浅谈“微课”在《电磁学》教学中的应用与实践*

段美玲 胡俊丽

(中北大学理学院 山西 太原 030051)

1 引言

我国最早的学校教育要从2 000多年前孔圣人的私塾教育算起.针对学生具有资质不同、年龄不同等特点，以学生为本，孔圣人研究了一套行之有效的教学理论，如循循善诱、因材施教、循序渐进、温故知新、知行统一、举一反三、叩其两端等.可惜的是，我们对教育界圣人的经验之谈重视度不高.“洋学堂”的引入促使私塾逐渐销声匿迹，班级授课制也逐渐成为我国唯一的教学模式.由于这种教学模式要求在规定时间内完成一定的教学任务，故教师不得已采取了“填鸭式”“满堂灌”的教学方式.尽管一个班级“材质”大相径庭，教师却采用的是一份教案，实施的是一种教学模式，执行的也是一个教学进度.然而在科技发达、网络普及的今天，随着社会与时代的进步，教育也必须与时俱进，授课模式方面的教育改革势在必行[1].

现代通讯业的兴起和发展，不断推进着教育共享、教育网络化、教育信息化的发展.“微课”是指基于教学设计思想，使用多媒体技术以10～20 min甚至更短时长为单元的微型课程，是就一个知识点进行针对性讲解的一段音频或视频.这些知识点涵盖教材解读、题型精讲、考点归纳、方法传授、教学经验等方面的知识讲解和展示.可见，“微课”是集网络和信息于一体的传递知识的新教学方式，因而近年来在全球引起一股热潮，已成为教育界关注的热点话题[2,3].它不仅能体现以学生为中心的教学理念，而且能体现学生的主体地位，是易于学生接纳的传递和补充知识的方式，并能使学生体验到随时随地获取知识的喜悦，是课堂教学的一种补充形式.例如，当前在校大学生参加的各种竞赛、社团、个人兴趣等活动较多，这些活动的时间常常与上课时间冲突.若耽误课程期间的重要知识点能以微视频的形式出现在学生面前，会大大减轻因知识的断点给学生带来的困扰和担忧，也可削弱教师在后续课程讲授中的后顾之忧.因而微课在改善学生因脱离课堂造成的知识脱节、减轻学习者的学习压力等方面可扮演十分重要的角色.微课不仅适合于移动学习时代知识的传播,也适合学习者个性化学习的需求，可因时、因地、因需要而开设，具有较强的灵活性和针对性.我们相信微课翻转课堂早日成为现实，必为教育界带来一个春天[4].

2 国内外发展现状

国外微课的发展始于1960年美国阿依华大学附属学校提出的迷你课程(Minicourse).随后，新加坡教育部于1998年实施了Microlessons研究项目,英国启动了教师电视频道(www.teacher.tv),美国新墨西哥州圣胡安学院诞生了“一分钟教授”等；一大批教育工作者在全球各地成功开办了自己的MOOC，包括MIT、哈佛大学、斯坦福大学、耶鲁大学等知名高校在内，掀起了一股MOOC热潮，并在全世界范围内引起了极大的轰动，给当前的教育模式带来了很大的冲击，促使教育者对当前教育模式进行思考和改革[5,6].我国微课研究起步较国外稍晚，但随着时间的推移，教育技术界开始对微课投入越来越多的关注.教育部全国高校教师网络培训中心为贯彻落实《国务院关于加强教师队伍建设的意见》和《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》精神，为推动高校教师专业发展和教学能力提升，促进信息技术与学科教学融合，于2012年12月启动首届全国高校微课教学比赛，每两年举办一次国家级赛事，这一举措直接推动了微课在中国的发展.全国30多个省、自治区、直辖市积极响应号召，许多高校教师也投身在开展微课的教学工作中，一时间国内掀起了一股微课热潮.

3 在《电磁学》课程教学中实践“微课”的必要性

《电磁学》是“物理学”专业一门重要的专业基础课，是电动力学、量子力学、电工学、无线电学、自动控制学、遥感遥测学、电视学等理工学科的一门十分重要的基础课，是现代科学技术的重要基础.在现代科技领域中，电磁学的基本原理应用十分广泛，并且它的研究方法深深影响着学生未来的就业.因此学好《电磁学》这门专业基础课是实现理工融合的前提之一.

