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摘要：

大學(xué)物理是全國高等院校理工科的必修課，“微課”是一種新興且發(fā)展迅速的一種學(xué)習(xí)模式。本文分析了大學(xué)物理教學(xué)中存在的諸多問題，和“微課”模式的特點(diǎn)。從而進(jìn)一步提出幾種將“微課”引入大學(xué)物理教學(xué)的類型和模式。

關(guān)鍵詞：

大學(xué)物理；微課；結(jié)合

0引言

隨著社會學(xué)習(xí)、生活節(jié)奏的加快，“微”已應(yīng)用于各領(lǐng)域，如微電影、微小說、微系統(tǒng)、微信、微話等．在教育教學(xué)領(lǐng)域，學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)資源亦受到“微時(shí)代”的影響，相應(yīng)出現(xiàn)了微學(xué)習(xí)、微內(nèi)容、微課程、微視頻等[1]。其中“微課”以其“主題突出，指向明確；資源多樣，情景真實(shí)；短小精悍，使用方便；半結(jié)構(gòu)化，易于擴(kuò)充”[2]的特點(diǎn)發(fā)展最為迅速。大學(xué)物理作為是一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科，是自然科學(xué)的基礎(chǔ)。也是所有理、工、醫(yī)學(xué)生的必修課。其覆蓋面廣，知識信息量大，對學(xué)生的思維、方法等方面的訓(xùn)練都有著舉足輕重的作用。針對大學(xué)物理在傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題和難題，分析“微課”的自身特點(diǎn)，結(jié)合各學(xué)校開設(shè)課程的情況，將“微課”模式和傳統(tǒng)大學(xué)物理的教學(xué)更好地結(jié)合起來，從而解決大學(xué)物理教學(xué)中現(xiàn)存的問題，是一項(xiàng)必要且意義巨大的工作。

1“微課”的特點(diǎn)

“微課”（Microlecture）這個概念最早是由美國新墨西哥州圣胡安學(xué)院的戴維?彭羅斯（DavidPenrose）于2008年秋提出，他把微課程稱為“知識脈沖”（KnowledgeBurst）。在我國最早引用這個概念的是胡鐵生，他將微課定位為傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)的一種補(bǔ)充與拓展資源。2011年后，國內(nèi)在微課實(shí)踐上展開了廣泛的嘗試和研究。[3]微課的教學(xué)要以教學(xué)大綱為基礎(chǔ)，考慮教學(xué)的實(shí)際情況，將教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、制作成相關(guān)教學(xué)視頻。教師可以針對教學(xué)中的某個知識點(diǎn)或者教學(xué)的環(huán)節(jié)來設(shè)計(jì)教學(xué)過程、開展教學(xué)活動。在微課中，教師可以將各種資源整合在一起，甚至可以增加教學(xué)互動和反思，以及學(xué)生練習(xí)的環(huán)節(jié)，使教學(xué)變得更加有效、豐富。微課這種教學(xué)方式不同于傳統(tǒng)教學(xué)，有著自己獨(dú)特的優(yōu)勢。微課首先主題非常突出，有針對性。其次，微課教學(xué)情景化強(qiáng)，有利于學(xué)生的理解和接受。再次，微課傳播途徑比較廣，既可以使用于課堂，也可以用于網(wǎng)上自主學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)時(shí)間靈活。最后，微課教學(xué)有利于教學(xué)反饋，包括學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，同行專家的相互交流以及教師的自我反思。

