微课与大学物理探索与实践

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摘要:信息技术的发展为包括高校在内的教材建设提供了新的思路。当前高校新形态教材建设方兴未艾，结合互联网平台打造的新形态教材为教学带来了全新的体验。而微课具有针对性强、灵活的形式以及良好的交互性特点，二者的有效结合，能够有效弥补传统纸质教材的不足，提升教与学双方在教学过程中的参与度，促进教学双方的自我提升。本文以大学物理为例，结合微课的特点以及自身教学实践，对大学物理新形态教材建设进行了探讨。

关键词:微课;教材建设;教学改革

随着信息技术的发展，以微课、慕课等为代表的新技术促进了教育技术的变革，随之也带来了教育理念、教学模式乃至教育体制等方面的深度变革。作为课程教学的重要载体，教材变革也逐渐兴起。《教育部关于“十二五”普通高等教育本科教材建设的若干意见》指出:“不断丰富教材类型，继续开发数字化教材……，鼓励编写、出版不同载体和不同形式的教材，包括纸质教材和数字化教材……”。《2016年教育信息化工作要点》中进一步提出要加强高等教育的优质数字教育资源的开发与应用。大学物理作为高校公共基础课，承载着学生思维方法、创新和实践等能力培养的重任。然而信息技术的发展使得传统大学物理的纸质教材存在的不足日益凸显:形式单一、不易携带、知识更新慢等等。同时，作为教学的主体，现在的大学生们生活在互联网时代，从小就接受互联网熏陶，他们对于学习过程中的参与度、体验度有着较高的要求，这些都为新形态教材的建设和应用带来了契机。

1新形态教材的界定和微课的特色

新形态教材，指以纸质教材为基础，纸质内容和数字资源整体规划，打造多种形态的资源(视频、音频、图表、动画等等)相结合，支持多种媒介进行教学的教学资源综合体。新形态教材的主要呈现形式是以文本+X．X可以是二维码、数字化教材、课程网站等等。有以“图标+资源序号+资源标题”，也有“图标+二维码”形式等。微课指以视频为主要载体，主题围绕某个知识点或教学环节而开展。一般而言微课由视频、课程素材、测试与反馈等组成，它们以一定的结构和层次关系形成主题式的知识单元。微课教学具有以下特色:1)针对性强。微课授课时间一般为5～10min，围绕某一知识点、某一方法或是某个典型问题展开，能够实现小而精。2)丰富的展现形式。借助于多媒体制作、录屏软件等，文字、图片、动画等都可以用于微课讲授，从而使得微课具有丰富的展现形式。3)便捷的学习方式和良好的交互性。对于大学生来说，当前手机、电脑、平板等智能终端普及率接近100%，而微课具有流媒体特性使学生随时随地通过智能终端进行学习，并能便捷地实现再现与分享。

2微课与新形态教材建设的结合

2．1微课教材与教材内容的重构。当前高校《大学物理》基础课教学普遍面临学时数被压缩的客观困难，相对有限的学时与物理学众多的知识点，对教学内容的选择与安排提出了更高的要求。微课能够实现教学内容的互补和拓展，首先借助于微课教材的开发，将物理学的力、热、电、光及近代量子物理各部分模块化，知识主线、概念、规律及其演绎以纸质教材展现。然后各知识板块的重难点可以通过整体规划，将适合以微课形式展开的部分制作成微课教材，可以有效减少教材的厚度，有利于知识的更新。还有，物理学是一门实践性很强的学科，很多物理规律来源于实验，对于纸质教材来说，即使有实验讲解部分，也很难实现学生对实验过程的再现。微课通过视频录制或动画制作，对教材中涉及的实验进行再现，学生通过观看并在此指导下重复实验，能提高学生的参与度和获得感。不仅如此，结合微课，可以为学生准备好大量学习物理学所需的准备知识。以矢量运算为例，作为大学物理的准备知识，大学物理要求学生能够熟练运用矢量运算，然而矢量运算知识是放在高等数学的向量运算中完成，大学物理教材通常都没有此内容。通过将矢量运算制作成微课，不断可以强化学生对矢量运算的理解，还可让学生随时学习巩固，有效弥补大学物理教材对矢量运算讲解的缺失。同时，作为数字化教学资源，微课教学内容更新方便，形式灵活，有利于提高教材对学生的吸引力。2．2微课与对新形态教材在教学过程应用的促进。新形态教材的特色和优势需要在教学过程中体现出来，微课对新形态教材对教学过程中的促进作用，在课前、课中和课后三个环节中都有充分的体现。首先，微课除了课堂教学内容以外，还可以将与课堂主题相关的教学设计包含进来，有利于学生通过课前预习了解知识的整体架构。其次在课堂上，通过针对教学重难点制作的微课教材，实现多种资源的精细融合，主题鲜明且重点突出，能够有效提高课堂的教学效率。同时通过在微课教材中设置问答、课堂练习等环节，以及教师的教学反思与点评等，增强师生互动，有利于调动学生的学习积极性。课后，微课教材使得学生可以随时调用教材内容，有利于学生复习巩固。另外，教师还可以通过制作答疑型微课，将学习过程学生的典型错误、疑难问题集中，及时进行学反馈，有利于学生知识体系的构建。2．3微课对教学团队的促进。无论建设还是使用，新形态教材的推进都离不开高素质的教师队伍。微课建设，从选题、脚本设计、视频制作到剪辑，然后在使用中优化;内容上从严谨而周密的教学设计，到丰富的多媒体视频、音频资源建设及剪辑，以及主题讨论、作业、试卷乃至题库等等，这些单靠一个老师的力量很难完成，它需要一个甚至多个团队的协调和合作。另一方面，微课教材不设置固定模式，教师可以结合自己的兴趣，从一个的“小”的典型问题展开，在编写和制作时可以充分体现自己的风格，并让自己的教学为其他人提供借鉴和启发。微课的这种自由属性，让每个老师能够展示自己的情感特质，这对于教学团队的形成和建设大有裨益。微课建设的过程中，优秀教师的教学理念和教学心得能逐渐沉淀，借助微课的便捷交流和传播，凸显优质教育资源的特色;对团队成员还能起到骨干、示范和引领的作用，促进团队的向心力和凝聚力。

