大学物理微课的设计与制作

杜锦丽 申继伟

1.中国药科大学理学院 江苏南京 211198

2.南京理工大学紫金学院 江苏南京 210023

大学物理微课的设计与制作

杜锦丽1申继伟2

1.中国药科大学理学院 江苏南京 211198

2.南京理工大学紫金学院 江苏南京 210023

微课作为一种新型的网络教学资源很好地满足了学习者碎片化、移动化、个性化、深度化的学习需求。如何开发制作一节精彩的微课值得大家探讨商榷。以旋转之美—角动量守恒定律课程为例，从主题选取、教学设计、视频的拍摄与录制和视频的编辑与优化四个微课制作的主要环节介绍了大学物理微课的设计与制作方法。

微课设计；微课制作；大学物理

随着信息技术的飞速发展，我们步入了以“微信”“微商”“微营销”“微电影”等为特征的“微时代”，生活方式发生了很大改变。在教育领域，教学资源、教学模式、学习实践活动受到“微时代”的影响而发生变革，“微课”应运而生。它是通过微视频来记录教师围绕某个知识点或教学环节而开展的简短但完整的教学过程［1］。微课的教育理念是由美国新墨西哥州圣湖安学院的高级教学设计师戴维·彭罗斯（David Penrose）于2008年率先提出的［2］。近年来，在我国举办了各类微课教学竞赛，设计合理，制作精良的微课更好地适应了“微时代”下学习者碎片化、移动化的学习方式，个性化、深度化的学习需求，因而受到学习者的青睐，这也激发了我国教育者研究、开发和制作微课的热情，胡铁生等［1，3-7］许多教育人士分析了我国微课发展的阶段、微课制作和平台建设的现状，并探讨了相应的发展对策，极大地促进了我国教育领域微课资源的建设和发展。《大学物理》是理工科院校多数专业所必修的一门重要基础课程，对学生创新能力的提升和今后的发展具有举足轻重的作用。将微课这种新的教学模式引入到大学物理教学中，借助于声音、图片、动画、视频等手段将抽象的物理概念、过程、定律，生动形象的呈现给学生，有助于激发学习者对物理的学习兴趣，提高其学习的主动性和积极性。那么，如何运用各种信息技术手段和各类教学资源来设计和制作出形象生动、丰富多样、符合学习者认知的微课作品，使其成为传统课堂教学的重要补充和拓展资源是我们每个教师需要思考和面对的问题。

微课视频不是课堂录像的直接切片，而是针对教学内容中的重点、难点、疑点而展开的完整的教学视频。它的设计和制作主要包括以下四个环节：（1）确定主题；（2）进行教学设计；（3）视频的录制和拍摄；（4）视频的编辑和优化。下面笔者就以自己参加第二届全国高校微课教学比赛的作品《旋转之美—角动量守恒定律》为例，从这几个方面谈一谈自己的设计和制作体会。

1 确定“微课”主题

微课是围绕某个具体知识点来展开的教学组织和呈现形式。因此，微课的选题首先必须突出“微”，要小而集中，即主题突出，指向明确。不能大而全，即不能以课本上的某一章节作为主题。选题时要对知识点进行剖析、分解，以保证所选知识点可以在15分钟之内讲清楚、讲透彻，学习者容易在短时间内掌握。其次，微课的选题要立足于“核心概念”，所选知识点必须是教学中某个常见的，典型的、有代表性的重点、难点、疑点问题。最后也是最重要的，教师在选题时要对学生的专业基础、接收能力及对本门课程的学习情况进行分析，以学生的学习需求为出发点进行选题，要具有实用性，体现以学生为本的教学思想。选题时，在兼顾以上几点的基础上要尽量选择趣味性强和能够充分发挥多媒体技术优势的内容，这样才能吸引学生的注意，积极主动去学习。总之，微课是一种集中主题的学习资源，我们在选题时既要彰显小而精的微型化特点，又要具有实用性并兼顾学生的兴趣所在。

