大學(xué)物理優(yōu)質(zhì)微課程教學(xué)研究

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一、微課程資源建設(shè)的目標(biāo)

大學(xué)物理課程作為工科學(xué)生的必修課，肩負(fù)著為各非物理專業(yè)學(xué)生打好必要自然科學(xué)基礎(chǔ)的重任，它用物理特有的科學(xué)和人文情懷，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、運(yùn)用物理規(guī)律解決實(shí)際問題的能力和關(guān)心人類科學(xué)發(fā)展的精神文化。[2]但受課時(shí)所限，一般高校的教學(xué)僅能完成知識(shí)傳授，同時(shí)對(duì)于基礎(chǔ)課使用的大班教學(xué)體系，往往會(huì)出現(xiàn)“優(yōu)等生吃不飽，差生卻從一開始就跟不上，中等生則兩邊晃蕩”的學(xué)習(xí)狀態(tài)，作為不受時(shí)間空間所限的微課教學(xué)就能完美地進(jìn)行這些缺陷的彌補(bǔ)。開發(fā)優(yōu)質(zhì)的微課程資源將作為課堂教學(xué)的有效補(bǔ)充，能起到“扶弱拔優(yōu)普眾”的功效：微課資源中的“基礎(chǔ)內(nèi)容重點(diǎn)講”可以起到“扶弱”效果——滿足基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生強(qiáng)化難點(diǎn)知識(shí)的理解，“拓展內(nèi)容形象講”可以起到“拔強(qiáng)”效果——有效促進(jìn)優(yōu)生拓展知識(shí)視野的同時(shí)特別注重創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)，使學(xué)生具備“理論扎實(shí)+技術(shù)應(yīng)用+工程創(chuàng)新”的綜合素質(zhì)，基于“課前學(xué)，課中做、思、研”理念開發(fā)的物理討論課可實(shí)現(xiàn)教學(xué)中的翻轉(zhuǎn)課堂，[3]從而起到“普眾”效果。例如相對(duì)論的建立過程富含系統(tǒng)的科學(xué)研究方法，但受課時(shí)所限不能課堂介紹，通過微課形式讓學(xué)生原汁原味地感受實(shí)驗(yàn)探索，理論研究的科學(xué)過程，打開他們的創(chuàng)新思維。例如偏振原理的應(yīng)用這一視頻資料中分析了大量的日常生活中的實(shí)例，配合實(shí)驗(yàn)、圖片展示和活化知識(shí)，來加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用,讓學(xué)生知道物理知識(shí)來源于生活,并能服務(wù)生活，應(yīng)用于科技，而這些在課堂教學(xué)中受課時(shí)所限無法展示，學(xué)生現(xiàn)在就可以利用手機(jī)或電腦直接觀看，拓展視野，活化理論知識(shí)。微課程資源建設(shè)既有利于學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，更促動(dòng)了教師的專業(yè)化成長。對(duì)教師而言，短片式的微課教學(xué)將革新傳統(tǒng)的教學(xué)，使主講教師不受限于教學(xué)大綱和培養(yǎng)目標(biāo)的規(guī)格化要求，電子備課、課堂教學(xué)和課后反思的資源應(yīng)用將更具有自主性、針對(duì)性和實(shí)效性，并通過平臺(tái)的推廣和應(yīng)用，讓年輕教師進(jìn)行模仿、遷移和提升，從而迅速提升教師的課堂教學(xué)水平。

