《物理的平衡》学习工具制作综述

刘金善

特色与亮点

1.针对性强

高中学生入学时，通过中考成绩已经分化到不同层次的高中学校，高中生层次水平差距很大，所以学习工具不可能满足所有学生的需求。《物理的平衡》学习工具，只针对高中学生中的中等学生。

2.课堂教学同步融合

北京地区高中物理教材有两个版本，在开发《物理的平衡》学习工具时，我按照教科版章节开发，同时兼顾人教版教材，力求紧扣课程标准、考试大纲，教学结构完整。我专门设置了课程考纲解读、引入、自学学案、微课学习等多个环节。本学习工具经学校不同教师、不同班级反复试验使用，取得了很好的效果。

3.在线发布，形成网络版

《物理的平衡》学习工具有硬盘版，并又发布了网络版，可时时处处直接通过互联网访问。学案、课件、测试、教材等所有教学积件，都进行了数字化处理，无需下载外部软件，直接Web访问即可。本学习工具的网络版，支持HTML5，自动匹配多终端访问，实现了人人可学、处处可学、时时可学，图1为其二维码。

4.多平台支撑，形成交互

以自主性学习、探究性学习设计《物理的平衡》学习工具。学习工具网络版为网站形式，提供了丰富的交互形式。例如，在线测试，学生可以在线作答单选、多选、填空、连线匹配、排序等多种题目，系统提供在线计时计分，可以将测试结果及时反馈给教师；另外，学校物理网站群还提供了更为丰富的交互系统，如物理学习社区，是师生共同学习物理、问题讨论交流的学习论坛，为学生提供了一个基于网络的专题探究、协作式的数字化学习平台，图2为物理学习社区的二维码；我校已自主开发建设了慕课平台等。

开发背景

1.智能手机、平板逐渐普及

我国光纤入户，宽带不断提速，宽带费用不断下降。手机网络也从2G、3G到4G飞速发展。据我校统计，远郊区学生家中计算机普及率已经达到95%以上，手机市场已经全面被智能手机占据，手机套餐均有一定流量，智能手機全面兼容HTML5。网络终端多样化，手机、PAD、平板电脑的普及等这一切都为网络教学、数字化学习工具网络化提供了便利条件。

2.越来越多的教师参与开发课件

当前，多媒体课件制作技术正处于飞速发展期，其具有制作技术程序小、占内存低、可操作性强等特点，因此无需专业计算机编程技术就可以轻松制作出精美的课件。一线教师往往业务很繁忙，制作课件的精力也有限，而快捷技术的发展为一线教师参与课件制作、多媒体开发、数字化校园建设提供了可能，甚至部分教师都可以独立开发。

北京市平谷区第五中学的物理网站群均是由本校的一线物理教师开发的，下设物理教研组网、物理论坛（物理学习社区）、教学评价系统、物理教学平台、文件共享平台、课程管理平台、教育云盘、MOOC平台、微信教育平台、选修课系统等。网站群的开发、运行、维护均由一线教师完成，而且是零费用。

3.一线教师构建培养学生核心素养的数字资源

一线教师参与或者直接开发数字化学习工具，切合学生的实际，能有效地与课堂教学结合，适应了学生的发展需要。实现了课堂内外、线上线下全面促进学生核心素养的培养的目标。

设计思路及内容结构

1.采用网站形式制作

《物理的平衡》学习工具是本校开发的系列课件之一，课件采用Web形式可直接单机运行，也可网络运行，兼容手机、平板多终端访问。本学习工具按照现行教材实际章节进行开发，每一节都包含了课标考纲解读、引入、自学学案、微课辅导、教学课件、核心知识点、测试七个部分；章小结又有单元知识整合、典型题目分析、单元能力测控三个环节，同时附有两个版本教材的电子版。本学习工具的运行可结合平谷五中物理网站群（物理教研网、物理课程管理平台、物理论坛等）一起使用。

2.学习工具基本功能简介

（1）相关知识点链接

物理知识前后呈现网络型，学生在学习新知识时需要前面知识的铺垫，尤其在进行自主学习时需要对前面的知识进行复习。

（2）课程考纲解读

根据课程大纲、高考考纲的要求，对知识点、考点、三维目标进行细化，让学生明确本节课程的目标。

（3）引入

引入，即为本节课创设物理情境，有助于培养学生善于发现问题、提出问题的科学素养。本学习工具通过问题、视频片段、课件、小实验引入课程。教学情境能激发学生的求知欲，促使他们积极、主动地参与课堂教学，而且对培养学生的思维能力，特别是创新性思维具有重要的作用。

