“比较过氧化氢在不同条件下的分解”微课设计与制作

吕嫚嫚

摘 要：微课是21世纪后风靡教育领域的新兴事物。本文主要设计并制作了“比较过氧化氢在不同条件下的分解”微课，可丰富生物实验类微课资源。本微课采用的是真人抓屏混合型模式，利用照相机、Corel ScreenCap X9、Corel VideoStudio X9及Format Factory軟件来制作。制作时，首先进行实验教学分析及教学设计，编写微课文字稿本及分镜头稿本，然后录制PPT及拍摄实验，最后选择可用视频，通过软件编辑后共享生成微课。

关键词：微课;生物;实验;教学

1.1研究背景

在国内，“微课”是“微课程”的简称，是继博客、微博、微信等软件后风靡教育领域的新生事物[1]。近年来，随着移动通讯、社交媒体技术的发展，个性化学习需求旺盛，教育资源逐渐多元化、开放和共享，资源形态更是朝碎片化、微型化、主题化发展，各种类型的“微”教学实践在国内外如火如荼地进行。2012年MOOC（Massive Open Online Course）在美国取得了空前成功，该年被媒体和大众称为“MOOC之年”，而微课是MOOC的基本课件资源之一[2]。微课短小精悍，把学习内容进行碎片化、情景化重组整合，更能适应个体的学习认知模式及教师的教学理想模式。

生物教学课时不足在大多数高中都存在，影响了教师对教学内容的安排。在有限的课时内，大部分教师为了提高教学效果，在课堂上占据主动地位，对学生进行“填鸭式”知识灌输[3]。另外生物实验教学对实验设备有较高的要求，目前大多数学校由于学生多、财政紧张以及资金安排不合理等因素，缺乏充足的实验设备，导致较多实验课程未能按标准进行开设[4]。即使开展生物实验教学，较多教师也将高考当作生物教学指挥棒，实验教学表现于形式，强调“教师示范，学生观看”，演示实验过后教师直接给出实验结论[5]。学生并没有真正掌握实验内容，复习回忆实验也有困难。

1.2研究意义

生物学是一门以实验为基础的自然科学，生物科学的形成和发展都离不开实验[6]。目前国内高校微课资源较丰富，但中学实验类微课设计开发类较少。本设计可丰富中学生物实验类微课资源，对中学生物教师相对有借鉴及参考意义。

微课是翻转课堂教学资源重要的组成部分。学生课前通过微课预习实验，课上操作实验，教师指导，实验完成后教师点评总结。学生先学，教师后教，符合建构主义学习理论，学生具有强大的内在学习动力。实验微课既可以弥补生物实验教学课时不足的问题，又可以让学生形象感知实验操作，培养学生科学探究能力。

1.3微课概述

微课的特点与传统教学视频有较大不同。第一，主题突出，针对性强。微课主要是为突出课堂教学中某个学科知识点或反映某个教学环节、教学主题的教与学活动[7]。第二，短小精悍，使用方便。微视频一般为5-10分钟，学生能有效利用零散时间，相对传统的40或45分钟教学课例，学生注意力更集中[8]。第三，资源多样，情景再现。微课资源具有视频教学案例的特征，包括多媒体课件、教师的教学反思、学生的反馈意见等，构成了一个真实的微教学资源环境[9]。第四，半结构化，易于扩充。

1.4研究内容与方法

“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验选自人教版高中生物学教科书“必修1：分子与细胞”第五章第一节，是高中生物学中的探究性实验。本实验微课采用的是“先讲解后实验”策略。实验开始前，教师先对实验原理及步骤进行简单交代;实验中，教师正确演示实验操作，提醒学生观察实验现象[10];实验后，教师引导学生分析实验结果，得出实验结论，总结实验原则。

2.1微课教学分析

2.1.1教学对象分析

本实验微课的教学对象主要为高一学生，因此教学主要从高一学生的初始能力、目标技能和学习态度进行分析。①初始能力：经过义务教育阶段的高中生已经学习了对照实验及变量知识，初步具备实验探究能力。②目标技能：学生已经学习了消化酶及无机催化剂等内容，对于过氧化氢的分解已经形成了初步的认识。③学习态度：在学习过程中，学生运用已经掌握的知识技能，参与实验教学环节，讨论求解问题的意愿较为强烈。

