巧用微课培育学生的物理学科核心素养

陈大年　林钦

摘   要：微課应用于教育教学是现代教育技术与学科教学深度融合形式之一，本文阐述了在物理课堂新课和习题教学中如何结合教学内容和知识特点适时利用微课，促进学生物理观念的形成、培养学生的科学思维、提升学生的科学探究能力、培育学生科学态度与责任感等学生物理学科核心素养，实现多种方式全面育人。

关键词：微课;培育;物理;核心素养

微课是利用简短视频阐述学科性知识或记录学科现象，它将知识以形象化、生动化、具体化、立体化的方式呈现。微课短视频一般不超过5分钟，它利用音效、动面、视频等多媒体技术手段，使形象知识更具有生动性、抽象知识更富有立体性，它可以让人们更加直观生动地感受学科知识，促进人们对知识的深入理解与领悟。在当下大力推行育人方式改革背景下，如何让信息技术与学科教学深度融合实现全面育人，微课运用于课堂教学可以提高课堂的生成性、形象性、生动性、生态性，极大地优化课堂教学内容;在物理课堂新课和习题教学中可以根据学科和知识特点，巧妙地运用微课促进学生的物理观念的形成、培养学生的科学思维、提升学生的科学探究能力、树立学生的科学的态度和强烈的社会责任意识[ 1 ]。

1  巧用微课促进学生物理观念的形成

物理的概念和规律是物理学知识的重要内容[ 1 ];是物理观念重要的源泉;在物理教学中可以结合学生认知特点，借助微课将物理学的概念和规律提炼与升华成物理的观念。例如在高中“弹力”的教学中，可以用蹦床运动员在蹦床的弹性床面上下运动的微视频课开展教学活动（图1）。在视频慢放过程中引导学生观察蹦床床面的变化、运动员运动过程中速度、上下运动高度等变化情况，观后通过对视频中床面、运动速度、运动高度变化情况的分析，分别开展形变、弹力、作用力与反作用力、弹力大小、方向、势能与动能的转化等物理核心概念和规律的教学活动，学生通过对实际物理现象和问题的分析与解决，逐步从物理学视角形成运动与相互作用、能量等最基本的物理观念，不仅如此，还可以结合视频内容引导学生关注体育盛事，普及蹦床比赛知识，热爱体育运动，感受运动之美，运动员奋力拼搏夺冠的精神也可以让学生在获得民族自豪感的同时增强自信，提升学生为祖国发展拼搏的社会责任感。因此在教学中可以根据学生认知和知识内容的特点，选取恰当的微课可以更有效地促进学生物理观念的形成。

2  巧用微课课外延伸，培养学生的科学思维

在传统的教学模式下，物理教学活动通常将教材作为教学的主体，实施和开展是一种封闭式的课堂教学，这样不仅不利于学生学习广度和深度的拓展，还会限制和束缚学生的物理思维发展，抑制学生能力得提升。为了改变这种现状，教师可以借助微课为学生们呈现和展示课外的物理知识和内容，拓展课堂教学的容量，将学生的学习视野由物理教材转向社会和生活，从而有效拓展学生的知识视野和学习深广度，让学生的思维能力得到有效的发展和提升。例如在学习“动能和动能定理”这部分知识时，为了培养学生们的科学思维能力，可以借助微课视频，将本节课程的内容与其他单元的知识点进行结合，将动能定理与牛顿第二定律之间的关系整合到微课中，让学生们了解动能定理更多方面的知识，从而发散学生们的思维。这样一来，通过微课将动能和动能定理知识巧妙地延伸到课外，有效培养了学生的科学思维能力，提高了学生的理解能力。

在习题教学中针对一些基于原生态的情境问题设置的习题，学生在这类习题的研学过程中原生态的情境难以在头脑中再现，更是无法将情境建构成物理模型，严重制约了学生科学思维的发展，为此可以借助微课视频将题目中的情境还原或再现出来，然后再引导学生用物理学的视角对其呈现的情境或现象，从事物的本质、内在联系以及所涉及的规律和相互的关系加以分析、构建合理的物理模型，最后借助模型应用物理规律进行科学推理、论证求解。微课在习题教学过程中的应用使得习题的育人价值得以充分挖掘，也极大地发挥习题的育人功效。下面以一道动量定理应用的习题为例：

用豆粒模拟气体分子，可以模拟气体压强产生的原理。从距秤盘80 cm高度把1000粒豆粒连续均匀地倒在秤盘上，持续作用时间为3 s，豆粒弹起时竖直方向的速度变为碰前的一半。若每个豆粒只与秤盘碰撞一次，且碰撞时间极短（在豆粒与秤盘碰撞的极短时间内，碰撞力远大于豆粒受到的重力），已知1000粒的豆粒的总质量为100 g。则在碰撞过程中秤盘受到的压力大小约为[ 2 ] （）

