“互联网+”背景下高中物理微课建设与实践研究

沈正杰

微课教学是“互联网+”背景下的主要教育模式，也是教育信息化的重要途径之一。教师开展高中物理微课教学，应根据物理学科特点，从资源积累、微课开发、微课推广等方面开展研究和实践工作，以确定微课开发方向，提升素养，构建并维护教学资源库，促进课程资源建设与课程改革协同发展。

一、高中物理微课开发应用与教学需求尚有差距

《普通高中物理课程标准（2017年版）》指出：“积极开发与利用数字媒体课程资源。……主动开发适合教学、提高教学质量的信息产品，拓宽学习的途径，促进物理教学方式改革。……探索基于网络的教与学的方式，利用具有网络互动功能的平台为课堂教学与学生课后学习服务。”^[1]

随着“互联网+教育”模式的推进和发展，互联网教学在一定程度上促进了教学方式的变革，应运而生的微课也得以发展和推广。当前教育教学设备较为先进完备，以往教师教学靠“黑板+粉笔”，现在大多已经用上了投影仪、交互式电子白板和一体式电视机及智慧教室等数字化教学设备^[2]。信息技術与教学深度融合已经具备基本条件，这为教师建设数字化教学资源库提供了必要的保障。

然而，目前高中物理微课呼声虽高，但开发和应用情况与教学需求尚有较大差距。笔者调研某省微课网发现，高中物理微课上线数量及其在近两年时间内的点击量并不乐观，一定程度上影响了学生的学习。不足之处在于：微课内容比较陈旧、单一，且课程和知识的内在关联性不强，难以帮助学生突破重难点，难以满足学生对课程选择性学习的需求，造成学生发展受限。

二、高中物理微课建设途径与策略

高中物理微课建设和应用之所以不理想，症结在于资源的可用性不强，且资源的获取途径和应用条件受到限制。比如，物理课堂教学条件受限以致情境无法展示，学生对于知识的认知程度不同，学生在线学习时设备与时间冲突等。为解决这些问题，笔者与团队成员从以下几方面开展物理微课建设工作。

（一）锁定教学难点积累资源

由于缺乏必要的、合宜的素材，一些物理概念或规律的教学往往成为难点。教师自主开发教学器材，设计物理实验方案，并制作相关视频，可以突破教学难点。为突破教学难点，团队在以下两方面有意识地积累资源。

1.微实验资源

团队对物理教学方案的优化，有很大一部分是通过改进实验设计并进行数字化演示实现的。团队对教材实验，比如“借助位移传感器测速度实验”（如图1），进行优化并制作微课，以提升学生科学探究素养。

2.微认知资源

学生学习物理知识，分析问题，需要一定的操作与技能、方法与策略。然而，学生的认知水平不同，在很多细节上暴露的问题也不尽相同。笔者暂且将学生的细微差异定义为微认知。例如，在高一物理“受力分析”的教学中，笔者发现学生在认知上存在一系列细小差别（见表1）。这样的细化为教师正确认识学生积累了丰富的资源。

（二）针对实际需求多元化开发微课

教师开发微课，不能仅简单录制教学视频，还应该根据课程特点并遵循学生认知发展规律，创建或组织可供学生自主选择的微课资源。团队在积累资源的基础上，针对实际需求多元化开发微课。

1.实验改进型微课

物理实验是教学的重要环节。但是，教材所提供的实验方案在一定程度上受到条件限制，增大了教学难度。例如，笔者讲授《普通高中课程标准实验教科书 物理 必修1》“微小形变”的放大思想和策略时，发现教材内容虽然严谨（如图2），但是离学生生活体验较远，于是对实验方案进行改进，并录制了相关微课。教学中，笔者引导学生利用熟悉的智能手机观察微小形变（如图3），现象明显。

2.情境弥补型微课

结合实际情境构建物理模型，研究物体特征，往往是教师教学的重点，也是学生学习的难点。例如，浙江省某年高考试卷中就出现了与《普通高中课程标准实验教科书 物理 选修3—1》中的小球运动相关的情境考题（如图4）。由于平时缺少对相关情境的感受和思考，学生对考题中描述的球的运动特征难以分析。为讲解上述问题，笔者制作微视频为学生提供可视化情境（如图5，绝缘小球包裹了铝箔）。同时，笔者还在考题基础上改变情境条件，做进一步拓展（如图6，绝缘小球去除铝箔），通过比较实验现象，提升学生对情境的感性认识，拓宽学生视野，提升学生科学思维能力。

3.条件突破型微课

时间、空间受限，往往是物理教学效果难以提升的主要因素。比如，“自由落体运动”的演示就受到教学场地的空间因素影响。对此，笔者借助摄像机拍摄运动过程，用视频处理软件制作相关视频，通过慢镜头播放（如图7）实现短暂过程的长时呈现，让学生切实感受“自由落体运动”。

