翻转课堂教学模式下的大学物理实验微课探究——以光学实验“牛顿环”为例

马瑞婧

(山西运城学院物理与电子工程系　山西 运城　044000)

1　引言

随着目前无线网络的普及、视频传输与压缩技术的成熟、移动智能终端的日渐流行，互联网逐渐进入“微时代”．微信、微博、微视频等已然成为当下“碎片化”的生活空间中的主要表达方式．技术的发展无疑引领了社会文化、生活方式的改变，并在教育领域不断地酝酿发酵．移动学习、翻转课堂等学习方式成为教育发展的新理念，引发教育工作者的思考与实践，微课也成为“微时代”语境下一种新探索．

微课(Micro-lecture)又名微课程，是相对传统课程而言的一种微小课程，主要针对某个知识点或突破某个教学问题而设计的网络视频课程[1]．它通常由简短的微课视频及配套资源组成，通过微课设计，学生可以根据自身所需搜索相应的学习资源，自主地挖掘所需知识点，有针对性的开展学习．同时，简短的微课视频让学生更好地集中注意力．作为一种现代化教育新形式，微课受到国内外教育者的广泛关注，在移动学习和在线学习等方面得到应用并取得良好的教学效果[2]．

物理学是所有理工科类大学必备的基础课程，而其中的物理实验在培养高水平的工程技术人才中具有重要作用．大学物理实验是物理科学的基础，是学生进入大学后接受系统实验方法和实验技能训练的开端，它既是理论知识的载体，又是科研技术与方法的综合．通过物理实验课程的学习，学生可以直接观察和分析重要的物理现象，掌握物理量的测量和基本的物理实验方法，加深对物理原理的理解，完成知识能力的转移[3]．但在实际教学过程中，由于实验课时不足、实验室开放时间有限及实验仪器数量等教学条件限制，学生动手参与实验的机会不多，所以，实验教学效果并不理想．而微课堂的教学模式给物理实验教学提供了一个新的思路：如果学生能够在课前完成实验相关知识的学习，就会减少教师实验课堂讲授时间，从而留给学生更多的时间进行物理实验、参与交流讨论和获得教师的指导，以解决学生动手实验机会少、实验时间不足的问题[4]．

为此，本文通过介绍微课的概念和特点，并从大学物理实验课程的微课制作着手，探索了如何将微课与大学物理实验课程教学相结合，以提高教学效果和培养学生创新能力．

2　微课及特点

微课的雏形最早见于美国北爱荷华大学LeRoyA． McGrew 教授所提出的60 s课程以及英国纳皮尔大学T．P．Kee 提出的一分钟演讲[5]．微课既有别于传统单一资源的教学课例、课件等教学资源，又是在其基础上继承和发展起来的一种新型教学资源．一般而言，微课具有以下特点：

(1)内容精细化，教学时间短

微课的时间一般为10～20 min，内容短小精悍．它不是课堂的录像，也不是一节课知识点的缩减，一个微课的视频就要讲清楚一个知识点，一个问题及解决方法．知识点及功能明确，为自主学习和个性化学习提供有力支持．另外这个时间点也正符合学生学习的注意力集中点，一般能集中注意力5～20 min，同时也可借助目前移动互联网络的优势，学生更喜欢网络化、“指尖化”的学习方式．

(2)视频具有吸引力

微课内容的呈现不再局限于课堂实录，视频制作过程中往往采用各种多媒体技术，有声音、有动画，教师的形体语言被淡化，让其呈现形式丰富多样，营造出一个真实地学习情境．学生可以利用微课真实情境化培养隐性知识，增强知识的迁移和提升[6]．

(3)自主学习

微课的应用为学生自主学习提供了一个知识挖掘平台，通过微课设计，学生能根据自身所需搜索相应的学习资源，自主地挖掘所需的知识点、有针对性地开展学习．

(4)学习方式多样化

通过微课的互联网应用播放方式，允许学生在自己的手机、平板、电脑等各种场所随时随地地开展学习，这种主题集中且简短的微课能够有效地利用各种闲暇时间，如坐公交、排队买东西等、充分地提高了学习效率．

3　牛顿环实验微课的教学案例

牛顿环实验是大学物理光学部分的实验，是利用分振幅的方法产生的干涉现象，也是典型的等厚干涉．通过该实验，学生可以对光的干涉原理和现象有更形象的认识和应用．并且学会利用光的干涉法去测量凸透镜的曲率半径、了解读数显微镜的使用方法和逐差法处理数据的方法．从而提高学生观察事物、分析事物和动手独立解决问题的能力．

