光柵衍射的微課視頻設計與制作*

姚盈茜，劉富池，呂鳳珍，朱長明，周厚兵，孔文婕，秦麗清，王麗光

(廣西師范大學物理科學與技術學院，廣西 桂林 541004)

0 引言

大學物理實驗是大部分理工科專業(yè)的必修課程，具有較強的可操作性，對培養(yǎng)學生運用實驗手段分析、解決問題以及提高學生科學素養(yǎng)起著很大的作用[1]。光柵衍射實驗是光學的基本實驗之一，通過實驗研究光柵衍射現(xiàn)象可以更好地了解光的波動性，同時學生可以通過光柵衍射實驗學會測量光的波長和光柵常數(shù)的方法。傳統(tǒng)的物理實驗課堂因上課時間有限，教師不能重復講授教學內(nèi)容，使得學生可能對實驗內(nèi)容與步驟不夠了解，過后也不易復習實驗知識及操作。微課具有時間短、容量小、情景化等特點，只需一臺可聯(lián)網(wǎng)的移動設備就能隨時隨地學習[2]。若將微課運用到物理實驗的教學中，學生可利用微課視頻進行課前預習，也可以課后強化鞏固，還能反復觀看不理解的實驗知識或者實驗步驟。可見，微課能很好地滿足不同學生的學習需求，使他們在學習過程中獲得了更多的主動權[3]。此外，運用微課來輔助物理實驗教學還能極大地增強學生學習的主動性與積極性，有效地提高教學效率，達到課堂效果最大化的目標。

1 前期分析

在進行微課設計前教師應先對微課視頻的學習者的知識技能水平以及學習需求進行分析。其次，對教學目標和教學內(nèi)容進行分析。光柵衍射的微課視頻的學習者通常是理工科專業(yè)的大學生，他們已具有較好的實驗基礎和邏輯思維能力，對光的干涉和衍射有一定的了解，但是對光柵衍射的原理以及一些陌生的實驗儀器的使用還不清楚。因此，微課授課過程應重點講授實驗原理和實驗操作部分，進行微課制作時也要重視該部分的設計。本實驗微課的教學目標有：通過學習實驗內(nèi)容，了解光柵的主要特征，理解光柵衍射的原理；能夠分析實驗現(xiàn)象并對實驗結(jié)果進行數(shù)據(jù)處理；進行實驗探索，學習如何使用透射光柵測量光的波長；通過實驗，培養(yǎng)實事求是的科學態(tài)度，體驗科學實驗過程的艱辛與成功的喜悅，激發(fā)對于物理實驗的興趣。

2 微課設計

2.1 教學設計

微課具有“短小精悍”的特點，如何在10-15分鐘內(nèi)把實驗內(nèi)容講透徹，使得學習者在短時間內(nèi)能掌握所學內(nèi)容，就有必要精心設計整個微課的教學[2]。微課的教學設計應始終遵循一個原則——“以學生為中心”，從學生的視角出發(fā)，使學生獲得良好的學習體驗，從而提高學習效果。

教學方法是教師為達成教學目標、實現(xiàn)教學內(nèi)容所使用的教學手段。本微課用到的教學方法主要有講授法和直觀演示法。在講授時，要讓學生充分了解光柵衍射的實驗原理，熟悉實驗儀器的調(diào)節(jié)以及實驗的設計思路。實驗步驟環(huán)節(jié)，教師演示完整的實驗操作過程，并對要點和需要注意的細節(jié)重點說明，使學生在直觀的視覺、聽覺刺激中獲得生動具體的學習體驗。本微課的教學流程如圖1所示。

圖1 教學流程

2.2 課件設計

微課教學使得教師與學生有著時空上的分隔，幾乎所有的教學信息都靠課件和教師的語言來傳達。可見，課件對于微課的好壞是多么重要。一個好的課件必須主題鮮明、結(jié)構完整、重點突出。制作PPT課件時只需展示核心內(nèi)容，零碎的、不重要的知識點可通過后期教師口述出來。此外，PPT的畫面布局要合理，視覺效果要美觀。否則，學生在觀看微課過程中產(chǎn)生視覺疲勞或覺得無趣從而注意力不能集中，就會導致最后的教學效果下降。