2大學(xué)物理教學(xué)存在的問題

2.1信息量大和學(xué)時(shí)有限的矛盾

大學(xué)物理作為一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科，其教學(xué)內(nèi)容涉及廣泛，其中還涉及豐富的思想、方法和手段，良好掌握大學(xué)物理課程是理工科學(xué)生后續(xù)專業(yè)知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。但是就現(xiàn)狀而言，許多學(xué)校都在一定程度上減少了大學(xué)物理課程的學(xué)時(shí)分配。例如目前我校的大學(xué)物理分為兩類，其中學(xué)時(shí)最多的為96學(xué)時(shí)，最少的為48學(xué)時(shí)。而在僅有的48學(xué)時(shí)中，教學(xué)內(nèi)容涉及了物理學(xué)中的力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、量子物理、相對論等多方面內(nèi)容。在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)把所有知識的體系講清楚，講明白，并與此同時(shí)進(jìn)行物理思想和物理方法的教學(xué)，這對于高校物理教師來說無疑是“巧婦難為無米之炊”，面對這樣的狀況，在教學(xué)中許多教

2.2高中物理模塊化選擇與大學(xué)物理統(tǒng)一授課之間的矛盾

2004年我國在幾個省份開始試行《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》實(shí)驗(yàn)版，拉開了高中教學(xué)改革的序幕。之后該課程標(biāo)準(zhǔn)推廣到全國，并且新課程教材也隨之問世。高中物理新課程教材在要求學(xué)生掌握科學(xué)知識的同時(shí)，更加強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)相素養(yǎng)和科學(xué)態(tài)度。這次的教學(xué)改革，高中物理新課程教材對于物理的知識體系改動較大，在原有的課程體系中，物理學(xué)的結(jié)構(gòu)是相對完整的，對于大學(xué)物理中設(shè)計(jì)的電磁學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、原子物理等知識都有所涉獵。但是，新課程標(biāo)準(zhǔn)中物理學(xué)知識被分為必修和選修兩部分，其中力學(xué)和電磁學(xué)為必修課程，而其他內(nèi)容改為選修模塊，各學(xué)?？梢砸罁?jù)自身特點(diǎn)選修相應(yīng)版塊。由于不同學(xué)校選修的模塊不同，造成了不同學(xué)生對于不同模塊的掌握程度不同，也就是基礎(chǔ)不同。學(xué)生原有知識體系的不平衡給大學(xué)物理的教學(xué)帶來了困難。由于高校教師對于高中物理了解匱乏，加之前面闡述的課時(shí)的限制，大部分的物理教師沒有足夠的課堂時(shí)間去照顧高中沒有選修某部分模塊的學(xué)生基礎(chǔ)薄弱的狀況，仍然會按照原有的教學(xué)設(shè)計(jì)和進(jìn)度進(jìn)行教學(xué)。這對于許多高中階段沒有選擇該內(nèi)容模塊的學(xué)生來說，學(xué)習(xí)跨度太大，從而造成了學(xué)習(xí)的困難和學(xué)習(xí)效果欠佳。學(xué)生在高中階段適應(yīng)了教師帶著、幫著學(xué)習(xí)的方式，離開教師的拐杖之后自我的學(xué)習(xí)能力較差。當(dāng)他們面對學(xué)習(xí)困難的時(shí)候容易產(chǎn)生畏難情緒，又無法尋求相應(yīng)引導(dǎo)和幫助，便容易放棄學(xué)習(xí)。相反，如果教師在課堂上為基礎(chǔ)薄弱同學(xué)補(bǔ)充太多知識點(diǎn)，對于高中選修過該模塊的學(xué)生來說，相當(dāng)于二次學(xué)習(xí)，容易造成學(xué)生沒有興趣，產(chǎn)生懈怠情緒。

2.3學(xué)生拓展視野的需求與教學(xué)內(nèi)容陳舊之間的矛盾

相對于高中物理的教學(xué)改革，大學(xué)物理缺乏改革和創(chuàng)新，教學(xué)內(nèi)容陳舊。在大學(xué)物理中，力、熱、電、光、近代等幾部分內(nèi)容相對獨(dú)立，教材中各部分缺少關(guān)聯(lián)和交叉，使知識應(yīng)用性交叉，不能適應(yīng)現(xiàn)在知識大融合、學(xué)科交叉的現(xiàn)狀。并且大學(xué)物理理論性較強(qiáng)，大量的數(shù)學(xué)推導(dǎo)使學(xué)生感到枯燥乏味，而對于知識在生活、科技前沿中的應(yīng)用這些學(xué)生感興趣的內(nèi)容卻由于學(xué)時(shí)問題無法過多涉及。因此改革教學(xué)內(nèi)容，改革大學(xué)物理教材，改革教學(xué)模式，增加現(xiàn)代物理學(xué)知識，增加各知識模塊的交叉，使學(xué)生對物理產(chǎn)生興趣，對物理應(yīng)用有所了解都是大學(xué)物理需要解決的問題。

