微课在初中科学课中的设计与应用——以《物体的内能》教学为例

☆ 余利军

（开化县第二初级中学，浙江开化 324300）

微课在初中科学课中的设计与应用
——以《物体的内能》教学为例

☆ 余利军

（开化县第二初级中学，浙江开化 324300）

微课是指利用十分钟左右的时间针对某一知识内容进行讲解的微教学在线视频，它不受时空限制，可满足不同个性、不同层次的学习者的需要，是翻转课堂、网络学习的基本素材和资源。本文利用微课翻转《物体的内能》一课为例，从课前翻转、课中引探、课后延伸三个方面谈谈微课在初中科学课中的设计与应用。

初中科学课；微课；课前翻转；课中引探；课后延伸

随着社会发展，移动网络、智能手机和平板电脑迅速普及，在线学习和移动学习成为一种新的发展趋势，也为学生随时随地进行个性化的微课学习提供了可能。微课是指利用十分钟左右的时间针对某一知识内容进行讲解的微教学在线视频，它不受时空限制，可满足不同个性与层次的学习者的需要，是翻转课堂、网络学习的基本素材和资源。科学微课程则是基于课程标准、教材及学生的学情，在精准微目标指导下，精选微内容，选择微策略，编制微评价，以视频或动画等依托数字化技术呈现的一种教学方式。笔者在准备参加浙江省教育技术应用能力大赛案例展演活动时，利用微课翻转《3.5物体的内能（3）》一课为例，从课前翻转、课中引探、课后延伸三个方面，积极探索微课在初中科学课中的设计与应用模式（如图1）。

图1　微课在初中科学课中的设计与应用模式

一、课前翻转

德国大教育家第斯多惠说过：“科学知识不应该是传授给学生的，而应该引导学生去发现它们，独立地掌握它们。”因此，微课的设计与应用要突出以学为本，因学论教。根据教材内容及学生的认知特点，调整教材的顺序，编制学案导学，设计丰富的微课程，让学生明目标、自主学、进阶练，从而达到基本学会的目的，同时，为课中引探提供聚焦的问题。

（一）微视频录制

微课程包含了所讲知识的背景与该课程将要解决的问题。制作一个优秀的微课，首先应该明确本微课应该达到怎样的课程目标，然后进行课程活动（以微视频为主要形式）的制作。录制完成的微视频可以通过教师专题网站、U盘拷贝、QQ班群共享、班级公共邮箱、云盘分享等方式发送给学生和家长。

1.确定相对应的微目标与微评价

每个微课程都应有清晰的目标或说明，确定微课程的目标时，应分析领悟课标、教材及学生的认知特点。《课程标准》对本课时内容的要求：以汽油机为例，了解热机的工作原理，知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义；认识燃料的热值。本课时内容是在学习了物体内能的概念、改变物体内能的两种方法基础上进行的内能利用教学，掌握了“做功是改变物体内能的方法”后，有助于汽燃机的基本工作原理的学习。因此，将微课目标确定为：①认识燃料热值的概念与单位，说出提高燃料利用效率的途径；②以汽油机为例，说出热机的工作原理。为了检测学生是否达到该目标，还应设置与微目标对应的微评价——检测试题。

2.选择恰适的微内容与微策略

微课时间有限，要以微目标为指导，精准取舍内容，做到重点突出，提高时效。同时，内容呈现的逻辑顺序、疏密度和梯度及所采取的策略等都应符合学生认知规律。本课中，学生已经学过密度等物质的特性，迁移到燃料的热值学习没有什么太大的问题，而汽油机的工作循环知识，由于学生的认知水平，可能无法自己理解，需要合理引导，所以，将其定为本微课的重点。

3.编制脚本选择制作工具录制

微课大小一般在50M左右，以便于学生下载或点播。为了使微课画面设计优美、内容安排精当、节奏把控准确、讲解交互性强，我们应该根据微目标、微内容、微策略和微评价编制脚本。针对上述重点内容可以编制脚本（如表1）。

表1　微课脚本

微课要求视频画质清晰、图像稳定、声音清楚、声画同步；录制方法与工具可以根据表2所述自由组合。

表2　录制方法与工具的组合方式

（二）学生自主学习

学生在教师明确告之学习目标的前提下，在家带着问题自行学习微视频，思维始终处于积极状态。微课为学生提供教师一对一的临场感，学生可以自定步调地学习，随时停止和重播某个视频片段，以确保对课程内容的理解，提高学生的自主学习能力。

（三）完成进阶练

提供一份与微目标和微内容相吻合的学习检测，这是微课程的必备环节。在翻转课堂中，教师期望的是在学生练习时能够注意到每个学生的情况、及时发现问题给予指导。因此，教师可利用“问卷星”制定一份在线检测题。在线检测便于对答卷进行实时统计与分析，教师浏览每一份答卷详情，及时给予学生在线帮助与评价。本课的进阶练习如下。

（1）蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机都属于，它们的共同点是通过做功把能转化为能。

（2）汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机，如图2是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是（）