（1）PPT版面設計：把版面設計好了首先就能在外貌上吸引學生，然后在文字、圖片等元素的編排上給予學生舒適的視覺體驗。從而，學生對微課視頻的注意就能更加持久。首頁的版面信息應包含學校名稱、實驗名稱等，排版采用圖形+動畫+文字的形式，既簡約大方，又具有設計感，如圖2所示。尾頁則在顏色、字體、布局方面與首頁的形式一樣。中間頁的設計使用統(tǒng)一的淺色背景，左上角放置本校的?；蘸驮擁摰臉祟}，標題下面則放置對應的內(nèi)容，如圖3所示。

圖2 課件首頁

圖3 課件中間頁

（2）PPT文字設計：文字內(nèi)容應盡量簡潔，只需將重點內(nèi)容呈現(xiàn)在課件上即可。文字格式方面，正文文本應選擇筆畫差不多一致的字體，比如微軟雅黑；文字的字號應足夠大，最好不要小于24號字；字體顏色與背景顏色應有明顯的對比且與PPT的主題顏色相協(xié)調(diào)。對于需要強調(diào)的文字內(nèi)容，可設置加粗或使用較亮眼的字體顏色。

（3）PPT圖片設計：有統(tǒng)計結(jié)果表明，對讀者而言，圖文并茂信息的閱讀接收效果比單純的文字信息要好六倍，可謂“一圖勝千言”。在微課的課件設計中適當運用圖片可以彌補文字信息在表達上的不足，能夠直觀、生動地表達教學信息，幫助學習者理解教學內(nèi)容。

（4）PPT動畫設計：當幻燈片有多個層次時，可以通過設計動畫配合教師的授課節(jié)奏讓內(nèi)容依次呈現(xiàn)，這為學生觀看微課視頻提供了很好的引導。動畫的設計應做到數(shù)量要合理、形式要簡單，動畫添加得太多，難免會讓觀眾覺得繁瑣。太復雜的動畫雖然看起來炫酷，但是會讓觀看者產(chǎn)生視覺疲勞，這反而是畫蛇添足。

2.3 腳本設計

微課腳本就是把微課教學的流程用文字、圖像、表格等元素表達出來，為微課的錄制打基礎[2]。在錄制微課前，需要根據(jù)教學內(nèi)容、教學設計、畫面布局、時長安排來構思微課的流程，再結(jié)合實際情況和微課視頻的拍攝需求逐步細化錄制過程，最終形成完整的腳本。一個好的微課腳本能減少錄制中出錯的次數(shù)，從而使微課視頻制作的效率得到提高。本微課視頻的腳本從畫面內(nèi)容、解說詞、錄制方法、時長四個方面進行了設計，如圖4所示。

圖4 光柵衍射的微課腳本設計

畫面內(nèi)容設計：本微課視頻的畫面內(nèi)容由兩部分組成，即PPT課件和實驗操作過程。其中，實驗操作過程由教師進行現(xiàn)場演示，所以在拍攝前需要對畫面內(nèi)容進行精心設計，每個操作步驟應該如何呈現(xiàn)都要認真的考量。

解說詞設計：解說詞是教師在微課講授中的“演講稿”，是配合畫面進行的解說。微課不像傳統(tǒng)課堂有四十分鐘的時間讓教師對知識點“緩緩道來”，要在短短幾分鐘內(nèi)講清楚知識點，解說詞就應該足夠簡潔易懂。同時，還需注意不能加入教師的口頭禪和語氣詞等，應快速并準確地將知識點講解明白。

錄制方法設計：本微課的錄制方法有兩種：課件錄屏和攝像機拍攝。前者可使用錄屏軟件來完成錄制，后者就需要對拍攝的角度進行設計。在物理實驗操作中，通常需要移動、調(diào)節(jié)多個實驗儀器，為了讓學生觀看實驗視頻更加清楚，同時給予學生不同角度的觀感體驗，可采用多機位拍攝。

