林佩珠

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普通物理實驗微課程開發(fā)
——以“鋼絲楊氏模量的測量”為例

林佩珠

(廣東第二師范學(xué)院 物理與信息工程系，廣東 廣州 510303)

為幫助學(xué)生做好課前實驗預(yù)習(xí)、課中規(guī)范實驗操作和課后復(fù)習(xí)鞏固，以ADDIE模型為指導(dǎo)，從教材分析、內(nèi)容設(shè)計、呈現(xiàn)設(shè)計等方面，設(shè)計制作了楊氏模量實驗系列微課程，包括微視頻、微課件、微討論、微練習(xí)和拓展資源等類型. 實踐證明，用系列微課程輔助大學(xué)普通物理實驗教學(xué)，為學(xué)生提供隨時隨地的實驗指導(dǎo)，是可行有效的教學(xué)方式.

微課程；楊氏模量；ADDIE模型；教學(xué)設(shè)計；微課程制作

大學(xué)普通物理實驗教學(xué)面臨著一系列問題：如學(xué)生預(yù)習(xí)不自覺、由于沒有實物而導(dǎo)致的預(yù)習(xí)效果不佳、原有教學(xué)資源的可用性較差、教師負(fù)擔(dān)重、等等，如何在有限的課堂時間內(nèi)充分理解實驗理論知識，掌握實驗操作技能，無論是教師的“教”還是學(xué)生的“學(xué)”，都存在著挑戰(zhàn). 筆者借助系列微課程輔助大學(xué)普通物理實驗的教學(xué)，為學(xué)生提供隨時隨地的實驗指導(dǎo)，是有效可行的教學(xué)方式，既滿足對學(xué)習(xí)方式多樣化(如自主學(xué)習(xí)、個性化學(xué)習(xí)、移動學(xué)習(xí))的需求，也為創(chuàng)新教學(xué)模式(如翻轉(zhuǎn)課堂、個性差異學(xué)習(xí)、自定步調(diào)學(xué)習(xí))提供資源支持. 微課程的價值不僅僅體現(xiàn)在促進(jìn)教師的專業(yè)化發(fā)展，還體現(xiàn)在促進(jìn)教育體系的改革、促進(jìn)教育機(jī)會的公平等方面. 因此，設(shè)計開發(fā)系列實驗微課程將是實驗教師在移動時代下開展創(chuàng)新教學(xué)必備的技能.

1　微課的含義、特點及其在教育中的應(yīng)用

“微課程”是以微型教學(xué)視頻為主要載體，針對某個學(xué)科知識點(如重點、難點、疑點、考點)或教學(xué)環(huán)節(jié)(如學(xué)習(xí)活動、主題、實驗、任務(wù)等)而設(shè)計開發(fā)的情景化、支持多種學(xué)習(xí)方式的新型在線網(wǎng)絡(luò)視頻課程[1]. 微課程具有時間短、內(nèi)容精、容量小、模塊化、情景化、半結(jié)構(gòu)化的典型特征，能滿足學(xué)生通過微型移動終端設(shè)備隨時隨地學(xué)習(xí)的愿望.

微課程在國內(nèi)外被廣泛應(yīng)用于正規(guī)與非正規(guī)教育中. 在國外，以英美兩國為代表對微課程進(jìn)行了卓有成效的探索與實踐，微課程視頻資源的開發(fā)和應(yīng)用由政府投入到學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和專家團(tuán)隊的自主創(chuàng)新應(yīng)用，形成大規(guī)模覆蓋面廣的微課程網(wǎng)絡(luò)體系[1]. 在國內(nèi)，微課程視頻資源的開發(fā)和應(yīng)用由各類比賽驅(qū)動. 自2010年11月佛山教育局啟動首屆中小學(xué)新課程優(yōu)秀“微課”征集評審活動，并由此策劃組織佛山市中小學(xué)優(yōu)秀微課展播平臺(簡稱“佛山微課”)之后，以在線視頻為主要表現(xiàn)形式的微課迅速在全國各大院校展開[1]. 如2012年中國教師報發(fā)起“全國首屆微課程大賽”，教育部全國高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中心舉辦的“全國高校微課教學(xué)比賽”，華南師范大學(xué)與鳳凰衛(wèi)視聯(lián)合推出“鳳凰微課”，以及不斷涌現(xiàn)的各類與微課相關(guān)的網(wǎng)站，如微課網(wǎng)、網(wǎng)易公開課、央視的中國公開課等.

2　楊氏模量實驗(拉伸法)的微課程開發(fā)

拉伸法測量金屬絲楊氏模量的實驗(簡稱“楊氏模量實驗”)是大學(xué)普通物理實驗中的綜合性實驗[2-4]，主要學(xué)習(xí)內(nèi)容是應(yīng)用光杠桿放大原理測量微小長度變化量，學(xué)會逐差法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理. 對學(xué)生而言，基于幾何光學(xué)的光杠桿放大原理并不難理解，但由于課前預(yù)習(xí)時學(xué)生沒有接觸實驗裝置，課中教師無法提供一對一的指導(dǎo)，學(xué)生難以快速準(zhǔn)確調(diào)好實驗裝置，從而影響實驗進(jìn)度，并產(chǎn)生較大的測量誤差.