3新形态大学物理教材建设的思考

3．1充分考虑高考改革对教材内容的需求。作为基础课，大学物理普遍存在课时少、内容多的困难，另一方面，随着我国新高考改革的展开，高中生的物理知识基础和储备差异性逐渐扩大。新高考制度的变化在于两个主要方面:一方面是学习的科目可以选择。考生可以在理化生(物理/化学/生物)、政史地(政治/历史/地理)以及信息技术等课程中进行选择。另一方面是学习的内容可以选择。高中物理实行“必修+选修”教材，学生可以选择学习内容(如热力学、振动和波等)。两个方面的变化，再加上即将全面推行的取消文、理科改革，必然对高校大一新生的物理学基础产生显著的影响。以热力学为例，此部分内容在人教版高中物理教材中被安排在选修3－3模块。笔者近期对大一新生的一项调查显示，对于共计400位有效调查对象，有近半数同学(196人)高中阶段没有选修此部分内容。他们对热力学的基本概念如理想气体模型、气体的状态参量等没有形成初步印象。对于高中物理选修3－4内容(以振动和波、光学为主)，同样的情况也有存在。因而笔者认为在新形态教材的建设中，有必要对类似的情况进行系统的分析和规划，并结合微课教学，保证学生能够借助于新形态教材的内容设计提前做好知识的储备。3．2充分重视教材内容的质量和形式的统一。传统的纸质教材经过长时间的使用和调整，已经形成了相对完善的结构和知识体系。而新形态教材作为互联网+背景下发展起来的新生事物，教材的形式、内容设置乃至整体规划等等，都还在起步摸索阶段，无论是数量、内容质量等均有待完善。无论是什么形态，内容始终是教材的核心和基础。以纸质教材为借鉴，新形态教材建设应该有高起点，摈除原有纸质教材同质化的问题，针对不同学生，充分考虑差异性和个体性，做好内容设计和形式设计。微课教材与新形态教材的结合与建设，最终应该放在互联网平台接受检验。虽然囿于教学硬件条件(如网络、教学设备等)、学生使用习惯等客观因素的限制，目前还难以推行完全的数字化教材。但可以采用纸质教材为核心，通过微课等信息技术为手段，建设相对独立完整的碎片化资源。将二者通过互联网技术(如网站平台、APP等)加以融合，同时利用大数据等信息平台，追踪学生关注的热点，对微课等独立的资源进行内容调整和完善。同时，作为新形态教材的使用端，当前智能终端产业也也在蓬勃发展，新形态教材的建设转型需要“持续创新、不断迭代以及长期的进化”。将不同形态的大学物理教材打通，使之适用于各种不同的学习终端，为教学双方提供一体化学习方式，是新形态大学物理教材建设的必然方向，下图给出了笔者对新形态教材建设的设计流程图。3．3充分重视教师的培训。新形态教材的建设和实践离不开使用者的参与。教师作为教材的使用者和传播者，首先要保证自己对新形态教材的理解和认识。新形态教材中大量信息技术的使用，以及不断更新的知识内容，都需要教师不断学习才能充分发挥新形态教材的优势。因而在推进新形态教材开发的同时，还要加强对高校教师的培训。另一方面，近年来高校普遍的“重科研、轻教学”倾向，使得很多教师对投入教学的意愿降低，相对于原有比较熟悉的纸质教材，他们对于新形态教材的接受度也有待提高。通过培训让老师充分认识信息技术的强大，认识到新形态教材对教育教学的促进，才能更好地促进新形态教材质量和数量的提升。

4结束语

综上所述，在当前“互联网+”背景下，将新形态教材建设与微课的开发结合，有利于提高学生的参与度，培养学生的自信心，促进学生由被动学习转为主动学习、合作学习。然而如何进一步提高新形态教材的质量，并能更好的推动新形态教材在教学中的应用，促进教学效率的提升，还有待于更多的老师参与进来。本文得到大学物理国家级实验教学示范中心(南昌航空大学)开放基金及中国纺织工业联合会“面向不同专业《大学物理》基础课微课设计、制作与应用”(2017BKJGLX122)联合资助。

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作者:郭健勇 赵光欣 黄 熙 谭艳蓉 陈飞明 许明耀 伏燕军 单位:1.南昌航空大学 2.武汉纺织大学