面向智慧教育的初中物理微课设计研究<br/>——以《磁现象》为例

面向智慧教育的初中物理微课设计研究
——以《磁现象》为例

2016-02-14杨月苹张学军索彦霞巩璐雲西北师范大学甘肃兰州730070

中小学电教 2016年5期

☆杨月苹　张学军　索彦霞　巩璐雲（西北师范大学，甘肃兰州　730070）

面向智慧教育的初中物理微课设计研究
——以《磁现象》为例

☆杨月苹张学军索彦霞巩璐雲
（西北师范大学，甘肃兰州730070）

摘要：面向智慧教育的初中物理微课设计，是信息技术与教学的深度融合。通过对智慧教育与微课的内涵及设计分析，将微课上升到智慧教育层面的设计，从弹幕式交互、优质课程资源、智慧学习情境、智慧教学法和智慧管理评价体系五个方面展开论述。面向智慧教育的初中物理微课交互性强、开放性好、可视化强等符合初中物理实验性和情境化的学习特点，在物理课堂教学应用中有很大前景。

关键词：智慧教育；初中物理；微课设计

2014年以来，我国教育出现了两股热潮，一是“智慧教育”热，二是“微课程”热。在教育信息化的背景下，知识教育的异化要求教育“转识成智”，面对有差异有个性的学生，物理教学如何适应并促进学习者的全面发展，如何培养学生融合创新、高阶思维能力、复杂问题解决能力始终是教学改革面临的难题，而智慧教育的理念同微课程短小精悍的内容方法相结合，为解决这一难题提供了契机。

一、智慧教育与微课的内涵

（一）智慧教育的内涵

华东师范大学祝智庭教授提出“智慧教育”这一概念，主张借助信息技术的力量，创建具有一定智慧的（如感知、推理、辅助决策）的学习时空环境，旨在促进学习者的智慧全面、协调和可持续发展。[1]

笔者认为,智慧教育的核心是培养和发展学生的创造性思维和综合问题解决的能力。关键在于存在值得学生思考和研究的问题，通过扩充和细化教学目标，发现已有知识无法解决而新学知识能够解决的问题。学习者能够想出应当具备什么样的知识和能力才能够解决这些问题的能力。

（二）微课的内涵

我国最早提出“微课程”概念的胡铁生老师将“微课程”界定为：以微型教学视频为主要载体，针对某个学科知识点（如重点、难点、疑点、考点等）或教学环节（如学习活动、主题、实验、任务等）而设计开发的一种情景化、支持多种学习方式的新型在线网络视频课程。[2]

面向智慧教育的微课的本质特征在于提供给学习者建构自己知识和能力大厦的材料，利用其短小精悍、易掌握、高效率、利于建构的特点，给学生自主选择学习内容更多更大的空间，让学生独立自主地完成意义建构，目标是在学习体验中理解基本科学知识，修炼学习技能。

二、面向智慧教育的初中物理微课设计分析

《磁现象》是人教版八年级下册的内容，微课作为一种学习资源，是为学生服务的，因此在设计微课时，根据学习内容的深度和广度调节与学习者特征之间的适配性。

（一）课程特点

大体来说，初中物理侧重于物理现象，初中阶段的物理课程是让学习者学习基本的物理知识与技能，经历初步的科学探究过程。《磁现象》属于观察现象，学习者通过观察磁现象，将主观经验上升至理论推理，为后续学习电与磁的规律打下基础。

（二）教学任务分析

教学任务分析，即确立教学设计总体框架，指明后续教学活动的方向，重点在于弄清学习者内部的学习结果。本节课的教学任务是让学习者知道磁现象的相关概念、规律及学习方法。

（1）自己发现用不同形状磁体（条形、蹄形、环形、圆形磁铁）、铜币、铝币、镍币和塑料片、铁片相互作用时磁的反应和强弱。

（2）利用小磁针（带座）、条形磁铁、细绳和小车探究磁体靠近磁极的现象。

（3）根据各种形状磁体、无磁性铁钉和铁片的相互作用，让学生思考如何使原来没有磁性的铁钉具有磁性。

（4）学生思考并操作，需要用几个装置、每个装置应是什么样的，才能够验证磁现象的相关理论知识。

（三）学习内容分析

根据新课程标准和要求，通过对《磁现象》内容的分析，我们可以预先判断，学习者在学完微课程之后，知道有关磁性、磁体、磁极和磁化的相关概念；掌握同性磁极相互排斥，异性磁极相互吸引的磁极间相互作用的规律；知道磁化是使原来没有磁性的物体获得磁性的过程，其中，如果被磁化的物体是铁棒，那它获得的磁性会马上消失，而如果被磁化的物体是钢棒的话，磁性会保持较长的时间；能够根据磁的相关知识独立制作一个指南针。

（四）学习者学习特征分析

初中阶段，学习者的逻辑抽象思维能力得到发展，能够超越直接感知的事物提出假设并进行论证推理。学习者通过观看微课视频和物理实验，在教师的指导帮助下，能够根据磁现象的相关知识自己动手制作简易的体现磁现象的装置。

三、将初中物理微课上升到智慧教育层面的设计

（一）弹幕式教学交互及其实现效果

《磁现象》微课视频展示中，学习者能够通过登录自己的帐号实现做笔记、评论和提问的功能。针对课程中存在的问题或不太理解的地方进行评论，弹幕评论的针对性、多元化、碎片化和评论排序等特点使得学习者不仅能够及时发表自己的观点，还能快速挖掘和梳理其他学习者的观点，从而加深学习者对磁极间的相互作用和磁化现象的深层认识。