在教学过程中，必须通过对知识的讲解，让学生对电磁学的基本原理掌握透彻，要注重培养学生的创新精神、创新意识，要注重提高学生的综合素质.另外，电磁学的课程内容十分复杂，知识抽象，学生不容易接受.除了具有系统性和逻辑性的理论体系，对高等数学知识的要求也较高，比如，微积分计算、矢量分析等.而《电磁学》课程是在大学一年级的第二学期开课，特别是第一章“真空中的静电场”是整门课程的关键内容，只要学生能把本章内容吃透，后面的章节就会游刃有余.但此时学生还没有学习多重积分和级数展开的知识，对矢量分析的运用也普遍存在一些问题.因而高等数学有关知识成为学生学习《电磁学》课程的拦路虎之一.如此，学生在学得一头雾水的情形之下会产生厌学的情绪，甚至脱离教学.若将微课应用在这门课程的教学中，把第一章的重要知识制作成微课，当学生在这个学期的后半部分有了高等数学的相关知识，再回头巩固开始时没学好的课程内容，将有可能缓解或弥补学生脱离教学的问题.微课教育手段的引入极大地弥补了传统教育的一些不足，丰富了信息技术的内涵，在一定程度上更好地激发学生的学习兴趣，提高教学质量和教学效率.特别是，微课学习适宜与智能手机、平板电脑等移动设备相结合，在移动互联网时代为所有希望获取知识的人提供碎片化、移动化的学习新体验.因此在《电磁学》课程教学中应用与实践“微课”是非常必要的.

《电磁学》的课程结构非常清晰，以高等教育出版社出版的梁灿彬等编著的《电磁学》(第3版)为例，全书分为9章内容.可划分为“场”和“路”两大体系，“场”是关键，它控制着“路”，而“路”又影响着“场”.“场”的部分分为静电场、稳恒磁场及两者的相互作用(电磁感应和时变的电磁场)；“路”分为直流电路和交流电路；电磁学总是被以相对论的角度对待.如此说来，电场是个基础而关键的部分，只要学生很好地掌握了电场知识，磁场部分会倍感轻松.但如上所述，此时学生高等数学的相关知识欠缺，尤其是将干瘪的微积分思想具体到解决实际问题上，显得心有余悸，尽管在力学中已经有过理论应用于实践的要求.如果能将电场的重要知识点录制成微课，比如,电场强度的计算、电通量的计算、高斯定理、用高斯定理求解电场、静电场的环路定理、电势的计算、带电体系的静电能、极化强度、有介质时的高斯定理等内容，随着后续课程的学习，在需要时观看相应的微视频，会起到相得益彰的效果.这样不仅节约了教师和学生的时间，内容可供查阅且被永久保存，更重要的是学生可以随时随地有选择性的复习旧知识，温故而知新，两全其美的事，何乐而不为呢?

总结参加第二届全国高校微课教学比赛的经验，以及采纳各位评审专家提出的宝贵建议，结合与学生课堂互动、课后意见反馈、问卷调查、网上交流等形式，我们课题组将《电磁学》课程中大家公认的几个电场内容已经以微课的形式录制出来，包括概念(电场强度、电通量、电势)、知识点(高斯定理、环路定理)、解题方法(电镜像法)等.并将这些视频应用于2017级本科学生的学习实践中，将近半学期过去，学生的反馈良好，非常认可这种传授知识的方式.作为教师，看到学生的满意度那么高，我们深感欣慰.

4 在《电磁学》课程教学中实践“微课”的感触

从录制微课的实践出发，从学者的角度考虑，有以下两点切身体会：(1)内容多选学生难以理解的、对教学有价值的主题，为学生提供了自主学习的渠道，也是学生课前预习的学习资料；(2)必须聚焦问题，有针对性地解决问题，从而节省学习时间，提高学习效率.自古以来，教与学都是同时存在的，另一方面，对教者而言，微视频不仅可作为课堂教学关于某个主题或知识点的辅助讲解，还能通过课题选取、内容设计(比如插入音效、动画、图片、PPT设计、板书设计等)等，促进教师专业水平发展，提高知识讲解与总结能力，开拓视野，掌握现代信息技术(比如学会录屏、截屏、插入关键字幕等)，紧跟时代步伐.最终让教师从细节中反思、挖掘、变革，由学习者变为创造者，体会趣味和享乐成长.这样，学生和教师的收获是相辅相成的.