“角动量守恒定律”是大学物理课程“刚体力学”章节中的一个重要知识点，也是一个相对独立和完整的知识点，其推导过程比较简单，符合微课选题小而精的特点。并且，这一定律也是学生中学物理中没有涉及的知识点，对他们来讲比较陌生，在学习中常会与动量守恒定律混淆。另外，考虑到这一定律的广泛应用性，可以借助于多媒体技术的优势将物理概念、定律及应用以声音、图片、动画、演示实验、实例视频等多种方式集中在微课中呈现出来，让抽象的物理定律变得形象、生动、有趣，该知识点符合微课选题实用、有趣的特点。

2 进行教学设计

微课是记录某个知识点讲授过程的教学视频资源，如何抓住学习者的注意力，使其充满兴趣的观看整个讲授过程，教学设计显得至关重要［8］。教学设计时首先要根据选题对教学内容、目标、重点、难点进行分析。然后，根据教学内容、目标和学习者特征制定合理的教学策略，选取恰当的教学方法，进行教学流程设计。

在确定微课主题之后，首先要明确教学目标，并对教学内容进行重点和难点分析。本微课的教学目标为帮助学生掌握角动量守恒定律，并会运用该定律进行定性分析、定量计算，以培养学生分析问题、解决问题的能力。教学的重点是对该定律的理解，难点是对该定律的应用及“角动量守恒定律”与“动量守恒定律”的区分。其次，要对讲授的知识点进行细化和剖析，分析所讲主题需要用到的所有知识点，哪些是作为已学知识点，哪些是要讲授的新知识点，并进一步分析知识点间的联系及主次，这是一个剥茧抽丝的过程。笔者针对“角动量守恒定律”这一主题，对相关知识点进行分析如图1所示。认为学生通过前期的学习已经掌握了刚体的“转动惯量”“定轴转动定律”以及质点的“角动量”等知识点，为角动量守恒定律的学习做好了知识储备。在本微课中需要首先给出“刚体的角动量”的定义，它是本次课的一个次要知识点，然后由刚体的“定轴转动定律”推导出“刚体的角动量定理”，进一步推出“角动量守恒定律”。这个定理和定律是本次课的重要知识点，要重点讲授。特别是“角动量守恒定律”，要对它的应用进行展开讨论。

图1 知识点分析图

由于微课不是面对面的授课，精心设计、丰富有趣的视频才能抓住学习者的注意力，使其主动观看学习。而好的开始就是成功的一半，因此，教师要特别注重视频开头的1～2分钟的设计，寻找好的教学切入点。切入主题要快速、准确，力求新颖、有趣。笔者分析学习者具有理工科专业背景，大部分同学会对实验现象和航空知识感兴趣，因此，通过亲自演示“茹科夫斯基转椅”实验和讲述美国“黑鹰”直升机坠落的小故事这两个有趣而真实的例子为切入点，并配以视频资料，给学生直观印象，继而提出问题，引出本微课的主题。在讲解“刚体的角动量”定义和例题“子弹击杆”时，决定通过制作相应的动画，将抽象的物理概念、过程形象、直观地呈现出来，使学生易于理解。在讲授“角动量守恒定律”的推导中采用对比的教学方法，将角动量守恒定律与动量守恒定律进行对比，分析其应用条件的区别，加深学生的理解。在讨论定律的应用时，采用多方面举例的方法，努力挖掘生活中的实例，譬如：花样滑冰中运动员动作的改变和转速的变化，直升机螺旋桨的作用和转动，神舟十号与天宫一号对接时，在空中姿态的调整等都用到了“角动量守恒定律”。对这些实例，决定通过图片、视频的方式呈现，并深入浅出的进行分析讲解，使得物理规律变得有血有肉、贴近生活、实用性强，同时，也使学生印象深刻，牢固掌握。在教学内容讲授完成后，为了检验学生的掌握程度，笔者设计了“猫在空中下落转身”的思考题，并决定搜集制作相关的视频资料，引导学生运用所学定律解释实际问题，并培养学生在生活中发现问题、解决问题的能力。本微课的整个教学流程的设计如图2所示。