3.1　微课的设计

3.1.1前期分析

实验名称：牛顿环实验

实验内容分析：这是学生学完大学物理光的干涉后的配套实验．学生已对牛顿环实验的原理有一定认识．所以该课程重点并不是介绍实验原理，而是引导学生将理论知识迁移到实用中来，面对具体问题，具体运用．另外在设计中要着重演示读数显微镜的使用和读数，强调容易出错地方．并且设置问题，引导学生去思考，激发学习兴趣．

3.1.2微课程设计

表1　牛顿环实验微课程设计

3.1.3微课的制作流程

表2　视频的制作与设计

4　微课制作及教学效果反思

通过以上设计的牛顿环微课视频进行尝试探索性教学，通过学生的反馈，及结合教学效果，对微课程设计和教学进行总结与反思，归纳如下.

一方面微课为大学物理实验提供了新的模式，将微课应用于大学物理实验教学，可以产生以下良好效果：

(1)微课能够加强学生的设计实验能力

物理实验现象是实验教学的关键，传统的教学中一般是教师在课堂上操作演示，但是由于人数多，教师的演示实验很难让每位学生观看清楚．所以学生实验过程中动手操作混乱，成功率不高．现在微课可以在电脑、平板甚至手机上就可以直接演示，并根据自己的需要，选择重复观看，提高实验成功率．

(2)一对一教学成为可能

实验教学过程中，每一位学生的能力、知识结构、理解水平、处理问题的角度各不相同，衍生的问题就不一样，而教师只有一名，很难做到因材施教．久而久之会影响学生的学习兴趣和学习效果．而实验微课视频是一对一的，教学内容、实验现象、实验步骤都可通过视频一对一的演示，节省了时间用于教师分别回答学生的问题，提高了教学的效率和教学效果．

(3)教学理念的转换

通常在传统实验教学的过程中，相当一部分学生进入实验室态度消极，应付了事，下去抄袭数据和实验报告．造成此现象的原因是多方面的．一方面，学生对实验学习没有目标，动手能力差，实验仪器紧张等．另一方面，学生人数较多，教师不能照顾到每一位学生．而制作的微视频上传到微课平台上，供学生在课外预习及学习，这样可以做到在实验之前，学生对干涉的原理知识做到复习和理解，在实验过程中做到有的放矢，使实验课从注重讲解、实验测量转化为注重引导观察、逻辑分析、讨论、测量、兴趣化扩展相结合；从死板教学变为生动化、兴趣化教学，引人思考，形式灵活，增加启发性、互动性、探究性，从而克服以往过多演示的死板教学，实现手把手辅导[3]．

而另一方面，虽然微课用于实验教学能提高学生的观察和分析能力，但是同时也有其弊端．虽然微课能清晰地呈现教学内容，但无法真实地记录课堂中的师生行为[7]；而且并不是所有的知识点和内容都适合设计成微课程．例如一些简单易懂的定理、原理，完全不必要借助微课视频，从而造成资源浪费，也会让学生失去观看微视频的兴趣．另外教师很难照顾到每位学生自主学习情况，由于学生自我约束能力和自主学习能力有限，教师很难控制学生观看视频的认真程度，这对教师控制教学进度、把握学生学习深度方面提出很大挑战．所以，不能用微课完全去替代传统教学，而是根据不同内容和需要，在传统教学过程中，恰当地结合微视频，扬两者之长，避两者之短，获得统合综效的结果[8]．

5　结束语

从以上尝试性教学来看，微课不仅适用于物理实验教学，还对其他学科有着实际意义．相信不久将来会改变传统的课程资源教学结构，支持和变革教与学的方式，满足了碎片化时代的学习文化，为智能教育提供泛在的优质的学习资源．对于微课不能呈现教学行为和教学气氛的不足的弊端，还需要更多的教师根据掌握不同环境下教学行为的变化特征，以教学目标和教学内容为依据进行优化的教学设计，综合运用传统与现代的教学资源进行合理配置，在新的教学环境与教学形式下实施有效的课堂教学行为[9]．

FeasibilityAnalysisontheApplicationofMicro-classbasedonFlippedClassroomModeintheUniversityPhysicsExperimentTeaching

Ma Ruijing

(Department of Physics and Electronic Engineering,Yuncheng University, Yuncheng，Shanxi044000)

Abstract:Flipped classroom and micro course lead to the teoretical and practical research on instruction reform all over the world.University physics class teaching reform is imminent.From the micro course of University teaching physics experiment course maed to improve teaching effectiveness and foster students innovation cappcity,how to combine Microlecture with University teaching physics experiment was explored.

Keywords:Micro-course;flipped classroom;university teaching physics experiment