在观看微视频学习中，不时弹出问题让学生回答，在弹出什么样的问题和什么时候弹出问题的把握上应多加注意。在《磁现象》一课中，通过一系列的问题——磁体能够吸引哪些东西？被磁铁吸引上的物体有什么共同点？磁体上每部分的磁性强弱是一样的吗？怎样才能让原来没有磁性的物体具有磁性呢？磁体之间只可以发生相互吸引吗？还有什么作用规律？结合弹幕式交互中提问的及时性、评价的即时性、评价过程的临场性、评价内容的情境性等，使得学习者具有较强的归属感、认同感，避免在微视频学习过程中不能针对视频内容进行及时评价和枯燥讨论的问题。让学习者在观看学习内容的同时，又理解记忆所学内容，有利于促进学习者深层次学习习惯的养成和深度思维能力的发展。

（二）优质课程内容设计

1.优质高效、资源推送

设计微课的智慧应利于学习者知，利于其选，利于其用[3]。积极响应“一师一优课，一课一名师”的号召，设计高质量的视频资源，《磁现象》上传过程中将与之相对应的关于微课名称、微课类型、微课内容、适用年级、教学结构、方式方法及重难点等做简明介绍，并将同一类型微课归类，便于学习者查读，建立优质高效的教学资源。

创建物理学习订阅号，教师将上课所用到的PPT课件、教学设计、习题、相关视频、Flash课件等教学资源都放到订阅号中，学习者可以利用网络随时浏览并下载学习资源，根据学习者的浏览记录分析其在哪一环节的学习上有困难，为其推荐磁现象及磁场、电与磁、磁感应强度等相关的资源链接，弥补课堂中所遗漏的知识点，有效巩固其物理知识结构。

2.立体多元、融合创新

针对学习者层次确定内容复杂程度，根据学习者特征设计能够适应学生多元能力培养的微课。以磁现象微课学习为起点，设计开发配套的电子教材、物理虚拟实验软件和相应的网络课程等相结合的立体学习资源。

微课的表现形式可根据物理学科和不同教学情境的需要，通过物理虚拟实验、交互式三维仿真动画、虚拟场景等软件，增强知识的可视化设计，让学生在真实情境中体验玄妙有趣的磁现象，在资源融合过程中实现创新创造能力的发展。

3.个性开放、协作共享

每一个学习者都是相对独立的个体，不同学习者之间在学习风格、先前知识和学习能力上存在很大差别，根据学习者的个性化特征，给学习者提供具有学习者自身学习特色的学习诊断结果、学习建议和学习服务，利用思维导图软件制作知识导学图，让学习者成为学习的主人。Explain Everything作为学生知识建构的工具，学生在进行小组汇报的时候，不仅可以展示拍摄录制的视频，还可以进一步丰富汇报形式，同步展示与主题相关的文字、图片、视音频、网页等多种媒体，使成果汇报变得生动起来。教师在课前下发教学任务单，让学习者在课前知识传递中通过观看视频，自主学习。教师监控学生学习进度，学习者完成课前任务单，发现问题，提出问题并设计方案。课中通过与同伴、教师分析交流、小组协作，取长补短，从而达到知识的内化；课后通过作品制作和分享，促进学习者综合能力和创新创造能力的发展。

（三）智慧学习情境设计

初中物理教学中，物理实验是重要的组成部分，面向智慧教育的微课，通过设计智慧学习情境，让学习者置身于真实情境中。在磁现象的内容传授中，通过播放春节联欢晚会中刘谦硬币穿杯子魔术的微视频，引起学生的好奇心，继而提问刘谦的这个小魔术是运用了什么科学原理呢？

学习者通过观看视频和小组协作，动手操作并观察相关实验现象，巩固加深对知识的理解。基于解决实际问题的学习情境，可以帮助学习者更加深刻地理解所学内容，在相似的情境中实现技能的正迁移。

（四）智慧教学法

智慧教学法是对学生思维能力进行开发的一种独特的教学方法。[4]在磁现象的教授中，可采用微课导学、小组合作、头脑风暴、自主建构。合理诱导的智慧教学方法，运用整合技术的教学法建构师生互动系统，例如：在微博上互动，根据回帖数和回帖质量来了解学习者的先前经验，便于学习者在学习期间提问讨论、获取反馈；通过多媒体手段设置教学情境，展示条形磁铁吸引铁屑场景，观察磁铁的不同部位所吸铁屑的多少判断磁性强弱和形形色色的磁体的图片资料展示磁现象，深化知识内容之间的联系。当学习者出现错误时，教师需要利用学生的错误作为资源，引导学生走向正确的轨道。

（五）智慧评价体系设计

通过对学习者的微课学习进程、学习行为和学习效果的记录，积累学生的大数据信息，做到以科学的学习分析技术为基础的发展性评价（作品、实验报告、讨论观点）与增量评价（测验）的统一。可以从以下几个方面进行教学管理与评价。

一方面，根据学习者对弹出问题的解答程度，如果学习者对问题回答的速度，深度和准确度都比较高，例如，学习者如果知道磁铁能吸引铁质物质；磁铁两极部分磁性最强；磁铁有“同极相斥，异极相吸”的特性；磁铁隔物能够吸引铁质物质，磁体被分割成两段或几段后，每一段磁体上仍然有N极S极。通过接触或者靠近磁体，或用磁体的一端沿同一方向多次摩擦来实现磁化，初步断定学习者已基本掌握相应的知识点内容。

另一方面，对于对某一方面学习内容比较熟悉的学习者来说，其可以申请免视，即不用观看教师提供的视频内容，但需要进行测验，以检验其对此知识点内容的掌握程度。例如：对磁规律的掌握，通过设计习题和学生上交的作品进行判定。通过对学习管理与评价，以智慧评价体系设计促进整个教学设计的优化和完善。