图2 教学环节流程图

3 视频的拍摄与录制

一堂高品质的微课，不仅要求教师要合理选择主题和进行巧妙的教学设计，还需要具有过硬的微视频的录制质量。微视频的录制方法通常分为摄制型、录屏型、软件合成型、混合型四种。摄制型是首先通过摄像机或录播系统对教师在课堂上的讲授、演示，学生的学习、互动等教学过程进行实景录制，然后通过专业软件进行后期剪辑，最后形成适合流媒体播放的微视频。录屏型是以教师对着电脑屏幕上的PPT，Word等内容进行教学讲解为主要方式，通过录屏软件对屏幕内容、教师在屏幕上的操作、讲解、声音进行同步录制，再通过软件完成剪辑。常用的录屏软件有Camtasia Studio、屏幕录像专家、超级录屏8.0等。这种方法只采集屏幕内容和教师的声音，教师本人不出现在视频中。软件合成型是利用视频制作软件（例如：Flash，Movie Maker）并根据微课设计脚本来录制合成的教学视频。 混合型则是综合运用上述三种方法，经过后期专业软件编辑形成微视频。精彩的“微课”视频往往采用混合型录制方法，既有摄像机录制的教师的讲解、示范或演示，体现教师的教学风采；又有录屏软件录制的PPT，多媒体课件，演示动画等内容，清晰、准确呈现教学内容；并综合运用远近景别、多机位等拍摄手段，全方位、多角度反映教学过程。为了制作出高质量的微课视频，收到良好的教学效果，本微课决定采用混合型方法进行拍摄录制。

在录制视频之前，首先要根据教学设计制作好电子课件PPT（Powerpoint）、图片和相关的视频资料。PPT设计要简单明了、构图合理，颜色搭配要和谐美观。对于教学的重点内容，可通过添加下划线、加粗字体、变化字体颜色或添加动画效果的方式来加以提示，引起学习者的注意。另外，如果采用混合型方法录制，则需要在PPT相应位置（教师出现的位置，左边或右边）留下空白，以免加入人物后遮挡课件上的内容。此外，PPT下方要留有余地，以免后期编辑添加字幕遮挡内容。教学中所用图片要清晰，视频要紧扣主题，减去无关内容，以免造成观看时间的浪费和反映问题不突出。

接下来，要撰写视频拍摄或录制脚本。它可以帮助拍摄、制作的技术人员熟悉教学内容、教学流程，从而更好地把握镜头和画面的选取，保证视频的录制质量。脚本设计要尽量详细，即针对知识点、画面要求、解说词等都要做好详细设计。拍摄前，笔者向摄制组提供了一份详细的脚本，清楚地标明了教学内容、场景，教师讲授的拍摄部分、远景、近景选取，教师在视频中出现的位置，视频资料的引用顺序、位置，详细、准确的解说词等，使得拍摄、制作过程非常顺利。

拍摄时要注意以下几点：第一，要选择安静的环境，根据教学设计需要可以在教室、报告厅、影棚或家中进行。第二，光线要充足，室内较暗时，要使用光源进行补光，以确保拍摄的画面柔和清新。第三，录音尽量用领夹式无线专业话筒，它的频段几乎不受外界干扰，录音效果好，能保证声音的质量。 第四，确保录制设备的质量，并根据场景设计进行多机位、多角度拍摄。对主讲教师进行拍摄时，首先要构图合理，根据设计要求来决定人物拍摄是取远景还是近景，以便决定摄像机的位置。其次，人物的着装要展现教师良好的精神面貌，颜色的搭配要与PPT、画面背景相协调。此外，由于“微课”的时间非常有限，教师的语言要生动、富有感染力，同时更应描述准确，逻辑性强，简单明了，讲解要亲切、自然。