2.1.2教学内容分析

“比较过氧化氢在不同条件下的分解”是探究实验，通过比较过氧化氢在常温、90℃水浴、无机催化剂及过氧化氢酶不同条件下的分解，帮助学生了解酶具有催化作用及其高效性，并且实验中渗透了对照试验及变量的知识。通过本实验学生可认识到在生物体的新陈代谢中酶是不可缺少的条件，进而了解酶的作用及特性。

2.1.3教学目标

本实验教学目标主要从认知、技能、情感三个方面进行了设定。①认知目标：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，说明过氧化氢酶在代谢中的作用。②技能目标：进行实验探索，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化以及设置对照试验;学会移液管移取溶液、滴管滴加溶液及水浴加热等实验操作;能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。③情感目标：认同酶的特性，并关注酶在日常生活中的应用。

2.2微课教学设计

2.2.1教学方法

首先课程开始时介绍学习目标，使学生在学习中有的放矢;根据学生认知发展规律及配合实验教学内容，通过生活中常见的问题即“用双氧水处理伤口会产生大量气泡”引出过氧化氢的分解反应;在核心讲授环节，综合运用引导式、讲授式教学方法，介绍探究实验步骤及本实验的设计思路;在实验演示环节，教师进行实验操作，提示学生观察实验现象;实验完成后总结实验结论;最后课程小结，布置课后思考题，促进知识消化与巩固。

2.2.2教学用具

本实验微课的教学用具为照相机、实验所需试剂及器材、视频编辑软件及PPT。通过PPT展示学习目标、实验设计思路及相关图片，利用照相机拍摄实验操作及实验现象视频，最后通过视频编辑软件编辑可用视频，生成微课。

2.2.3教学流程

本实验微课的教学环节为学习目标、问题导入、实验设计、实验演示、归纳总结、拓展迁移。其中学习目标、问题导入、实验设计、归纳总结、拓展迁移环节通过PPT录制展示，实验演示环节通过照相机拍摄展示。实验演示時教师要规范实验操作并提醒学生对比观察实验现象。教学流程如图2.1所示。

2.3微课制作

微课制作阶段可分为3个相对独立完整的阶段：准备阶段、摄制阶段以及后期制作阶段[24]。实验类微课准备阶段还需要制定实验方案、准备实验器材以及预实验等，摄制阶段需要拍摄实验人员实验操作及实验现象视频。

2.3.1准备阶段

准备阶段主要完成微课正式拍摄制作前的计划准备工作，具体工作包括：确定微课表现形式;制作PPT及编写微课文字稿本;制作实验方案、准备预实验及编写分镜头稿本;制作拍摄计划。

本微课需编辑设计PPT，PPT页面上除了基本文字信息外，尽量多使用图像、图形、动画等讲解相关知识点，增强视觉吸引力。微课文字稿本是指使用文字来说明采用什么样的视频画面和声音来表现教学内容，主要用于PPT录制。稿本中应包括画面和声音两个因素，画面内容与声音描述分别书写在稿本左右两边，一组画面对应一段声音的书写形式。这样的文字稿本段落清晰，声音对应关系明确，阅读方便。

根据实验要求制定实验方案，准备实验试剂和实验用具，实验操作人员还需进行预实验，熟悉实验步骤，做好实验现象记录工作。教师需根据实际教学情况及文献资料准备实验，例如在准备肝脏研磨液时，最好实验当天去市场买回新鲜的猪肝脏，因为猪肝脏相对于鸡、蟾蜍等肝脏体积较大，容易买到，新鲜肝脏中含有较多的过氧化氢酶且活性较高;在配制质量分数3.5%的FeCl3溶液时，既要防止Fe3+水解产生Fe（OH）3又要保证过氧化氢的分解速度，所以最好选择FeCl3固体来配制溶液，调节溶液pH约为3-4。实验准备完成后，教师需编写分镜头稿本，稿本指用于指导实验拍摄、录制、编辑的关于每个镜头视听效果的文字方案。实验类微课还需要进行实验操作的拍摄，涉及不同组结和镜头切换，所以拍摄前教师应编写分镜头稿本。分镜头稿本包括镜头序号、镜头内容、镜头组接方式、时长以及与镜头对应的解说、音乐效果等，这方便于后期的拍摄及编辑。

