微课在大学物理实验及演示实验教学中的应用

李迎 张静 李群 刘红兵 钟铭

摘 要：本文简述了微课的特点，分析了大学物理实验、演示实验教学过程中存在的问题，并介绍了利用微课来解决教学问题的方案，阐述了培养学生的科学探究能力和创新意识的策略。

关键词：微课；实验教学；演示实验

一、微课的特点

“微课”是指以视频为主要载体，围绕某个知识点、专题、实验活动作为选题，针对教学中常见的、典型的问题或内容开展的简短的、完整的“小而精”的教学活动[ 1 ]。因其时间短，内容精，容量小，形式多样等特点，从一出现就受到广泛关注。受知识信息化、网络化，学习方式碎片化的影响，微课这一教学方式越来越受到人们的追捧。

二、大学物理实验教学现状及存在的问题

大学物理实验课程是理工科类大学第一门基础实践课程，它既是理论知识的载体，又是科研技术与方法的综合，体现了科学实验的共

性[ 1 ]；物理演示实验作为一门独立的课程，不再仅仅作为理论教学的一种辅助，在教学中的作用也越来越受到重视[ 2 ] ，但是，大学物理及演示实验教学过程中受实验场地和实验仪器数量等限制，重复性强，教师的授课压力和工作强度大大增加，学生学习过程也因实验课程的特殊性，受到不利影响。

首先，学生课前预习仅限于书本、达不到要求。受实验室条件限制，只能从实验教材上的内容、步骤以及有限的几张图片来猜想实验过程。其次，教师课堂讲授时间与学生实验时间矛盾突出。以我校的大学物理实验时间为例，一般为三节课，共155分钟，教师讲授一般在40分钟，主要讲解实验目的，实验原理，实验内容与步骤，再加上演示仪器操作，时间非常紧张。因学生专业、理论基础掌握程度、动手能力存在差异，教师对原理或仪器不管讲得多或者少都不能完全符合每个学生的需求。讲的过多，会挤占学生实验时间，实验课将变成填鸭式教学，学生只是照猫画虎，依样学样的验证实验结论，得不到能力上的锻炼，创新更是无从谈起；讲的过少，学生实验过程中问题不断，无法独自按时完成实验，久而久之，将会对物理实验产生畏难情绪。再次，学生课后复习条件不足，期末考试效果不佳。以我校为例，大学物理实验是按照课堂上测出数据，课后数据处理并写出实验报告的流程进行。学生交上实验报告后，就把这个实验项目被抛之脑后，期末考试前才发现，先前做的实验已经全忘记。最后，演示实验维护成本高，演示实验的目的是用简单明了的实验仪器把抽象的物理理论知识变得直观和形象，启迪学生的思维，提高学生的学习兴趣，挖掘学生对自然科学知识的探索能力[ 2 ]，东华理工大学物理实验中心是江西省首批省级实验教学示范中心，开放演示实验室是特色，每学期都要接待数百名学生参观学习。但每学期结束，演示实验仪器将近一半损坏，维护成本非常高。

三、微课在大学物理实验教学中的应用

针对上述大学物理及演示实验教学中遇到的问题，结合微课的特点和优势，我们建设了系列微课资源并应用到实验教学中，逐步提高大学物理实验及演示实验教学水平和质量。

制作实验微课资源，对应大学物理实验教学过程的不同阶段。将微课分为原理阐述、仪器介绍、内容要求与步骤、注意事项、知识拓展五类，每个视频时长小于10分钟。视频制作要求：结合实验教学特点，充分发挥微课短小精湛的优点，各视频要做到重点突出、简洁流畅：

1）仪器介绍结合实物，解决学生在实验预习中的最大困惑。使学生犹如身临其境，实验前已经对仪器有较为充分的了解。

2）原理简明扼要，结合教材中的详细介绍，对原理有整体把握。

3）内容步骤演示设计合理、准确无误，使学生实验前对内容胸有成竹，如：转动法测量转动惯量实验，先测塔台的转动惯量，再测待测物体的。

4）注意事项细致详尽，避免误操作，损坏仪器，如：等厚干涉实验中，物镜调节避免损坏镜头措施等。

5）知识拓展密切联系实际、直观生动、新奇有趣。如：演示实验共振现象中，微课从历史文化角度引入编钟、鱼洗等，再利用音叉演示拍的形成，内容上贯穿古今，形式上生动活泼，极具吸引力，增加了知识面的广度和深度，引起学生的探索和求知欲。

四、微课应用于实验教学的效果

微课应用于实验教学中，使教师变为“导师”，把过去讲原理、内容、步骤和注意事项等时间用于课堂上启发、引导新的思考，由课堂中注重讲解与演示、实验测量，变为注重引导观察、逻辑分析、讨论和知识拓展相结合；使学生从模仿与验证实验，变为互动、探究和创新操作，使课堂变得生动、有趣、富有创造性。

微课应用于实验教学中，可以满足学生个性化需求。因其容量小，学生可以下载到智能手机或平板电脑等移动终端设备上，形同一对一教学与辅导[ 3 ]。实验过程中，学生可以根据不同板块各取所需，随时调用视频观看。实验教师无需讲解整个操作过程，学生只需直接观看视频就能明白物理实验的整个操作过程.

演示实验用微视频代替现场讲解，进入演示实验室前学生已经熟悉各种演示仪器，避免学生操作不当导致的仪器损坏，降低了维护成本。并且在微课中实验演示与问题思考、拓展引导相结合，启发学生思维，引导学生在实际操作中探索物理原理，自主开发相关演示仪器，演示实验室不再是学生走马观花看热闹的地方，而成为调动学生实验探究积極性，培养学生实验技能和创新能力的平台。

目前，微课作为一种新兴的教学模式，因其在理论教学、实验教学中体现出巨大的优越性，正处于飞速发展阶段。当然也暴露出如：如何监督学生线下微课学习等问题，这还需要广大教育工作者不断的理论研究和实践探索。

参考文献：

[1] 宋金璠，郭新峰，王生钊，罗鹏辉.微课在大学物理实验教学中的应用[J].物理实验，2015，35：12-17.

[2] 刘旺东，周并举，李文斌，刘云新，赵明卓.省级示范实验室建设中物理实验演示实验建设的研究[J].当代教育理论与实践，2012，4：111-112.

[3] 李迎，谭嘉进，李艳芳.基于“微课”的创新型大学物理教学模式初探[J].开封教育学院学报，2016，36：115-116.

基金项目：江西省高等学校教育改革研究省级课题（课题编号：JXJG-14-6-23，课题名称：基础物理微课教学研究与实践）；东华理工大学实验技术研究开发项目校级课题（课题编号：DHSY-201622，课题名称：多功能角动量实验仪设计与开发）