二、微課程教學(xué)設(shè)計(jì)的重要性

僅從字面上理解，微課的最大特點(diǎn)就是短小精悍，實(shí)際上其設(shè)計(jì)理念與傳統(tǒng)教學(xué)就截然不同，[4]傳統(tǒng)的課堂教學(xué)以時(shí)間為單元設(shè)計(jì)一節(jié)課，確保教學(xué)的計(jì)劃性和靈活性，而微課則以教學(xué)內(nèi)容（一個(gè)知識(shí)點(diǎn)）為單元設(shè)計(jì)一節(jié)課，在學(xué)習(xí)時(shí)間上不受限制，更為靈活。相對(duì)于較寬泛的傳統(tǒng)課堂，“微課”的知識(shí)點(diǎn)聚集，主題突出，強(qiáng)調(diào)解決某個(gè)問題。所以它既可以整合常規(guī)課程教學(xué)，也可以供學(xué)生自主學(xué)習(xí)與教師發(fā)展所用，既適用于正式學(xué)習(xí)、非正式學(xué)習(xí)，也可兼而有之。針對(duì)上述建設(shè)目標(biāo)的需求，作為無人監(jiān)督的自由學(xué)習(xí)的課堂，如果只是單一知識(shí)的介紹，很難吸引學(xué)生的目光，失去自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力。所以課堂設(shè)計(jì)和講課質(zhì)量成為微課的生命線，以學(xué)生為中心，風(fēng)趣幽默的教學(xué)風(fēng)格，引導(dǎo)思考，啟迪智慧的教學(xué)設(shè)計(jì)，以知識(shí)體系和知識(shí)網(wǎng)絡(luò)為框架設(shè)計(jì)和開發(fā)的組合微課資源最受學(xué)生歡迎。開發(fā)適合和支持學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的微課，創(chuàng)設(shè)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源才能最終促進(jìn)學(xué)習(xí)方式和教學(xué)模式的創(chuàng)新。