時長設計：微課視頻的時長通常在15分鐘以內(nèi)，因此編寫腳本時要對各部分的時長進行合理的安排。比如實驗目的、實驗儀器這部分的教學時長可以安排得短一些，而實驗原理、實驗內(nèi)容與步驟、數(shù)據(jù)處理是教學的重點，講授所花的時間就應多一些。

3 微課制作

微課最終以視頻的形式呈現(xiàn)，視頻的制作效果如何將直接影響微課的質(zhì)量。若將微課視頻的制作過程比作一道菜的烹飪過程，則視頻的錄制就是備菜，剪輯就是進行食材的加工組合。這兩個步驟做好了，呈現(xiàn)在大家面前的就是一道“美味佳肴”。

3.1 錄制視頻

視頻的錄制分為兩部分，一部分是用攝像機錄像的方法拍攝實驗操作過程，另一部分是用錄屏的方法對PPT課件進行制。

拍攝實驗操作過程之前，需調(diào)節(jié)錄像設備到合適的位置，確保拍攝出來的視頻畫面協(xié)調(diào)。本微課視頻的錄像設備有三臺，分別負責全景、近景、特寫這三個機位的拍攝。全景機位可拍攝光學平臺全景，如圖5所示；近景機位拍攝教師調(diào)節(jié)實驗儀器的過程，如圖6所示；特寫機位可拍攝清楚實驗現(xiàn)象，如圖7所示。

圖5 全景機位

圖6 近景機位

圖7 特寫機位

除去教師演示實驗部分，剩余的教學內(nèi)容都是通過錄屏的方式錄制。錄屏的方法有多種，可以采用PowerPoint中提供的屏幕錄制功能，也可以使用專門的錄屏軟件進行錄制。在進行PPT課件錄制的同時教師可做相應的講解，提高了微課視頻中的音畫同步率。對于配音講解需注意：配音的環(huán)境要足夠安靜，沒有雜音；教師的吐字要清晰，語速要合理，停頓要得當；錄音時嘴巴與麥克風的距離不能太近，避免把爆破聲和雜音錄進去，影響教學效果。

3.2 剪輯視頻

視頻錄制完成后，將視頻素材導入到剪輯軟件中，按照教學順序剪輯并優(yōu)化視頻，剪輯頁面如圖6所示。首先，將視頻素材里多余的、不必要的部分裁剪掉。再按照微課教學流程把視頻拼接起來，在合適的地方運用轉(zhuǎn)場效果保證視頻的流暢性。其次，加入片頭、片尾和字幕。片頭應展示課程類型、實驗名稱和設計單位等信息；片尾則為致謝篇；為幫助學生理解實驗操作步驟，可在實驗操作環(huán)節(jié)添加字幕，用來進行實驗儀器的介紹以及實驗步驟的說明，如圖7所示。此外，在片頭、片尾和實驗操作部分可加入背景音樂，合適的背景音樂可以襯托乃至提升整個微課的品質(zhì)，同時還能營造較輕快的學習氛圍。

圖6 剪輯頁面

圖7 添加字幕

整個視頻剪輯完成后，必須觀看多遍微課視頻，檢查是否有遺漏或多余的地方；聲音與畫面是否同步；視頻各部分的銜接是否自然。最后將微課視頻導出為mp4的格式。由于微課視頻最終將上傳到網(wǎng)絡平臺供學生在線或下載觀看，因此導出的視頻容量越小越好，降低碼率就能達到使視頻容量減小的效果。

4 總結(jié)

本文主要從微課的教學、課件、腳本設計以及微課視頻的制作講述了光柵衍射微課的設計與制作過程。將微課引入高校物理實驗教學，可以幫助學生做好課前預習和課后復習工作，提高學生的學習效率，激發(fā)學生對物理實驗的學習熱情。