4 视频的编辑与优化

视频的编辑和优化是“微课”制作的重中之重，直接决定呈现给学习者的微课质量，需要运用专业的视频剪辑软件进行编辑。常用的软件有Camtasia Studio，Edius，Premiere等，Camtasia Studio软件简单易学，操作方便，上手较快，而Edius，Premiere软件则功能强大，显得更加专业，本微课是通过Edius 6.08软件来完成后期的编辑。编辑时，首先要对采集的素材进行合理选择和取舍，对音频文件进行降噪处理。然后，整合所有音频、视频、文字等素材，确定剪辑思路和视频格调，保证整个视频格调统一。其次，根据教学设计精心剪辑，去除与教学主题无关的视频，力求做到画面简洁大方，连贯流畅，并对相关视频进行渲染。再次，对剪辑后的视频制作片头、片尾并添加字幕。片头应包含微课的主题、所属课程、主讲人等基本信息，起到提示学习者，预告讲授内容的作用。片头应简洁明了，时间不宜过长，一般不宜超过20秒。字幕编辑时要注意准确无误、位置合适，既不要太靠下，也不要遮挡住PPT上的内容。片尾可以提供“微课”制作单位、团队成员，以示感谢。最后，对编辑好的视频进行反复检查，包括对声音、图画、字幕等进行详细检查，修改瑕疵，完善微课视频， 最终形成一个主题明确、结构完整、连贯流畅，具有一定教育性、目的性、趣味性和艺术性的教学视频短片。编辑结束后利用一些软件转换成支持网络在线播放的流媒体格式，如mp4，rmvb，mpg，avi，wmv等，然后上传至网络教学平台，供学习者观看学习。

总之，一件优秀的“微课”作品离不开合理的选择主题、精心的教学设计、巧妙的拍摄录制和完美的剪辑制作。而在这四个环节中要始终以学习者为出发点，只有这样才能制作出真正适合学习者学习的微课，否则只能成为教师的一场教学秀。另外，从学习者角度来讲，教师在掌握了微课制作技巧后，应该综合考虑整门课程的知识体系，让微课作品系列化，以方便学习者学习。微课的制作，对教师而言，有助于重新审视教学内容、教学方法，学习视频拍摄技巧、视频软件编辑等多方面知识，使自身教学能力得到提升；对学生而言，有助于满足他们随时、随地的、个性化、深度化的学习需求，此所谓教学相长。因而，处于“微时代”的教师应该积极投身微课的开发建设中，努力探讨微课的设计和制作方法，制作出更多精彩的微课作品，丰富网络教学资源。

［1］ 胡铁生，黄明燕，李民.我国微课发展的三个阶段及其启示［J］.远程教育杂志，2013（4）：36-42.

［2］ Shieh， D. These Lectures Are Gone in 60 Seconds ［J］. Chronicle of Higher Education， 2009（26）：1-13.

［3］ 胡铁生，周晓清.高校微课建设的现状分析与发展对策研究［J］.现代教育技术，2014（2）：5-13.

［4］ 梁乐明，曹俏俏，张宝辉.微课设计模式研究：基于国内外微课的对比分析［J］.开放教育研究，2013（1）：65-73.

［5］ 刘名卓，祝智庭.微课程的设计分析与模型构建［J］.中国电化教育，2013（12）：127-131.

［6］ 黄建军，郭绍青.论微课程的设计与开发［J］.现代教育技术，2013（5）：31-35.

［7］ 胡铁生.区域性优质微课资源的开发与思考［J］.中小学信息技术，2013（4）：19-22.

［8］ 张晓君，李东哲，陈雷.微课程视频制作中的注意引导设计［J］.现代教育技术，2013（8）：105-107.

Introduction to the Design and Manufacture of College Physics Microlecture

Du Jinli ， Shen Jiwei

1. College of Science， China Pharmaceutical University， Nanjing， Jiangsu， 211198， China
2. Nanjing University of Science & Technology Zijin College， Nanjing， Jiangsu， 210023， China

As a new kind of network teaching resources， microlecture can satisfy the fragmented， mobile， personalized and profound learning requirements of learners. It is worth discussing that how to make a wonderful microlecture. In this article， taking “the beauty of the rotation -the law of conservation of angular momentum” as an example， we have introduced the methods of design and manufacture of college physics microlecture from the topic selection， teaching design， video shooting and recording and video editing and optimizing.

design of microlecture； manufacture of microlecture； college physics

2015-08-18

杜锦丽，博士，讲师。申继伟，硕士，讲师。

基于“MOOC”的大学物理实验网络教学系统的建设（2015年中国药科大学校级教改项目青年项目）。