数字示波器拓展应用的微课视频设计与制作*

时 婕，刘富池，吕凤珍，朱长明，周厚兵，孔文婕，秦丽清，王丽光

(广西师范大学物理科学与技术学院，广西 桂林 541004)

1 引言

传统课堂一节的教学时间通常是40 到45 分钟，然而一节课的重点内容往往集中在几分钟时间里。据研究结果显示学生普遍只有短短几分钟视觉驻留时间。相较于其他科目，物理的逻辑性和概念的抽象性，如果上课时间过长，注意力不能被缓解，就会降低学生课堂听课效率。若将教学内容中主要部分集中在10 到15分钟内，通过微课的方式展示给学生学习，就能很好解决学生注意力时间短的问题[1]。大多数学生从上小学开始一直到高中接受的是应试教育，因此对一些知识的探索欲望不高，其中对实验的探索欲望不高也是一个重要体现。然而作为新时代青年，创造力和对知识的探索欲是非常重要的。教育者可以将教学内容进行科学合理的编排设计、高效利用实验设备，将教学内容制作成微课视频，上传至互联网教育平台上这样不仅教育效果显著，而且能改善学生在时间和空间上的不便利条件，利用零碎的时间增加知识储备。

本次数字示波器拓展应用实验，即用数字示波器测量脉搏频率、观察水杯和音叉振动图像实验。物体发生振动时，产生的非电学过程通过压电陶瓷片和示波器探头输入数字示波器内转换为电学过程之后，通过调节数字示波器旋钮，使得数字示波器显示屏上实验波形清晰。当实验波形占满整个屏幕时，按下数字示波器上的“STOP”按钮使实验波形停止运动。此时再利用数字示波器的“CURSOR 光标”功能，得到两个光标间的时间间隔数据，代入公式中进而得出实验者脉搏频率[2]，从而初步判断实验者脉搏是否在正常的范围内。教师通过数字示波器拓展应用实验，不仅能让学生更加熟练数字示波器的功能，还能激发学生对实验的探索兴趣，间接启发学生不能局限于书本上的知识和实验，引导他们善于运用已经学习过的理论知识进行深一步的发掘探索，启发学生对生活中一些有趣的现象善于思考，培养学生发现问题，用知识解决问题的能力。

2 前期分析

微课是围绕某一个具体的识点开展的教学形式，微课视频时长较短，要想达到较好的教学效果，其内容就要具有针对性，不能像传统课程一样面面俱到。微课的内容选择上首先必须突出“微”，小而精悍，且突出主题[3]。因此在教学设计之前，教师应充分考虑到学生的认知特点、知识需求，以及制作微课的现实可行条件等，对教学内容进行合理的取舍，使其详略得当。数字示波器拓展应用微课的主要学习者是理工类大学生，他们普遍已经掌握使用数字示波器测电压和电流等基本功能，只是不知道怎么使用其他功能。针对学生这个问题和需求，本论文教学的重点在于教会学生用数字示波器进行拓展应用。大学生的逻辑思维、抽象思维等发展以趋于成熟，学习主动性强，因此在设计的实验要内容明确，逻辑清晰具有说服力。其次，教师还要分析制作微课所需要的实验仪器、拍摄场地和电脑是否都具备。制作条件的完备，为微课视频制作提供了可能。

3 微课设计

3.1 PPT 设计与制作

在进行数字示波器拓展应用讲课时，需要利用PPT 展示实验背景、实验原理和实验步骤等。在制作PPT时需要对文字予以合理的排版和选择，再结合图片和动画等，形成视觉冲击吸引学生注意力，辅助教师的讲解，以达到理想的教学效果。在PPT 制作时要注意在右下角留出一个空白地方，方便后期加入教师的讲课视频。PPT 制作技巧。

(1) PPT 背景设计：PPT 是用于辅助教师展示教学内容，因此PPT 背景制作不易太过花哨，易于呈现文字内容且要吸引学生注意力。

(2) PPT 文字设计：教师上课所讲的内容并不需要完整的呈现在PPT 上，只需要将关键内容展示在PPT上。对于特别重点的内容可以用鲜艳的颜色标出，从而引起学生的有意注意，如图1 所示，重点公式突出标记。其次文字大小的设计非常重要，既要保证学生能看的清楚，又要保证PPT 文字和图片结合的美观整洁，文字和图片大小可以根据实际情况进行设计。

图1 重点公式突出标记

(3) PPT 图片设计：若PPT 内容只有大量的纯文字，学生容易视觉疲劳，教学效率也会大大降低。若加入适当的照片，一方面能对文字起到解释说明作用，另一方面也能缓解学生的视觉疲劳。

(4) PPT 动画设计：PPT 内容只有静态的图片和文字难免枯燥，如果给一部分重点文字设计一个美观大方的图形，然后在给这个图形设计一个动画，吸引学生注意力的效果应该能大大提升，如图2 所示，设计图形。不仅PPT 页内能设计动画，PPT 页面间也可以设计合适的切换动画。动画的添加使得PPT 展示效果加强，精致的PPT 设计也能让学生体会到教师的用心，一定程度上促使他们认真听课。要根据实际情况添加适量动画，过多可能会影响教师上课的节奏，如教师话已经讲完动画还未出现，造成声音画面不同步。