（4）学习任务书

在设计学习任务书时应努力做到：新知识放手让学生主动探索；课本让学生阅读；重点和疑点放手让学生讨论；提出问题放手让学生思考解答；结论或规律放手让学生概括；知识结构体系放手让学生构建。学生通过微课学习，基本可以完成任务书的项目。

（5）微课

把教学内容碎片化成较小的知识点，经过一线教师深加工成微课。“微课”具有教学时间较短、教学内容较少、资源容量较小、资源使用方便等特点。对于学生而言，微课能更好地满足他们对知识点的个性化学习、按需选择学习，既可查缺补漏又能强化巩固知识，是传统课堂学习的一种重要补充和拓展资源。在网络时代，随着信息与通信技术的快速发展，特别是随着移动数码产品和无线网络的普及，基于微课的学习已经成为一种新型的教学模式和学习方式。图3为我开发的高中物理系列微课界面。

（6）教学课件

这一部分，教师根据知识点、技能点，将大量的助学课件放在网上。学生根据自己的具体情况，自由选择课件使用。这样做可以对课堂的知识进行内化，同时学生也可以利用课件进行复习。

（7）核心知识点

这部分是对本节知识进行总结。旨在帮助学生建立物理模型，形成发现问题、处理问题、解决问题的一般思路。

（8）在线测试

教师根据课程教学要求建设在线测试题库，每个教学单元结束后，学生需在线完成相应单元指定水平的随机测试，测试成绩可以在线反馈给任课教师，该成绩可以作为原本通过作业批改来评定的平时成绩。在单元测试中，允许学生在规定的时限内多次测试以取得更好的成绩。测试结束后，师生均可浏览已测试的试卷与答卷，非常有利于学生对测试情况进行复习总结，图4为在线测试界面。

（9）章小结

章小结设置有单元知识整合、典型题目分析、单元能力测控三个环节，同时附有两个版本教材的电子版。

（10）外置交互系统

北京市平谷区第五中学物理学科网站群自2011年开始建设，其中：①数字化物理学习平台使用Claroline进行开发。界面整洁，功能相对集中在一个链接里，对于练习和讲义等，还可以做到近似“全屏”的播放。②物理学科主题社区是论坛形式的，采用开源Discuz！制作，是师生共同学习物理、问题讨论交流的学习论坛。③将公众号与我校微信第三方平台绑定，可以发布信息、微测试、微考试、投票等。④根据目前流行的手机H5的特点，将物理知识点制作成手机访问的H5小站点，把微信、H5流行的新技术应用到教学中，图5为共点力作用下的平衡H5的二维码。

关键技术处理

1.整体网站设计

本学习工具的站点文件是通过Artisteer生成的。Artisteer是一款网站模板设计软件。该软件可以辅助教师快速设计出博客主题和专业水准的网站模板。它采用独特的方法，不需要任何编码或CSS的知识来设计模板，涵盖了各种背景图片、纹理、照片剪贴画、字体的主题和其他设计元素，能够帮助教师创建自己的模板，但不需要额外的资源。成品模板可以导出为WordPress的主题或内容管理系统模板。

Artisteer比其他网站设计软件如Dreamweaver、FrontPage更方便、快捷。中小学一线教师无需学习专业的计算机知识即可上手做出精美的站点。

2.微课制作技术

我制作微课时主要使用Camtasia Studio软件进行计算机录屏操作的录制。这款软件提供了强大的屏幕录像、视频剪辑功能，在后期编辑时能够添加字幕、标注，能自由裁剪，提供丰富的转场效果，還能自由变焦，能放大局部画面，并跟随鼠标移动。对物理解题推导板演过程，采用手机加白纸拍摄的方式进行录制。这种方式技术难度低，操作简单。教师可首先选取一部手机或摄像头，把手机支架固定在桌子边缘，将手机固定到手机支架上。打开手机拍摄功能，调整手机拍摄的取景范围到能覆盖整张白纸，并保证纸面字迹清晰，然后教师便可在准备好在白纸上的书写、绘图、演示等操作后开始录制。这种录制方式，有利于传授解题过程，让学生体会到一对一的授课环境。