3“微課”與大學(xué)物理相結(jié)合的幾種類型

結(jié)合以上分析，筆者認(rèn)真研究了微課與大學(xué)物理教學(xué)相結(jié)合方法，在發(fā)揮微課特點(diǎn)的同時(shí)，提高大學(xué)物理的教學(xué)質(zhì)量和效果。根據(jù)微課在大學(xué)物理教學(xué)中發(fā)揮的作用不同，筆者將微課分為以下幾種類型。

3.1引入類

我們都知道物理學(xué)是一種螺旋式學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)，也就是說學(xué)生在高中和大學(xué)階段所學(xué)的物理只在一定程度上會有重復(fù)。但是雖然知識具有重復(fù)性，但是從本質(zhì)上來說大學(xué)物理的難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高中物理，學(xué)生需要從具體的、簡單的、連續(xù)的物理思維轉(zhuǎn)換到抽象的、復(fù)雜的、微積分的思維。也就是說學(xué)生需要面對思維和學(xué)習(xí)方法的改變。在這個過程中，學(xué)生需要經(jīng)歷一個困難，甚至有些痛苦的過程。這時(shí)候需要學(xué)生有足夠的興趣和動力，才能跨越這個階段，盡快使用大學(xué)物理的學(xué)習(xí)。因此調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，是獲得良好教學(xué)效果的關(guān)鍵。例如，在“角動量守恒”的教學(xué)中，可以設(shè)計(jì)一個微課引入短片，將神舟飛船上“太空陀螺”實(shí)驗(yàn)的展示和“常平架回轉(zhuǎn)儀”、“茹科夫斯基轉(zhuǎn)椅”等相關(guān)視頻，通過精巧的設(shè)計(jì)制作成微課短片，可以起到引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的作用。

3.2知識補(bǔ)充類

筆者對一些大學(xué)一年級學(xué)學(xué)物理的學(xué)生進(jìn)行了訪談。主要問題涉及高中的模塊化學(xué)習(xí)是否對大學(xué)物理的學(xué)習(xí)產(chǎn)生一些影響。大部分學(xué)生表示會有一些障礙，比如有些別人已經(jīng)學(xué)習(xí)過的知識，可是自己完全沒有學(xué)過，在學(xué)習(xí)中對心理的影響非常大，容易急躁。例如力學(xué)中的動量，熱學(xué)中的分子運(yùn)動理論在大學(xué)物理中都是非常重要的知識，可有些學(xué)生在高中完全沒有接觸過該模塊。教師為了照顧大部分學(xué)生的基礎(chǔ)和教學(xué)進(jìn)度，不可能對該部分內(nèi)容進(jìn)行過多的介紹。面對這些情況，學(xué)生們希望有一定的資源可以提供給他們進(jìn)行預(yù)習(xí)和知識補(bǔ)充。因此針對每一章的內(nèi)容和知識基礎(chǔ)，制作成相關(guān)微課視頻放到學(xué)習(xí)網(wǎng)站上，可以給學(xué)生提供良好的補(bǔ)充知識的平臺和工具。