三、微課程教學(xué)設(shè)計(jì)的策略

1.課題引入的趣味性。如何讓學(xué)生產(chǎn)生自發(fā)學(xué)習(xí)的愿望，顯然易見，必須投其所好地讓他覺得這個(gè)知識(shí)點(diǎn)值得學(xué)，想要學(xué)，為此微課的導(dǎo)入顯得格外重要，以幽默讓學(xué)生進(jìn)入輕松的學(xué)習(xí)氛圍，以情景喚起學(xué)生的共鳴，以問題抓住學(xué)生的心，從而使學(xué)生產(chǎn)生探究的欲望和認(rèn)識(shí)的興趣。同時(shí)對(duì)于不同的微課要經(jīng)常地變換導(dǎo)入的方式，使導(dǎo)入常導(dǎo)常新。以大學(xué)物理課程為例：生活案例，高科技知識(shí)，時(shí)事新聞，演示實(shí)驗(yàn)或小魔術(shù)，歷史人物故事都可以迅速激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，并帶領(lǐng)他們進(jìn)入教學(xué)情景。如生活體驗(yàn)的案例——《圓孔衍射》的教學(xué)引入設(shè)計(jì)為：夜間看汽車燈，遠(yuǎn)看是一個(gè)亮點(diǎn)，靠近了才能看清楚是兩個(gè)車燈，這是什么原因呢？在太空中進(jìn)行觀測使用的“哈勃”望遠(yuǎn)鏡長12.8米，物鏡直徑2.4米，一個(gè)望遠(yuǎn)鏡為什么要做這么大呢？如兼顧了生活案例和高科技知識(shí)，以情景和問題自然將學(xué)生帶入探究的氛圍之中——《動(dòng)量矩守恒》的教學(xué)引入設(shè)計(jì)為：大家喜歡欣賞體育節(jié)目嗎？花樣滑冰自然是不可錯(cuò)過的。看看世界花樣滑冰錦標(biāo)賽中金博洋的精彩表演吧，在學(xué)生欣賞表演的同時(shí)，適時(shí)提問，金博洋的快慢相間的轉(zhuǎn)速是如何實(shí)現(xiàn)的呢？讓我們先來學(xué)習(xí)剛體力學(xué)中的動(dòng)量矩守恒定律，再來探究其中的奧秘吧，屆時(shí)大家還能解釋巡航導(dǎo)彈的神奇的精確定位。如物理學(xué)中的藝術(shù)導(dǎo)入——《運(yùn)動(dòng)的長度收縮》則以“指點(diǎn)的男人”“站立的女人”兩張藝術(shù)圖片的展示，讓同學(xué)們看到延長被瑞士的雕塑家賈克梅蒂發(fā)揮到極至。這么美的藝術(shù)如何用物理理論來解釋呢？2.教學(xué)流程的聚焦化。教學(xué)過程是以教學(xué)內(nèi)容為客體、以教學(xué)方式方法為中介、以教師為主導(dǎo)的教和以學(xué)生為主體的學(xué)有機(jī)統(tǒng)一的動(dòng)態(tài)過程。由于微課程的短小精悍，所以該教學(xué)流程必須緊密聯(lián)系教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生擁有“更加聚焦的學(xué)習(xí)體驗(yàn)”。首先，要以學(xué)生為主體。將教師和學(xué)生置于教學(xué)活動(dòng)中“平等的交往行動(dòng)主體的地位”[5]，并將學(xué)生視為潛在的生成主體，注重教師主體的主導(dǎo)性與學(xué)生主體的主動(dòng)性，形成多極主體際（師生、生生之間）相互理解、相互信任和共享知識(shí)的協(xié)同創(chuàng)新教學(xué)心理效應(yīng)。[6]微課主要是提供給學(xué)習(xí)者開展自主學(xué)習(xí)并配合相應(yīng)的學(xué)或教的活動(dòng)形成主題學(xué)習(xí)的微型視頻。教學(xué)策略選擇的標(biāo)準(zhǔn)就是以學(xué)生主體為上，以教學(xué)內(nèi)容為王。一般由教師簡明扼要概述知識(shí)點(diǎn)，深挖教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)，把握細(xì)節(jié)，設(shè)置主題明確，逐層深入的微問題，促動(dòng)學(xué)生的思考，再運(yùn)用系統(tǒng)的思維方法，引導(dǎo)學(xué)生去逐步解決問題，循序漸進(jìn)地實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)的突破。如《圓孔衍射》的教學(xué)設(shè)計(jì)中通過適時(shí)地設(shè)問、誘導(dǎo)、點(diǎn)撥來促進(jìn)學(xué)生用已有的知識(shí)（單縫衍射）分析并推出新的知識(shí)體系（圓孔衍射），再讓他們通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)圖形，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)去掌握科學(xué)的研究方法。在《循環(huán)過程》課例中也是采取類比的教學(xué)方法，熱機(jī)由老師介紹原理分析和實(shí)際應(yīng)用,制冷機(jī)就完全可以讓學(xué)生進(jìn)行類比分析,自己得出其原理和應(yīng)用，這樣啟發(fā)學(xué)生的思考，避免灌輸式教學(xué)。其次，選用多元化的教學(xué)方法。作為課外輔助資源，微課要能吸引學(xué)生的眼球，讓他們?cè)谖⒄n中體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂，享受掌握知識(shí)的成就感，多元化的教學(xué)方法使知識(shí)的傳授不再單一，如將新課內(nèi)容劃分為幾個(gè)大問題，“循環(huán)探究，逐步深入”,從而讓學(xué)生的思維和探究教學(xué)形成一個(gè)先散后聚、不斷聚散的交替循環(huán)過程；將探究教學(xué)的相關(guān)內(nèi)容延伸至課外，如生活體驗(yàn)，科技應(yīng)用，使課堂活潑，便于從不同的角度抓住學(xué)生的注意力。