图2 设计图形

2.2 脚本设计

编写脚本的目的是让拍摄者、录制者提前了解拍摄的流程摄的内容，使拍摄时条理清晰，保证拍摄工作有序的进行，保证拍摄效率的同时提高拍摄效率[4]。脚本设计需要包含脚本内容、脚本时长、画面布局等内容，如图3 所示为脚本设计的示意图。脚本设计的制作技巧：

图3 脚本设计

(1) 将教学内容细化，将上课所讲的话语全部设计出来，如内容间的连接词等。在实际录制环节，只需要将所设计出的话语表述出来即可，能够很好避免措辞不严谨、思路不清等情况的发生。其次教学用语应具有启发性，且保证教学内容准确。

(2) 微课视频时间有限，不能像传统课程那样面面俱到。因此需要对各个教学内容合理设计才能保证在在10 到15 分钟内将内容讲清楚，让学生听明白。在本文数字示波器拓展应用中，大多数学者通过大学物理实验的学习，已经对本实验的实验仪器已经有初步的认识，所以这部分教学时长可以适当短一些。本实验的目的是让学生掌握数字示波器测脉搏和物体振动的方法，因此在实验原理和实验过程部分可以设计时长稍微长一些。

(3) 微课视频主要由PPT、人物、实验过程三个方面组成，如何使三者有效融合是决定本次微课效果好坏的关键。通过微课教学，教师不能与学生近距离互动，如果在PPT 的空白处，放上教师的讲课视频形成画中画，一定程度上可以拉近师生之间的距离。但教师也不是需要每时每刻都出现在视频中，只需要课程开始和课程重难点时出现在视频中给学生们一些亲切感。

4 微课制作

4.1 视频录制与拍摄

数字示波器拓展应用微课是属于实验型微课，采用DV 拍摄和录屏完成本次微课视频采集。在实验原理、仪器介绍等几个部分，通过Microsoft PowerPoint 演示文稿自带的录屏功能，将PPT 文本逐步展示，同时按照脚本设计的内容进行解说。在实验具体操作和教师人像采集部分，通过DV 进行拍摄保证画面清晰。视频采集过程的注意事项：

(1) 需要提前申请好场地，保证场地干净整洁，且教师着装应该干净整洁；

(2) 拍摄前需要调节好补光灯，否则拍摄的视频容易出现黑影；

(3) 拍摄时需要保证周围环境安静，讲课声音尽量大而清晰，在视频中加入自然合适的手势动作；

(4) 在拍摄实验细节和实验数据等部分内容时，可以将镜头拉近给予特写；

(5) PPT 进行录屏时需要保证教师声音和PPT 文字内容同步。

4.2 视频剪辑与优化

微课视频是直接呈现给学生的，微课视频的好坏直接影响整堂课的上课效果，因此对视频的优化至关重要。需要运用专业的视频剪辑软件，视频初学者可以比较容易上手的Premiere 进行微课视频的剪辑工作。

为了呈现更好的视频效果，教师在录制视频中不断的优化视频内容，因此会采集到多次拍摄的视频素材。在视频编辑优化前需要对采集到的视频素材可以进行科学合理的取舍，然后对选择的视频素材进行管理优化，比如对视频文件进行亮度、画面大小的调节等。再对所有的文字、视频、音频文件等进行合理的排序整合。将整个的实验讲解部分整合完之后，教师开始对片头进行设计。在片头部分添加字幕，主要包含制作单位、微课主题、演示人信息等，让学生在课程开始时知道自己将会学习什么内容，由谁讲解等。视频优化技巧：

(1) 利用Premiere 软件工具栏中的“剃须刀”，对所有采集到的视频素材择优剪辑成一个内容完整的视频。

(2) 因为视频采集的工具不同，造成拍摄画面的大小会不同。因此可以在Premiere 软件的效果控件找到“运动”选项，使整个视频画面大小相同。

(3) 采集到的音频大小受多种因素影响，造成采集到的音频材料间声音差较大，可以采用Premiere 中的“声音增益”功能对声音进行处理，减小各段音频的声音差，如图4 所示，为声音增益。

图4 声音增益

(4) 采集到的教师人像，需要进行抠图处理。在Premiere 软件的效果控件中找到“裁剪”功能先对画面大小进行处理，然后再选择“超级键”吸取视频录制的背景色完成人物抠图，如图5 所示为裁剪和超级键示意图。最后将录屏和人像轨道叠加形成画中画。

图5 裁剪和超级键

(5) 将整个视频优化剪辑完后，从头开始播放，仔细检查画面、文字和音频等内容，不断优化视频，以达到视频内容正确、画面内容流畅连贯、音频清晰准确和文字大小合适等。控制整个视频时长在10-15 分钟内。

5 结论

随着时代的发展，教育信息化程度越来越高。微课也逐渐成为了教师们研究和探索的对象。本论文以数字示波器的拓展应用为例，从前期分析、微课设计、微课制作的三个方面讲述了如何对微课进行设计与制作。教师学会制作微课，不仅能够提高教师的职业技能，还提供了一种新的教学方式。能够随时随地满足学生对知识的需求，还能引导学生善于运用已经学习过的理论知识进行深一步的发掘探索，激发学生对物理实验的学习兴趣。