冊(cè)《熱機(jī)》為例.汽油機(jī)的工作過(guò)程即每個(gè)工作循環(huán)分為吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程，教師通過(guò)開發(fā)汽油機(jī)的工作過(guò)程的動(dòng)畫虛擬實(shí)驗(yàn)，并形成微課的數(shù)字化資源.圖2是汽油機(jī)的工作過(guò)程的動(dòng)畫虛擬實(shí)驗(yàn)微課的部分截圖，供學(xué)生觀看.易于幫助學(xué)生掌握這一知識(shí)點(diǎn)，達(dá)到和真實(shí)環(huán)境一樣的效果.

三、走進(jìn)云平臺(tái)——數(shù)字化微課教學(xué)資源管理

教師花大力氣開發(fā)的物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新數(shù)字化微課教學(xué)資源，不僅僅是課堂教學(xué)中使用，還可在課堂外使用，包括教師和學(xué)生使用，就需要對(duì)這些資源進(jìn)行管理，云平臺(tái)是一種不錯(cuò)的資源管理平臺(tái).目前學(xué)校開發(fā)的自主云平臺(tái)極少，可以充分利用互聯(lián)網(wǎng)中的免費(fèi)云平臺(tái)資源，比如360云盤、百度云等.可以將微課資源按照教科書的章節(jié)編排進(jìn)行整理歸檔，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備和PC端之間跨平臺(tái)同步、備份等.學(xué)生如果這節(jié)課的相關(guān)實(shí)驗(yàn)知識(shí)還未搞清楚，回到家里就可以在很短的時(shí)間內(nèi)找到需要的微課數(shù)字化資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，將知識(shí)內(nèi)化.數(shù)字化微課教學(xué)資源通過(guò)云平臺(tái)的管理，依托網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)資源的共享.

參考文獻(xiàn)：

[1]郭曉萍，劉詩(shī)海，金林，雷靜，侯明輝基于學(xué)生成績(jī)的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀研究[J]物理實(shí)驗(yàn)，2013，（4）：24-27

[2] 顧雪林一個(gè)人的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)震動(dòng)了世界——孟加拉裔美國(guó)人薩爾曼·可汗和他創(chuàng)辦的可汗學(xué)院 [N]中國(guó)教育報(bào)，2013-02-26（3）

[3]嵇成中 薩爾曼·可汗：視頻重塑教育[J]未來(lái)教育家，2013，（1）：42-45

[4]國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）[EB/OL]http：//wwwmoeeducn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/moe_838/201008/93704html

[5]黎加厚微課的含義與發(fā)展[J]中小學(xué)信息技術(shù)教育，2013，（4）：10-12

[6]中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力標(biāo)準(zhǔn)（試行）[EB/OL]http：//wwwmoeeducn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s6991/201406/170123html

[7]瞿瞾網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)中學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)[J]實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005，（1）：7-9endprint