如《圓孔衍射》的教學(xué)設(shè)計(jì)中：生活情境導(dǎo)入，類比教學(xué)，互動(dòng)討論，首尾呼應(yīng)的教學(xué)策略，并將演示實(shí)驗(yàn)，仿真實(shí)驗(yàn)，動(dòng)畫，彩色圖片等多種多媒體手段巧妙結(jié)合，創(chuàng)設(shè)現(xiàn)代化的物理教學(xué)課堂。如《簡諧振動(dòng)的合成》中例題的設(shè)置采取的就是層層遞進(jìn)的教學(xué)方法，從特殊到一般，從簡單到難，從正思路解題到反思維思考，從而使學(xué)生掌握真正的解題分析方法和技巧。重視知識(shí)的應(yīng)用和拓展環(huán)節(jié)。學(xué)習(xí)的直接目標(biāo)是知識(shí)的掌握，最終目標(biāo)則是能力的提高與知識(shí)的運(yùn)用，“授人以漁”的目的也是要獲得“魚”，否則只是空泛的理論。該環(huán)節(jié)的設(shè)置應(yīng)注意由淺入深，由定性分析到定量的解題。如《圓孔衍射》的教學(xué)設(shè)計(jì)中：以實(shí)驗(yàn)儀器的分析為應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)實(shí)例化，再通過課題導(dǎo)入中的設(shè)疑作為定量計(jì)算的例題，讓學(xué)生知道物理知識(shí)來源于生活,并能服務(wù)生活，應(yīng)用于科技，從而使學(xué)生對(duì)光的衍射現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)得到升華。如《運(yùn)動(dòng)的時(shí)間延緩》提出雙生子效應(yīng)，課題導(dǎo)入中提出：一對(duì)年華正茂的孿生兄弟，哥哥告別弟弟，登上訪問牛郎織女的旅程。歸來時(shí)，阿哥仍是風(fēng)度翩翩一少年，而迎接他的胞弟卻是白發(fā)蒼蒼一老翁了，真是“天上方七日，地上已千年”。怎么會(huì)出現(xiàn)這樣的效果呢？再按照相對(duì)的觀點(diǎn)，會(huì)不會(huì)弟弟看自己是少年，而哥哥是老翁了呢?這兩個(gè)問題，其一是狹義相對(duì)論（即本堂課）就可以解決的應(yīng)用問題，其二是需要廣義相對(duì)論的知識(shí)，這樣既可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)知識(shí)的運(yùn)用，又促動(dòng)他們?nèi)フn外翻閱資料，對(duì)知識(shí)體系進(jìn)行拓寬。3.課堂小結(jié)的精煉化。納入一定的框架的知識(shí)體系能讓學(xué)生記憶猶新，所以簡練的課堂小結(jié)必不可少，可用一句話串聯(lián)每節(jié)微課的知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)可繼續(xù)設(shè)疑引導(dǎo)學(xué)生的課后探究，讓學(xué)生感覺本次學(xué)習(xí)意猶未盡。如《圓孔衍射》的結(jié)語：經(jīng)過圓孔衍射的學(xué)習(xí)，我們知道一個(gè)點(diǎn)形成一個(gè)愛里斑，從而影響了光學(xué)儀器的分辨率，通過瑞利判據(jù)的學(xué)習(xí)，我們不僅能解釋生活中的現(xiàn)象，也能為高科技儀器的改進(jìn)提供理論依據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家們已經(jīng)提出的超分辨率問題又是怎樣的概念呢?這樣可以引發(fā)學(xué)生繼續(xù)探究。如《靜電屏蔽》中的結(jié)束語：本講我們看到了靜電有著非常廣泛的應(yīng)用，但也因此產(chǎn)生了不少隱患，如在易燃易爆品或粉塵、油霧多的生產(chǎn)場所極易引起爆炸和火災(zāi)，如何防護(hù)呢？課后請(qǐng)大家嘗試著給出相應(yīng)的解決方案。根據(jù)微課內(nèi)容設(shè)置難易度不一的與本講知識(shí)相關(guān)的課題，可為學(xué)有余力的同學(xué)提供拓展探究的空間，組成課外研究小組，進(jìn)而申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目等，實(shí)現(xiàn)課堂知識(shí)對(duì)課外創(chuàng)新活動(dòng)的遷移。結(jié)語當(dāng)然一堂優(yōu)秀的微課不必面面俱到，但它必須有“閃光點(diǎn)”，并且值得推廣的。它的成長將會(huì)是一個(gè)持續(xù)變化完善的發(fā)展過程，不僅意味著給學(xué)生對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)的自主學(xué)習(xí)、按需學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)了平臺(tái)，也為一線教師提供了一個(gè)更廣闊的實(shí)踐中探索、反思中提高的舞臺(tái)。

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作者:成鳴飛 彭菊 周玲 單位:南通大學(xué)