4.难点分解型微课

物理习题多有情境丰富、综合性强等特点，使得部分学生“望而生畏”。笔者制作物理微课，利用其分步呈现、梯度设置的特点，帮助学生克服畏难心理，发现认知缺陷。

例：质量为m、长度为l的导体棒MN静止于水平导轨上。通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与导轨平面呈θ角斜向上（如图8）。求MN受到的支持力和摩擦力。

此题涉及空间变换、受力分析、规律应用等多方面知识的考查。从部分学生画的受力分析图（如图9、图10、图11）来看，不论是解题的规范性，还是对基本知识的掌握程度，他们的认知发展水平和思维能力的差异很大。教师如以传统方式或形式处理相关教学问题，难以兼顾全体学生的均衡发展需求。

对此，笔者将解题过程进行分解，按照确定安培力方向—分析导体棒受力—分解受力—列力的平衡方程—求解检验这样的程序分步操作，并在此基础上完善微课架构。

（三）借助网络平台使用与推广微课程

微课如何使用与推广，是一个重要命题。为促进学生自主学习，也为其他教师提供更多的资源，笔者尝试通过以下途径将开发的微课资源进行推广。

1.利用微课网门户网站推广

省（市）微课网是信息全面、资源丰富的教学平台。团队借助教学平台上传部分微课进行推广，实现资源共享和互动交流。

2.利用微信公众号推广

微信作为信息传递和交流的大众媒体，受到人们青睐。团队通过微信公众号、微信朋友圈将课程资源进行推广，为学生自主学习和选择性学习提供资源保障。

三、优化高中物理微课的成效与意义

笔者开发和利用数字媒体课程资源，优化高中物理微课（体系），探索基于网络的高效教与学的路径。工作成效和意义主要体现在以下几方面。

（一）厘清并验证了微课开发的角度与路径

1.从适应学生认知发展需求角度开发微课

学生认知水平有限，对部分物理现象不能科学地认识，往往凭感觉判断。对此，团队针对学生差异，或者同一学生在不同阶段认知的变化，开发不同层次的系列化微课，以满足学生的发展需要，支持他们自主学习和选择性学习。

2.从满足物理教学课型需要角度开发微课

物理微课不应该局限于固定的格式，教师应结合物理课程本身的特点和教学需要，针对性开发。例如，就同一课题而言，团队针对新授课、习题课、复习课准备不同的教学资源，以帮助学生完善认知结构。

3.从完善高中物理课程结构角度开发微课

高中物理教材在课程编排上有着严密的逻辑，这些课程是一个完整的网络体系。团队从教学素材、概念与规律认知、解题程序与规范、学习思想与策略多方面优化课题设置。

（二）提升教师学科素养

1.提高了教师对学生发展的关注度

在微课的建设与应用过程中，教师深层次考虑学生知识结构和认知水平，采取教学优化、实验改进、微课演示等措施帮助学生弥补认知缺陷，激发学生的学习积极性和求知欲。

2.提升了教师对课程结构的把握度

课程在知识编排上注重逻辑性和整体性，而这与学生知识结构和认知水平有一定的距离。团队对课题进行深入研究，进一步细化课程知识结构，将课程的系统性、完整性和逻辑性与学生认知的局限性和发展性相联系，通过结构调整和拼接等形式，系统且完整地教学，提高效率。

3.提高了教师的教学科研能力

教师制作微视频，对内容规划、器具准备、录制和后期处理等事项，都反复研讨、论证。在这个过程中，教师进行意见交换、思想碰撞，能力不断提升。通过这样的教学研讨，教师合作意识不断增强，氛围越来越好。

（三）充实优化教学素材资源库

团队基于教材内容的系统性，开发系列化微课，如《普通高中课程标准实验教科书物理必修1》配套系列微课、兴趣拓展类（如“奇特的电、磁世界”）系列微课等。

四、总结

微课具有系统性、渐进性、拓展性，破除了传统课堂的束缚，为学生选择性学习和自主学习开辟了途径，既是信息技术与课堂教学深度融合的重要形式，又是“互联网+教育”的有效载体与应用模式。微课建设是数字化教学和课程改革的重要内容。教师应积极开发应用数字化教学资源，促进课程资源建设与课程改革，实现良性循环，协同发展。

注：本文系浙江省教育科学规划2022年度规划课题“‘三境思维场：高中物理核心素养生长路径研究”（项目编号：2022SC244）的阶段性研究成果。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准 ：2017年版[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2] 吴磊峰.课程整合：中学物理与现代信息技术[M].杭州：浙江文艺出版社，2014.

（作者系浙江省桐乡市教育局教研科研室物理教师）

责任编辑：祝元志