2.1微課程設(shè)計的ADDIE模型

ADDIE模型是美國佛羅里達(dá)州立大學(xué)教育技術(shù)中心于1975年提出的基于系統(tǒng)科學(xué)的教學(xué)設(shè)計模型. 該模型主要包括分析(Analysis)、設(shè)計(Design)、開發(fā)(Development)、實施(Implementation)、評價(Evaluation)5個階段. 它的基礎(chǔ)是對知識和學(xué)習(xí)者所做的分析；最終目標(biāo)是提高教學(xué)效率，確保學(xué)者獲得所需的知識與技能，滿足教與學(xué)的需求. 使用該模型可以避免課程教學(xué)的片面性和盲目性，針對教學(xué)需求設(shè)計和開發(fā)課程教學(xué)；而對各個環(huán)節(jié)進(jìn)行及時有效地評估是為了保障教學(xué)的質(zhì)量[5].

2.2楊氏模量實驗微課程的設(shè)計

微課程開發(fā)將采用ADDIE模型，從教學(xué)分析、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)策略設(shè)計、呈現(xiàn)設(shè)計、微課程的制作等方面對楊氏模量實驗微課程進(jìn)行設(shè)計.

2.2.1楊氏模量實驗微課程教學(xué)分析

教學(xué)分析是教師為了達(dá)到更好的教學(xué)效果，在教學(xué)開始之前對知識、學(xué)情等進(jìn)行的分析. 教學(xué)分析主要包括教材分析、學(xué)情分析、教學(xué)目標(biāo)以及教學(xué)重難點等，如表1所示.

表1　楊氏模量實驗微課程教學(xué)分析

2.2.2楊氏模量實驗微課程內(nèi)容設(shè)計

基于以上教學(xué)分析和微課程的基本特征，本實驗微課程的基本內(nèi)容由6個知識點構(gòu)成，即光杠桿測量微小長度變化量原理、逐差法、楊氏模量實驗裝置、實驗內(nèi)容與步驟，實驗裝置的快速調(diào)節(jié)及光杠桿法測長度的應(yīng)用. 具體內(nèi)容設(shè)計如表2.

表2　楊氏模量實驗微課程內(nèi)容設(shè)計

2.2.3楊氏模量實驗微課程呈現(xiàn)設(shè)計

本實驗微課程設(shè)計以微視頻和微課件為主，結(jié)合微討論、微練習(xí)以及相對應(yīng)的拓展資源組成，如表3所示.

表3　楊氏模量實驗微課程呈現(xiàn)設(shè)計

2.3楊氏模量實驗微課程的制作

微課程的制作一般方法有實錄剪輯式、軟件合成式、錄屏式等. 考慮制作成本、器材和技術(shù)等因素，我們主要采用手機(jī)錄制和PPT屏幕錄制方式進(jìn)行系列微課程的制作，部分效果圖如圖1～6所示.

圖1　楊氏模量實驗原理1

圖2　楊氏模量實驗原理2

圖3　楊氏模量實驗裝置

圖4　實驗儀器調(diào)節(jié)1

圖5　實驗儀器調(diào)節(jié)2

圖6　實驗儀器調(diào)節(jié)3

3　結(jié)束語

實踐和研究表明：微課程能有效輔助大學(xué)普通物理實驗的教學(xué)，為學(xué)生提供隨時隨地的實驗指導(dǎo). 以ADDIE為設(shè)計模型，根據(jù)楊氏模量實驗的特點，分別從內(nèi)容設(shè)計、內(nèi)容呈現(xiàn)設(shè)計、微課錄制設(shè)計3方面，設(shè)計制作了楊氏模量實驗系列微課程，包含微視頻、微課件、微討論、微練習(xí)、拓展資源等類型，以期為高校物理實驗微課教學(xué)提供實例參考.

[1]胡鐵生,黃明燕,李民. 我國微課發(fā)展的三個階段及其啟示[J]. 遠(yuǎn)程教育雜志，2013，(5):36-42.

[2]楊述武. 普通物理實驗[M]. 北京：高等教育出版社，2000.

[3]吳泳華,霍劍青. 大學(xué)物理實驗[M]. 北京:高等教育出版社，2001.

[4]李靜,勵志明. 普通物理實驗[M]. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，1996.

[5]周新悅. 基于ADDIE的小學(xué)Scratch微課程設(shè)計與開發(fā)[J]. 軟件導(dǎo)刊：教育技術(shù),2015,(8)：65-67.

[6]王玉清,任新成. 利用光杠桿測量薄片的厚度[J]. 延安大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2001,20(4)：29.

[7]殷鵬飛,薛健,王楊. 多級光杠桿放大原理及探討[J]. 大學(xué)物理實驗,2012，25(1):20-22.

[8]蘇寶璽,車沛強(qiáng),陳小君. 用伸長法和電熱法測微小長度及光杠桿的擴(kuò)展應(yīng)用[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2011,(10):120-121.

[責(zé)任編輯：郭偉]

Micro-lectures development of general physical experiment——illustrated by the case of Young modulus of metal wire

LIN Pei-zhu

(Department of Physics and Information Engineering,Guangdong University of Education, Guangzhou 510303, China)

To help students preview and do experiments, and guided by the ADDIE model, a series of micro-lectures had been developed, including micro video, micro courseware, micro discussion and micro exercise. In fact, the practice showed that micro-lecture was a feasible and effective method with effective auxiliary in the teaching of general physical experiment, and provided experimental guidance anywhere at any time. So the design and development of experimental micro-lecture had certain significance.

micro-lecture; Young modulus; ADDIE mode; teaching design; micro-lecture development

2016-05-30；修改日期：2016-07-12

廣東省高等學(xué)校物理專業(yè)綜合改革試點項目(No.XM060012物理學(xué))

林佩珠(1968-)，女，廣東揭陽人，廣東第二師范學(xué)院物理與信息工程系實驗師，學(xué)士，主要從事大學(xué)物理實驗教學(xué)與研究.

G642.423;O4-39

B

1005-4642(2016)10-0030-04

“第9屆全國高等學(xué)校物理實驗教學(xué)研討會”論文