正式拍摄微课前教师应制定详尽的拍摄计划，认真研究文字稿本及分镜头稿本，反复演练，以保证正式拍摄时正确、顺利、熟练的效果。在制定拍摄计划时，将同一场景、同一景物的镜头安排在同一时段一起拍摄，录制屏幕或录音的工作在同一个时段内统一完成。这样做既可以提高拍摄制作效率，也可以保证录制内容的画面、声音质量一致性，避免因录制时间不同而出现画面偏差及声音语气的不同。

2.3.2摄制阶段

2.3.2.1PPT录制

PPT课件的基本单位是页面，呈现特征是静态的，教师可适当使静态页面内容产生动态变化，PPT页面间也可添加不同切换方式，使其形式生动，增强对微课学习者的视觉吸引力。PPT课件视频的输出可利用屏幕录制软件（Camtasia Studio/Corel ScreenCap X9）录制PPT演示过程的方法生成，也可利用PowerPoint 2010之后的版本软件中提供的“保存为视频”功能来实现。

本课程PPT录制采用的是Corel ScreenCap X9软件，该软件有抓屏、录音的功能，但无摄像，如需人员出镜，最好选择Camtasia Studio软件。Corel ScreenCap X9可在PPT全屏播放时进行录制，呈现PPT中动画效果。利用PowerPoint 2010软件直接保存为视频，清晰度较高，但耗时较长。Corel ScreenCap X9软件录制PPT后生成的视频为30帧/秒，宽高为1366×768，格式为WMV，清晰度较高，声音效果较好，如图2.2所示，点击红色按钮即开始录制。

2.3.2.2实验拍摄

微课一般采取前期拍摄、录制后加工后期编辑制作的方式进行制作。本次拍摄所用拍摄工具为照相机Canon EOS 700D，该实验拍摄大部分为远景，调整照相机合适距离位置后再进行拍摄。例如用移液管移取过氧化氢溶液、试管内气泡冒出情况以及卫生香复燃情况等画面需要特写，但照相机不能像摄像机自动追焦，不能进行镜头及焦点移动，例如推、拉、摇、移、跟、升、降等，所以特写镜头需用三角架重新调整照相机位置，确保镜头内容主体突出后再进行拍摄。由于实验室声音较嘈杂，拍摄时没有同期录音，所以视频后期需配音。该照相机拍摄后的实验操作视频帧速率为29帧/秒，帧宽高度为1980×1020，格式为MOV，视频清晰度较高。

2.3.3编辑阶段

前期PPT录制和实验拍摄的视频素材需经过后期编辑处理，才能成为逻辑顺畅、重点突出及富有情绪感染力的微课视频。编辑视频需要完成的工作有：视频剪辑、特效制作及声音制作。视频编辑完成后，通过Corel VideoStudio X9软件共享功能即可生成，生成时可选择视频格式及大小，如WMV、MOV、MPEG4等。该微课视频生成时所选格式为WMV，大小为1920 × 1080，立体声，确定好生成路径后点击开始按钮即可，如图2.3所示。

2.3.3.1视频剪辑

由于实验拍摄时拍摄到了实验台面，所以需对视频画面进行裁剪。视频画面裁剪所用软件为Format Factory（格式工厂），首先选择输出视频格式为WMV，然后添加文件，点击“选项”，选择“画面裁剪”，根据红色标线进行画面裁剪即可，如图2.4所示。

视频画面调整后，利用Corel VideoStudio X9软件对视频进行编辑。首先将视频素材拖到软件时间轴上，然后选择视频素材中可用部分，剔除有问题部分，按照微课结构顺序依次组接为教学镜头段落，再由这些镜头形成最后的微课。在PPT录制、实验拍摄不同场景间及实验拍摄视频中远景与特写转换时，需注意场景切换自由流畅，适当选取软件中转场功能，例如淡化到黑色、断电、喷出、条带等。