3.3知識擴(kuò)展類

前面提到，由于學(xué)時(shí)的限制，大學(xué)物理課堂上已經(jīng)刪減了許多知識節(jié)點(diǎn)。因此更沒有過多的課上時(shí)間介紹物理學(xué)史之類的相關(guān)內(nèi)容以及相關(guān)知識點(diǎn)在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用。但是單調(diào)的知識點(diǎn)教學(xué)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，對于培養(yǎng)學(xué)生良好的物理思想和現(xiàn)代視野也不利。例如，在光學(xué)這一章中有一段非常重要的物理學(xué)史的內(nèi)容，那就是“波動說”和“微粒說”兩種觀點(diǎn)的辯論。這是一個漫長、波折的過程，這個過程對于學(xué)生體會科學(xué)的艱辛非常有意義。首先，牛頓領(lǐng)銜的“微粒說”占據(jù)著絕對的主導(dǎo)地位，但是由于后來人們發(fā)現(xiàn)的衍射現(xiàn)象，是“波動說”占據(jù)了優(yōu)勢?？墒牵?dāng)光電效應(yīng)現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)，人們又陷入了深深的困惑。直到普朗克和愛因斯坦的量子說和光子說問世，解釋了光的波粒二象性，這個爭論才算結(jié)束。這一過程不僅僅體現(xiàn)了光的本質(zhì)，同時(shí)也體現(xiàn)了科學(xué)前進(jìn)的艱難以及物理學(xué)家挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的勇氣和追求真理的堅(jiān)持。所以將該部分內(nèi)容制作成相關(guān)微課視頻，上傳至大學(xué)物理學(xué)習(xí)網(wǎng)站以方便學(xué)生的知識拓展是非常有必要的。再比如，在相對論一章中有利用邁克爾遜干涉儀證明“以太”并不存在的實(shí)驗(yàn)介紹。這部分內(nèi)容與2016年初發(fā)現(xiàn)“引力波”的激光干涉引力波天文臺的原理非常相像。因此在介紹邁克爾遜干涉儀的基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)慕榻B引力波的發(fā)現(xiàn)原理能夠極大的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，擴(kuò)展學(xué)生的知識面。制作相關(guān)的微課視頻，為學(xué)生的后續(xù)自主學(xué)習(xí)提供素材就顯得尤為重要。

3.4重點(diǎn)類

針對大學(xué)物理中的重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行微課視頻的設(shè)計(jì)、制作，利用視頻的優(yōu)勢簡練、清晰、生動的講解知識點(diǎn)。該類微課既可以在課堂上結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)使用，也可以上傳至相關(guān)網(wǎng)站以便學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固。例如“角動量守恒定律”是大學(xué)物理教學(xué)中的一個非常重要的知識點(diǎn)，由于高中物理并沒有涉及轉(zhuǎn)動的內(nèi)容，學(xué)生只學(xué)習(xí)過動量守恒。因此這是一個重點(diǎn)也是一個難點(diǎn)。在講解過程中由于“角動量守恒”在“動量守恒”之后進(jìn)行學(xué)習(xí)，因此可以通過類比的方法推導(dǎo)其內(nèi)容和形式。這個知識點(diǎn)非常適合制作成微課視頻，一方面因?yàn)槠渫茖?dǎo)簡單，另一方面該知識點(diǎn)應(yīng)用非常廣泛，例如子彈飛行、直升機(jī)雙螺旋槳設(shè)計(jì)、常平架回轉(zhuǎn)儀等等。這些都可以通過大量的動畫、視頻體現(xiàn)，以方便學(xué)生的理解和掌握。

4結(jié)束語

微課可以很好地輔助大學(xué)物理教學(xué)。但是如何選擇微課題材、如何設(shè)計(jì)制作出優(yōu)良品質(zhì)的微課、如何把握傳統(tǒng)教學(xué)和微課的關(guān)系等內(nèi)容都是需要我們進(jìn)一步研究的內(nèi)容。發(fā)揚(yáng)微課的優(yōu)勢，發(fā)現(xiàn)微課教學(xué)中容易存在的問題，是一個漫長又需要付出足夠耐心的工作，還需要物理工作者進(jìn)行不懈的研究和努力。

作者：霍颯 單位：大連大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

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