3.教学积件转Web形式

通常，Word、PowerPoint、Excel均需要Microsoft Office软件支持，无法在线直接浏览。技术上，通过FlashPaper程序可以将需要的文档通过简单的设置转换为SWF格式的Flash文件，原文档的排版样式和字体显示不会受到影响。这样做的好处是不论对方的平台和语言版本是什么，都可以自由观看所制作的电子文档动画，并可以自由地进行放大、缩小和打印、翻页等操作，对文档的传播非常有好处，而且Flash文件在各大浏览器中都具有普及性和强大的可调节性。

4.在线测试制作技术

在线测试是利用QuizCreator开发制作的。该软件是一个强大的Flash试题制作工具，它简单易用，功能强大，支持可视化快速开发，普通教师利用它可以在没有编程基础的情况下，轻松制作出基于Flash的交互式的试题和测试并能进行在线测评。

QuizCreator提供了9种测试题型，包括判断题、单选题、多选题、填空题、搭配题、排序题、选择填空题、点击识图题、短文写作题。除了丰富的题型之外，还可以在测试题目中加入丰富的多媒体元素，如图片、截屏、Flash动画、说明元素和音乐，使得试卷不再局限于纯文本编辑。该软件还可以设置测试时间、合格率、题目是否随机等。

评价与反思

本学习工具以网站为载体，充分体现了以学生为主体，引导学生自主学习，自我检测达标，同时注重了对学生物理兴趣的激发、物理科学素养的培养。本学习工具可操作性强，是根据教材实际章节进行开发的，充分考虑了学生的学习和教师辅助教学两方面的需求。同时，本学习工具坚持了自主原创的原则。图6为基于《物理的平衡》数字化学习工具的翻转课堂实践结构图。

本学习工具的网络版，虽然在设计上提供了交互环境，但并没有与学生自主学习进程很好地契合。而慕课的授课形式，突破了传统中学教学授课地形式。在慕课中，师生可以通过互联网加强互动，利用各种丰富的学习素材，实现高效学习。因此，我在后续的对本学习工具的改进中，也借鉴了慕课的授课方式，让学习工具能更有效地促进学生的自主学习。

幕前幕后

2011年，我由高职学校转到普高教授高中物理。我在大学时就对计算机技术有着浓厚的兴趣，转到普高后，我开始利用业余时间做简单的设计。随着自己的不断尝试创新，再加上有着多学科知识积累的专业背景，目前我可以较熟练地将信息技术与学科知识进行整合。现在已经为所在学校开发了基于物理教学的系列网站群（下设10个子站点），形成了我校自己的物理教学资源库。同时，学习社区论坛、微课慕课翻转教学、教育云、手机APP以及微信H5等技术在我校物理学科教学中也得到了不断尝试。

我大学所学的是非计算机专业的化工工艺，不具备专业的计算机知识体系，更不懂编程、色彩、硬件配置等专业理论。我们绝大多数计算机知识，是通过网络、书籍、培训获得的。我凭着自己对计算机的爱好和执着，平时在工作中不断积累和学习，渐渐地将自己的爱好与教育事业充分融合，利用业余时间致力于研究多媒体教育技术在教学中的应用，并积极为我区、市多所学校进行微课开发、课件制作培训，做信息技术在教学中的应用推广工作。

现今的中小学计算机应用，已经不是硬件的配置问题了，而是怎么将计算机充分利用起来。谈起课件比赛，老师们会说难啊，我们不会用Flash，更不会编程写代码。我想说课件制作，无需每位教师都是电脑高手、会编程、写代码。现在，很多的小软件可以实现某些功能，在本次作品中，我就使用了将近10种小软件。只要多留心，就可以运用一切能应用到教学中的技术来服务师生。

NOC活动，我已关注了很多年，在活动中我认识了很多研究信息技术的老师，也看到很多老师对在活动中使用的软件不断求新，更能体会到大家对教育教学的一种真挚的情怀。同时，非常感谢给予我关心指导的评委专家们。我的信息技术在教学中研究的步伐不会停止，我将不断努力前行！