微课让物理实验教学创新走向数字化

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  • 更新时间2018-03-09
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  摘要:本文以目前初中生物理实验教学压力显著为切入点,介绍了可汗微课在教学中取得的巨大成效;阐述了以微课来创新物理实验教学的原因,从实验设备不足、虚拟实验两种方式进行数字化微课教学资源开发以及用云平台来管理.


  关键词:微课;物理实验教学;数字化


  教育部教育装备研究与发展中心助理研究员郭晓萍带领课题研究团队,对不同地区初中学生物理实验设计与操作水平进行测试与分析发现:学生的平均成绩偏低,实验成绩分化现象比较严重,目前初中生物理实验教学压力显著(郭晓萍等,2013).[1]改变这样的现状,作为物理教师责无旁贷.


  2007年萨尔曼·可汗创办可汗学院,开发的产品是微课,截止到2012年7月,视频教程被点击数已超过16亿次,全球特定用户超过500万(顾雪林,2013).[2]月受助学生数是哈佛建校以来毕业生总数的10倍.加州洛斯拉图斯区使用可汗微课进行混合教学后,七年级学生的数学成绩得到大幅提高,有41%学生达到“先进”或“精通”水平,同比增长23%(嵇成中,2013).[3]


  既然可汗微课在提高学习成绩中取得了巨大的成功,那么改变目前初中生物理实验教学压力显著这一现状,可以借鉴可汗微课的经验.《国家中长期教育改革和发展规划纲要》中指出“提高教师应用信息技术水平,更新教学观念,改变教学方法,提高教学效果.鼓励学生利用信息技术手段主动学习、自主学习,增强运用信息技术分析解决问题的能力.”[4]因此对实验教学资源可以再加工开发微课,尝试构建物理实验创新数字化資源.什么是“微课”呢?“微课”是指时间在10分钟以内,有确切的教学目标,内容短小,集中说明一个问题的小课程(黎加厚,2013).[5]开发的实验教学微课需要注意以下方面:一是微课时长要短,控制在10分钟以内;二是只围绕一个实验课题来设计;三是要有一定的习题,让学生练习巩固.


  中小学教师应具备“通过多种途径获取数字教育资源,掌握加工、制作和管理数字教育资源的工具与方法”的信息技术素养.[6]进一步明析了物理实验教学创新的方向是与信息技术整合,开发适合教学需要的数字化微课教学资源.


  一、走进设备不够的实验创新——数字化微课教学资源开发


  在实际教学当中,鉴于学校实验设备的实际配备情况,有些实验是不具备条件做的,较为常见的处理方式是让学生看看课本的图片,听听老师的讲解,显然不能给学生留下深刻的印象,导致的后果是对知识的理解不到位,掌握不牢固,直接影响教学效果.这时,我们可以以微课的形式整合相关实验资源,重组成新的数字化资源,并将其引入课堂内外,以支持学生自主学习.


  以教科版八年级下册《液体的压强》“探究影响液体压强的因素”为例.探究时第一环节是“猜想与假设”,常见的做法是:老师让学生根据生活的经验提出“影响液体压强的因素有哪些?”,学生讨论、思考回答“可能与密度……有关”,然后设计实验…….这样的课堂犹如“君子之交淡如水的味道”.如何让课堂荡起涟漪,激发学生的求知欲呢?用微课!在学生进行猜想之前,点播帕斯卡裂桶实验的微课.帕斯卡裂桶实验要在课堂上做,是不太现实的,在这种情况下,老师在备课时,只需借助百度,寻找帕斯卡裂桶实验视频资源,用录屏软件CamtasiaStudi对视频资源进行加工,形成成品微课.图1是帕斯卡裂桶实验微课的部分截图,并在课堂教学中点播.不到2分钟的微课,给学生的感官带来了强烈的冲击,只是几盆水竟然将结实的木桶压裂了.让学生具体地感受到,水产生的压强之大,之所以水的压强大,很容易想到是因为水柱高.这时,让学生猜想,自然会想到液体内部的压强与液体的深度有关.微课带来的课堂效果是极大地激发了学生的求知欲,燃起了学习热情,使自主学习水到渠成.


  二、走进虚拟实验创新——数字化微课教学资源开发


  虚拟实验是指借助于多媒体、仿真和虚拟现实技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境,实验者可以像在真实的环境中一样完成各种实验项目,所取得的实验效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果(瞿瞾,2005).[7]由此可以看出,目前在初中阶段的物理实验教学中,老师可以借助多媒体开发虚拟实验,弥补传统教学的不足,提高学习绩效,提高学生解决实际问题的能力.


  就初中教师来说,基于工作性质和工作时间来考虑,不需借助三维建模来开发复杂、技术含量高的虚拟实验.可以通过PPT或者Flash等简单的软件,来开发一些简单的实验.这样容易入手,出成果快,然后通过录屏软件CamtasiaStudi进行录制和编辑,形成数字化的微课资源,供教学和学生自主学习使用.


  以教科版九年级上册《热机》为例.汽油机的工作过程即每个工作循环分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程,教师通过开发汽油机的工作过程的动画虚拟实验,并形成微课的数字化资源.图2是汽油机的工作过程的动画虚拟实验微课的部分截图,供学生观看.易于帮助学生掌握这一知识点,达到和真实环境一样的效果.


  三、走进云平台——数字化微课教学资源管理


  教师花大力气开发的物理实验创新数字化微课教学资源,不仅仅是课堂教学中使用,还可在课堂外使用,包括教师和学生使用,就需要对这些资源进行管理,云平台是一种不错的资源管理平台.目前学校开发的自主云平台极少,可以充分利用互联网中的免费云平台资源,比如360云盘、百度云等.可以将微课资源按照教科书的章节编排进行整理归档,实现移动设备和PC端之间跨平台同步、备份等.学生如果这节课的相关实验知识还未搞清楚,回到家里就可以在很短的时间内找到需要的微课数字化资源进行学习,将知识内化.数字化微课教学资源通过云平台的管理,依托网络,实现资源的共享.


  作者:邱荣生

    参考文献: 

  [1]郭晓萍,刘诗海,金林,雷静,侯明辉基于学生成绩的初中物理实验教学现状研究[J]物理实验,2013,(4):24-27 

  [2] 顾雪林一个人的网络教学震动了世界——孟加拉裔美国人萨尔曼·可汗和他创办的可汗学院 [N]中国教育报,2013-02-26(3) 

  [3]嵇成中 萨尔曼·可汗:视频重塑教育[J]未来教育家,2013,(1):42-45 

  [4]国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)[EB/OL]