微课在物理实验教学的作用

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摘要：文章首先从实验的前认知、实验的操作和观察、实验的后反馈三方面阐述了物理实验教学的三大过程，然后阐述了微课在物理实验教学中的应用，包括通过微课提供更丰富的前认知；通过微课对实验更具象化的呈现；通过微课提供更准确、到位的后反馈。

关键词：微课；物理实验教学；前认知；后反馈

伴随着“可汗学院”“翻转课堂”等新型教学形式在国内宣传普及，微课这种教学方式有着越来越多的支持者和研究者。根据华南师范大学胡小勇教授的定义，微课是以微视频为主要载体，基于一个学科知能点（如知识点、技能点、情感点等）或结合某个具体的教学要素和环节（如目标、导入、内容、方式、过程、评价等），精心设计和开发的可视化微型（5~8分钟）优质学习资源[1]。物理的学习离不开实验，因此实验教学是物理教学中的重点，微课有着“短、小、精、悍”的特点，本文将对微课在物理实验教学中的应用进行研究，并以相关案例辅以说明。

一、物理实验教学的三大过程

（一）实验的前认知。物理实验是物理学科验证猜想、度量世界尺度、探知自然界客观规律的手段，因此研究者、观察者进行试验的动机是对客观世界及存在于其中的现象产生疑问，激发学生内在的学习动机，是提升教学效果的重要方法之一，因此在学生开展实验操作或观察前，教师利用不同媒体向学生展示与实验相关的现象，可以让学生在大脑里形成对某类现象的感知，引起学生的思考，激发学生的学习动机。（二）实验的操作和观察。物理实验教学从实验组织形式可划分为演示实验和学生分组实验。演示实验教学，教师尽可能把实验仪器的使用、实验的设计、实验的步骤、实验的现象向学生演示，学生同时对上述客体进行仔细的观察，从而对实验形成比较全面的了解；分组实验则是更倾向于锻炼学生实验的操作，在进行实验的过程中，学生必须了解实验的原理、仪器的使用方法、实验设计的逻辑、实验的观察对象、如何获取数据及分析数据、得出相关结论。（三）实验的后反馈。进行实验的观察或操作之后，学生需要把在实验过程中获得的认知输入大脑进行加工、整理，变成更深入的理解。这个过程学生需要把曾经观察过或操作过的内容重新从记忆中向外反馈提取，在大脑中对这些记忆像放电影那样回溯、放大、停顿、拆解、整合、迁移等，这些大脑运动都要求学生对待加工的内容能有清晰的记忆作支撑。