图2

A.甲冲程是把机械能转化为内能。

B.乙冲程是把内能转化为机械能。

C.丙冲程是把机械能转化为内能。

D.丁冲程是把内能转化为机械能。

（3）关于燃料的热值下列说法正确的是（）

A.燃料的热值与燃料的燃烧情况有关。

B.容易燃烧的燃料的热值一定大。

C.煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多。

D.0.5kg煤油和1.5kg煤油的热值一样大。

（4）热机的效率是指热机工作时，用来做能量与放出的能量之比。提高热机效率，减少能源消耗，是人类不懈的追求。

二、课中引探

在建立课堂翻转时，会发现课堂上的时间多了许多。这时，教师需要根据学生在进阶练习中出现的问题重新评估并调整教学设计，聚焦问题，通过设置具有思维深度和更高参与度的活动引导学生合作探究，并通过综合训练在应用中实现科学素养提升。

（一）聚焦问题

基于微视频的课前翻转，为课堂教学准确地找到了教与学的起点与着力点，使课堂教学更有针对性与实效性。教师通过课前进阶练习的反馈，实现问题聚焦，并进行二次备课，适当调整教学设计。学生提交答案后，笔者发现学生对“燃料热值的概念与单位”、“提高燃料利用效率的途径”、“汽油机的构造及热机的工作原理”已经基本掌握；但对于“汽油机的工作过程”缺乏系统认识。因此，在课堂上要留出足够的时间，通过实物模型、SWF积件及工作过程原理图多种形式，提供丰富的表象，使学生从整体上认识汽油机的工作原理。

（二）合作探究

课堂教学要突出学生能力本位的目标导向，创设真正的以“学”为中心的课堂。科学是以多样统一的自然界为研究对象的探究活动，科学探究是创造性思维活动、实验活动和逻辑推理交互作用的过程，在多次循环和新的问题解决的过程中推动着科学的发展。在科学课堂上，采用翻转模式为科学探究性学习创造了更多时间与机会。科学是一门以实验为基础的学科，微视频并不能取代科学实验，因此，应根据聚焦问题，设计开展学生喜爱的实验探究活动，通过动手、动脑、合作交流等途径解决问题，使学生在科学方法与能力上获得比较全面的训练。本课中，笔者设计了如表3所示的实验探究活动：利用汽油机剖面模型和SWF动画积件，通过小组合作探究，完成汽油机工作循环图表。

表3　汽油机工作循环图表

汽油机在一个工作循环中，活塞往复_____次，曲轴转动____周；燃气对外做功____次。

同时，为了力求反映科学、技术、社会、环境的互动与关联，使学生更深刻、全面地理解科学，提高科学素养，笔者还设置了一个讨论活动：展示蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机的原理图和效率，说一说热机的改良方向和你的感悟。

由于翻转学习中，学生学习到的知识可能是零碎的，通过课堂合作探究的另一个重要目的是使学生的知识体系化。在小组互动交流的基础上，通过展示、汇报、动手操作等形式，最终形成了知识网络（如图3）。

图3　知识网络

（三）综合训练

为了提高学生的应用能力，教师应该有针对性地选择习题，力图达到“优生吃饱、中等生吃好、差生吃了”。让学生通过分层作业练习，把所学知识应用于解决问题中，加深对知识的理解。

三、课后延伸

科学课程标准指出：“课程的设计和实施均应适合全体学生的需要，为每一个学生提供公平的学习科学的机会。无论学生存在怎样的地区、民族、经济条件、文化背景的差异和性别、天资等方面的个体差异，都应努力实现因材施教，为他们提供必要的资源和支持，使他们学习科学的潜能得到充分发展。”同一个班级的学生，学习能力存在或大或小的差异，微课的应用在不同程度上可以满足学生的个性化学习需求。一方面，部分学生可能通过课前翻转与课中引探对部分知识未能消化与吸收时，还可以在课后借助微视频进行查漏补缺，强化基础。此外，浙教版科学课教材中安排有“科学·技术·社会·环境”栏目，如本课中的“喷气发动机”涉及的知识虽非课堂标准要求的，但是对于学生的学习兴趣的培养及后续学习有着很大的促进作用，因此，可以利用微视频组织学有余力的学生进行课后自主的拓展学习；另一方面，课中引探中引入学生感兴趣的汽油机又可以使微课资源进一步丰富与再生。

微课是近年来教育技术领域中出现的新事物，它给教学带来了巨大的影响。从教师角度看，对数字化的微课制作与有效应用，不仅可以增强科学课堂教学效果，也可以改变传统教学和教研方式，促进教师的专业成长；从学生角度看，微课为个性化学习提供了更多选择，无论在课前翻转、课中引探、还是课后延伸，学生都可以主动地控制学习节奏，自主构建知识体系。初中科学课程具有综合性的视野、鲜明的实验与探究特色，教学中如能进行相关的微课开发、共享与应用，必定会大大丰富课程的内涵，增强教学的生动性，提高教学质量，并在更广泛的意义上实现每一位学生科学素养的提升。

［1］符爱琴，马宏佳.微课程教学的设计与应用：以初中化学为例［J］.化学教育，2014，（11）.

［2］蔡跃.微课程设计与制作教程［M］.上海：华东师范大学出版社，2014.

［3］陈玉琨，田爱丽.慕课与翻转课堂导论［M］.上海：华东师范大学出版社，2014.

［4］乔纳林·伯格曼，亚伦·萨姆.翻转课堂与慕课教学——一场正在到来的教育变革［M］.北京：中国青年出版社，2015.

［5］中华人民共和国教育部.初中科学课程标准（2011版）［S］.北京：北京师范大学出版社，2012.

［编辑：昌曙平］

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1671-7503（2015）09-0047-03