2.3.3.2特效制作

在微课中，常用的用于增强教学内容而呈现教学内容的微课视频特效有标注、缩放、画中画、分屏、快慢动作、字幕等[25]。本實验微课视频中添加了标注和字幕特效。标注是使用文字对镜头画面进行注解，例如介绍实验用具时，每种用具旁添加了箭头标识，方便学习者识别;另外视频左上角添加了“实验操作”文字，既强调了内容，又与PPT讲解内容连贯。实验操作视频中为配合语音而添加了字幕，即在Corel VideoStudio X9时间轴中选中视频后打开字幕编辑器，添加字幕片段即可。本视频中字体为楷体25号，下方居中，效果较好，点击图2.5中箭头所示处即可设置字体及格式。

2.3.3.3声音制作

微课的声音制作包括录制解说词、添加声音效果和背景音乐三部分。

录制解说词的方式有两种，分别为同期录音和后期录音。在本微课视频中，PPT录制采取同期录音，而实验拍摄采取后期录音，两者在同一时间段进行，这样获得的声音质量更高。在对实验拍摄视频进行后期录音时，首先删除原来音频，但4号试管卫生香复燃发出“嘭”的声音进行保留，然后利用Corel VideoStudio X9软件中录制画外音功能对视频进行配音，点击软件中“录制”按钮可进行试音，点击“开始”按钮即开始录制，如图2.6所示。

本微课片头添加了动画及音乐，节奏轻松愉悦，主要作用是唤起学生注意，激发学习者学习兴趣。微课结尾同样加入了与教学内容情绪节奏符合的音乐，舒缓学习者集中精力学习后的情绪。由于本视频中含有多个音频素材，为保证声音一致性，对素材进行了等量化音频处理。

2.4微课设计与制作反思

首先在微课设计方面，还需加强对学生的引导，培养学生自主思考、自主探究实验的能力。其次在视频拍摄方面，还需规范拍摄细节。例如在拍摄过程中按照分镜头稿本单独拍摄每个镜头，利用三角架调整画面水平，以保证画面均衡、主体突出及清晰稳定;选择合适的拍摄时间以确保实验室照明光线均匀、柔和。最后在视频编辑方面，需符合学习者的学习心理需求。例如视频剪辑要合乎逻辑，条理清晰，要注意镜头之间的组接，具有艺术性;制作视频声音时，在相对安静场所进行录制，朗读流畅、准确无误;添加的背景音乐变化要柔和;多个音频素材出现时，还需对素材进行等量化音频处理。总之，教师在设计与制作微课时还需加强训练教学语言技能、讲解技能和演示技能等，在微课教学中把握好科学性、艺术性、情感性、特质性和技术性原则，并且要学会引导学生思考，注重对学生思维能力的培养。

参考文献

[1] 胡铁生，黄明燕，李民.我国微课发展的三个阶段[J].远程教育杂志，2013，（5）：36-41.

[2] 张  铭.微课，唱响中国MOOC的前奏[J].计算机教育，2013，（20）：11-12.

[3] 杨  惠.高中生物实验教学现状及改善建议[J].科学时代，2015，（04）：160.

[4] 侬  雁.高中生物实验教学的现状及改进策略浅谈[J].中学教学参考，2015，（227）：128.

[5] 田知文.浅谈高中生物实验教学设计及对策分析[J].读与写（上下旬），2014，（21）：390.

[6] 陈勇军，庞业军.例谈生物微课视频的制作与应用[J].实验教学研究，2005，（11）：20-21.

[7] 胡铁生.“微课”：区域教育信息资源发展的新趋势[J].电化教育研究，2011，（10）：61-65.

[8] 寻素华.浅析微课开发在校内外的应用研究[J].中国电化教育，2013，（320）：123-126.

[9]吴  疆.微课和多媒体课件设计与制作规范[M].北京：人民邮电出版社，2015：107

[10] 徐作英.中学生物学实验教学能力训练教程[M].北京：科学出版社，2014：39.