“微课+仿真”在大学物理课程教学中的应用探索

鲁芬+夏飞莱+赵宗坤+郭锐+姚中秀+程翊

摘 要 本文分析了大学物理课程的教学现状和存在的几个问题，并阐述了如何利用微课和仿真来解决这些问题，最后提出将微课和仿真进行有机结合构建新型教学模式。

关键词 微课 仿真 大学物理 教学模式

中图分类号：G434 文献标识码：A

0引言

物理学是一门以实验为基础的自然科学，包含大量实验现象和自然规律，抽象的概念、复杂的现象、三维的模型等用“讲授+板书”的教学方法是无法达到良好的教学效果的，传统单一的“老师讲，学生听”模式已无法适应时代的要求。要更好的实施物理教学，必须依托现代化手段并应用到实际教学中。为此利用微课来解决以上的问题是目前的一大趋势。微课程是网络时代的新型学习资源，高质量的微课程不但能满足学生的个性化学习需求，提高课堂教学效率，而且能有效的提高教师的专业发展能力。因此，在大学物理课程教学中建立仿真课堂并引入微课的这种教学模式十分必要。

1大学物理课程教学现状及存在的问题

1.1大学物理内容多，领域广，理论性强

每堂课包含的知识点、信息量的广度和深度都远远大于中学课堂，而且接触到的物理量都是变化的矢量，遇到的问题都是条件多变的，需要用积分的方法来解决的，这更是对学生的高等数学的知识有一定要求。另外有些内容是中学没有涉及到的，例如刚体力学，对于大一学生来说难度尤其大，需要花较多时间去消化和理解，但课堂上的时间是有限的，因此学生急需课下的辅导和学习。

1.2教学形式单一，枯燥

物理学是一门实验科学，包含大量实验现象和自然规律，抽象的概念、复杂的现象、三维的模型等用“讲授+板书”的教学方法是无法达到良好的教学效果的，现阶段虽然引入了先进的教学多媒体设备，但是大学课堂教学多数仍采用老师讲解和灌输的方式，学生缺乏主动性和独立思考的能力，整个课堂略显沉闷，不生动，无法激发学生的学习兴趣和提起老师的上课激情。另外有些物理概念和模型是非常抽象的，看不见也摸不着，例如电磁波，对于这类问题的讲解仅仅依靠课堂上老师的PPT课件的播放和阐述是远远不够的，效果欠佳。因此教学形式需要多样化。

1.3课前预习不充分，课后复习无条件

不管是大学物理理论还是实验，学生在上课之前都应该对相应内容进行预习和思考，这样在课堂上才能做到心中有数，对关键的问题才会有深刻的理解，从而提高课堂效率。但实际情况并不是这样的，理论课堂上老师从学生的眼神和反应中可以看出学生并没有提前看书预习，更有学生甚至不知道老师讲到什么内容了；实验课堂上老师对预习进行检查和提问时发现学生对实验的预习程度远远达不到独自完成实验要求的标准。理论课堂教师多采用多媒体教学，PPT播放课件，课后学生想回顾课堂内容苦于无教师课件，或者无教师的点拨因而放弃复习；实验课堂，学生上交实验报告后就觉得自己的任务已经完成了，所做项目就不再理会了，就算想复习以备考试多数都会被“看不到实验仪器不知道如何操作”的客观条件所限制了。

1.4学时压缩，丰富的学习内容与有限的课堂时间难以平衡

随着教学改革的不断深入，物理课学时不断减少，而现代科技内容不断拓展，教师为了完成教学大纲的要求只能对相应知识点做描述性讲解，不敢深入；实验课堂上教师总是怕学生原理不懂，仪器不会操作，于是讲得内容很多很细致，但是又不能过多的讲解，以免占用学生的操作时间，因此在有限的时间内总是很难尽兴。使得教师在教学过程中很难调和分配课堂时间。