二、微课在物理实验教学中的应用

（一）通过微课提供更丰富的前认知。教师可以制作微课，介绍接下来要进行实验相关的自然现象、生活现象及与其有关的背景知识。微课可以由PPT、图片、文字、视频、动画不同的多媒体组成，能在适时的位置停顿、留白甚至是加入提问，引导学生对有针对性的问题进行思考。微课能通过教师旁白甚至是教师出镜讲解，解析现象中蕴含的物理知识，更能让学生以物理思维对现象进行认知。微课的内容经过教师的挑选，不再局限于某一两个经典现象，还可以选取更多样化的素材制作微课。教师能结合具体实验把制作好的微课通过网络传送给学生，让学生能更好地通过多样化的微课完成实验的前认知[2]。例如，“光的直线传播”一节教学中，教材安排了一个演示实验———光在不同介质中传播时的现象。为了表示“光线”，教师一般会使用激光笔，而日常生活当中人们是很少看得到“光线”的，因此教师可以在课前制作一个有关“光”“光线”的微课，帮助学生搭建认知的台阶。（二）通过微课对实验更具象化的呈现。对于演示实验而言，实验现象是否让学生清晰可见，几乎决定了该次实验成功与否。随着多媒体、网络技术的发展，利用实物投影、投屏技术增强实验现象呈现的手段不断被运用于课堂教学实践。微课理念的推广，为解决此难题提供了另一种解决方案。其实几乎所有教师都在课堂上播放过实验视频，一般还会带有旁白，这就是微课的雏形，或者说是最简单的微课。教师要更好地解决问题，应该制作更高阶的微课。微课的形式不仅是下载实验视频在课堂重播，微课的特点也不仅是在某些时刻拉近镜头放大现象，更应该是教师结合对学生了解、对教学内容2020年4月的理解，利用多媒体编辑软件和摄录工具重新整合、编辑、自制素材，制作更能服务于课堂教学的微课，有目的地、有效地呈现实验演示的现象。如“水的沸腾实验”，实验过程需要利用温度计测量水的温度，由于“水的沸点”这个“词汇”在学生就读小学甚至更早的时候就已经进入学生的大脑，所以学生的观察通常会把注意力放在温度计的示数上，然而这个实验最重要的应该是水的沸腾现象。这时教师可以对实验过程进行摄录，通过编辑———放大、慢动作等处理，配以旁白、字幕，制作成微课，在课堂上给学生观看，能有效弥补学生自行观察时的不足[3-4]。分组实验操作能使学生有更多的收获，会对学生的能力有更大的提升，但与此同时学生遇到的困难也会增多、难度也会增大。学生在动手进行实验前，有两个问题必须解决，一是为什么要进行这个实验；二是为什么这个实验要这样进行。前者在前认知阶段已经解决，而当学生面对一堆实验器材时，必须优先解决第二个问题，才能让学生实验过后清楚知道自己刚刚经历了什么学习过程。其次，针对这两个问题，教师可以预先做一个微课，带到课堂上面向全班学生播放，在实验前让学生比较清楚这个问题的答案，再开始实验[5]。上述两个问题解决的是比较共性的学生问题，而更重要的是学生当中存在着个性问题，影响学生进行实验的过程。微课的特点是“短、小、精、悍”，一个微课可以集中快速地解决一个问题，教师对学生在实验会遇到的问题有一定掌握的，就可以一个问题制作一个微课，并且结合解决问题方案的不同以不同形式的微课来展现。个性化的问题需要配搭个性化的组织形式，利用现代媒体技术，如移动平板电脑，每组（个）学生在实验室各配一台平板电脑，在实验进行过程中，遇到问题时可以立即观看平板电脑内预先储存好的微课，迅速解决问题。如“测量定值电阻阻值的实验”，有关电路连接、电源类型选择、滑动变阻器的使用等问题，教师在实验前讲一遍，不可能所有学生都能把所有问题记住、理解，教师可预先制作好分解问题的微课，供学生实验时随时观看，既能提供较为个性化的辅导，同时避免教师重复辅导，节约时间，能兼顾更多学生，引导学生主动思考、主动学习[6]。虽然不少文章提到微课与个性化的关系，但笔者认为微课是一种预设或滞后的手段，不能做到一对一实时交互，所以微课只能以群体为单位解决个性化问题，几乎不可能做到完全的、真正的个性化，在很多有关微课应用的文章中都过分夸大了微课的个性化特点。（三）通过微课提供更准确、到位的后反馈。实验过后，教师和学生有检测学生（自身）收获情况的需求，微课为满足这种需求提供了新的可选择手段。教师可以制作带有问答练习的微课，还可以利用网络，直接反馈答题情况给教师[7]。而且，教师可以让学生自己制作微课，对微课的内容、形式等要求提前布置，学生制作完成后用网络传送给教师，教师通过查看学生的微课，便能掌握学生的学习情况。例如，“探究物质吸热情况”的实验，该实验最终引出了一个学生比较难以理解的物理量“比热容”，对此，教师可以要求学生做一个很简单的PPT，然后通过录制旁白的方式制作一个微课，主题是介绍“比热容”，要求时长在2~3分钟，教师可以通过学生的讲解，判断学生的理解是否准确到位，下一节课堂上能及时对学生的理解误区作出释疑，甚至学生能在微课中提出自己的疑问，通过观看微课，教师能对学生的问题进行整理、归纳，这样教师的解惑便更有针对性，从而极大地提高了课堂的有效性。

三、结语

物理学科作为自然科学学科，具有重观察、重实验、重体验、重理性、重逻辑的特点，物理中的理性与逻辑又必须以观察、实验、体验为基础。以前的学生，虽然未来的出路选择少，竞争激烈，但因为出路单一，占用学生时间的项目少，学生的时间利用率反而较现在更高。学生有更多的时间和机会亲近自然、亲近生活，自然有更多的观察和体验。现今的学生，选择多，需要应付的事情自然就多，时间都被紧紧地捆绑在不同的补习班、兴趣班上，加之电子游戏产品泛滥，学生缺乏与自然世界的接触。微课更紧贴时代的发展，能帮助学生发现、引起学生的思考、激发学生的兴趣，因此物理学科教师应该更加重视对微课应用的研究。当然，教师也要提醒自己，不管技术如何先进，自身对教学内容的深入研究和透彻理解依然是教学的核心，不可片面地追求技术的革新，而忽略对教学内容的思考，这是本末倒置的[8]。

参考文献：

[1]胡小勇.设计好微课[M].北京:机械工业出版社,2017.

[2]王聚鑫.“微课”教学模式对物理实验教学效果的影响[J].高教学刊,2017(23):85-87.

[3]李志东.微课在初中物理实验中的应用研究[J].现代中小学教育,2018(5):57-59.

[4]张玉双.微课在初中物理演示实验教学中的应用[J].甘肃教育,2019(12):90.

[5]娄燕.基于物理核心素养的微课实验教学实践与探索:以《测量金属的电阻率》为例[J].教育与装备研究,2019,35(5):27-31.

[6]周枫.基于微课导学的小组合作式初中物理实验教学初探[J].中学理科园地,2017(6):14-15.

[7]朱红淮.微课在初中物理实验教学中的运用[J].中国教育技术装备,2018(7):132-133.

[8]李少华.运用微课化解初中物理实验教学困境[J].湖南中学物理,2018(8):53-54.

作者:黄勇恒 单位:广州市第二中学