2仿真在大学物理课程教学中的应用

针对上述问题，我们可以尝试把仿真引入以激发学生的学习兴趣，提高教师的教学效果。

2.1利用仿真建立物理模型

在大学物理中，对于复杂多变的实际情况和抽象的概念仅仅依靠课堂上老师的描述、黑板上的画图、PPT课件里的演示是很难让学生理解和接受的。这时，如果利用仿真软件将抽象概念和复杂情况构建出栩栩如生的物理模型，针对该模型，仿真演示不同条件下的变化情况，既生动又形象，学生的兴趣立刻被激发，教师的课堂活动得以顺利展开。例如，刚体力学中对于刚体和非刚体的概念、非刚体的运动这块知识的讲授就可以考虑用仿真构建刚体模型，并且模拟出刚体和非刚体的所有的运动情况，结合仿真模型给学生讲解分析就通俗易懂多了。又如电磁学部分的内容，电场和磁场既看不见又摸不着，非常抽象，学生很难理解，学起来很吃力。如果利用仿真软件构建出三维空间的电场和磁场模型，模拟电场线和磁力线的变化，学生在此基础之上就很好理解什么是电通量、磁通量，霍尔效应现象是怎样的，教师也好有效展开教学活动。

2.2利用仿真再现复杂现象

在大学物理实验中，有些仪器是很复杂的，例如分光计，旋钮多、组件多，使得操作更加繁重，学生仅仅依靠老师课堂上有限时间内的一次操作演示就想把整个仪器的使用都掌握而不出错，显然是不可能的。另外，有些仪器在操作过程中，每动一步往往都会出现相应的现象，例如示波器，学生仅依靠老师边操作边描述是很难将相应现象想象出来的，这样就会出现老师讲解的时候听得很清楚，讲完后自己操作起来又忘记步骤不知道该怎么做了。如果能够将复杂仪器的操作过程进行仿真，模拟出操作过程中出现的现象，这样在学生头脑中的印象就会加深，自然就记住仪器的操作步骤，顺利的完成实验了。同时也节省了老师的演示时间，就有更多时间辅导学生了。

3微课在大学物理课程教学中的应用

针对上述问题，我们还可以尝试把微课引入以提高学生的学习效率，提升大学物理教学的水平和质量。

3.1真实的还原和再现课堂

微课制作通常是由教師对照着PPT课件有针对性的讲解，过程中可以播放音乐、图片以及动画等，还可以对照实物进行现场演示，最后录制成一个小视频来完成。整个课堂的真实情景完全体现到微课视频中，既生动活泼又具趣味性，还能在较短时间内吸引学生的注意力。这一特点在大学物理理论和实验教学中都能很好的发挥其作用，理论课教学中学生如果能提前观看相关微课视频，提前预习并带着问题来上课，课堂的听课效率会明显提高；课后观看微课视频可以对所学知识加以巩固，顺利完成作业。实验课中学生可以通过观看实验原理、仪器操作和注意事项的微课视频来身临其境的体验整个实验过程，回答预习中教师设计的问题，提高预习效果。

3.2个性化的需要提高学习效率提升教学水平

“短小精悍，使用方便”是微课的特点，视频时长通常都在10分钟左右，符合学生的学习规律和认知特点，能让学生高效完成学习任务而不会感到疲劳和注意力分散。因为时长短，所以微课容量小，学生可以根据自身条件将微课视频下载到智能手机、平板电脑等各种移动终端设备上，利用零碎时间随时随地的观看“微课”视频，实现个性化的安排自己的学习时间和任务，提高学习效率。

“主题突出，指向明确”是微课的另一特点，其视频内容都是围绕着一个教学主题展开的，目标单一，内容精简。我们可以把重点和难点分别制作成微课并上传到网上，这样学生在学习的时候就可以根据自己的需要有选择的进行学习，教师在课堂教学中就可以合理的调和分配课堂时间，所以通过微课可以满足学生的个性化学习需求，提高学习效率，提升教师的教学水平。

4微课与仿真相结合构建新型教学模式

引入微课后，利用微课“主题突出，指向明确；资源多样，情景真实；短小精悍，使用方便；半结构化，易于扩充”的特点，将重、难点制作成一个个微课视频并上传至网络，使学生随时随地，想学就学，想看就看，每个知识点都能弄清楚弄明白，大大提高了学生的学习效率和教师的教学效果，但微课作为一种新兴的教学资源模式，还不够成熟与完善。

因此，在大学物理课程的教学中我们应该将微课和仿真课件进行有机结合，根据教学内容合理安排，制定基于微课的大学物理仿真课堂的新型教学模式，可以使有限课时下的课堂传播更丰富的物理学知识，使老师好教，学生好学，达到双赢的教学效果，使应用型人才的培养目标落实到具体的教学活动中来。

参考文献

[1] 付喜，李黎明.基于“微课”的《大学物理》课程教学模式研究[J].湖南科技学院学报，2015（10）：10.

[2] 唐艳妮，徐军，罗积军，赵云芳.微课在大学物理实验教学中的应用探索[J].物理与工程，2014（7）.