A.0.05N        B.0.2N    C.0.6 N      D.1.2N

本题对学生现有的认知水平来说，最大的困难是基于真实的情境构建物理模型，如果能顺利建构模型，那么选取研究对象进行受力和状态分析、应用动量定理求解就容易多了。课前教师在实验室依习题情境录制了一段豆子下落后与秤盘作用的视频（图2），习题教学中学生观看完视频后很快就联想到已学习过的高压水枪采煤的流体模型建构，在老师的引导下学生选取Δt时间内与秤盘作用的质量为Δm豆子为研究对象，应用动量定律，问题就很快得以解决了。

3  巧用微课提升学生科学探究能力

教师教学中可以借助现代化技术建立微课平台，如QQ群、百度网盘等来推动资源共享，有助于学生更加方便、灵活获取微课资源，用于自主研学活动，从而提高学生的物理学科综合素养。老师可以将自己制作或收集的优质微课资源上传到平台，学生在研学过程中可以自主从微课平台下载自己所需的微课，学生也可以将自己的学习体验活动录成微课小视频上传到平台，实现资源的最优化，借助微课平台开展学生与学生、教师与学生之间的评价、交流、探讨，同学间还可以互相解疑答惑，实现共同进步，促进学生物理学习能力的培养。

在传统物理实验教学过程中，教师更多的是讲实验和演示实验，而给学生自我实验和展示机会太少，学生们没有自主思考的时间与实验探究机会，或是自己实验时不知其原理、不会操作、不懂探究，造成学习效益低下、探究能力缺失，为了改变这种现状，在实验教学中教师可以在课前将实验原理和注意事项、演示的过程等做成微课，将更多的时间留给学生亲自实验，让他们真正参与到实验过程当中。在实验过程中如果遇到疑惑还可以重复多次利用微课观看实验操作的步骤、实验原理，观摩教师实验操作。例如在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，滑动变阻器分压接法一直是学生最棘手的问题，课前教师在实验室采取边操作边讲解的方式录制微课小视频（图3），通过网络推送至每个学生电脑终端，学生实验过程中可以反复观摩并实践。直至学生完全掌握这种接线方法，并且在实验中可以充分的理解滑动变阻器分压和限流接法的原理及作用，为学生开展电学自主设计实验进行科学探究打下了坚实的论理和实践的基础。

另外同学们也可以将自己的实验操作或探究过程录成视频，做成微课分享到平台，同学们之间、师生之间可以开展多角度多层次的教学反馈与评价，这样不仅可以充分调动学生们积极参与科学探究活动的积极性，还可以给学生更多的自己实践、自我展示的机会，从而多角度、多层次地实现学生自主学习、自主探究物理学科知识与规律的科学探究能力。例如同学们在学习力的平行四边形定则后，教师布置学生设计实验验证该定则，同学们利用课余时间自由组合，以小组的形式设计了八种最具有典型的验证的方案，并把自己的实验过程制作成微视频，分享到班級的QQ群共享文件中，老师还利用问卷星APP对这八种的实验方案进行投票选出了三个最具有创意的方案，并进行了表彰，在这项活动中同学们既收获物理知识、提升了自主科学探究的能力，也激发学生物理学习的浓厚兴趣。

4  巧用微课培育学生科学态度与责任感

立德树人是教育工作的根本任务，也是教育初心，它应该贯穿教育教学的始终。在物理教学活动中可以结合教学的知识内容，融合德、智、体、美、劳“五育”教育，选择播放与教学知识内容相关的微课视频，既可以活跃课堂气氛、激发学生学习物理知识的兴趣，又可以实现物理课堂教学润物无声地的全面育人效果。例如，在“交变电流的产生及描述”这节课的教学活动前播放世界各国百年发电量的对比视频（图4），视频中随着时间变化中国的发电量从几乎为零，到2011年跃居世界第一，再到2019年以75034亿千瓦时的年发电量遥遥领先世界各国，学生在观看过程中对中国发电量的增速感到由衷的自豪与骄傲，强烈的民族和家国情怀油然而生，同时增大了学生认识、探究、应用交变电流相关知识的内驱力，产生了强大的学习欲望。教学活动中通过微课视频的应用培育了学生爱科学、学科学、用科学的科学态度与责任感的学科素养。

总之，微课在高中物理教学中的巧妙应用不仅可以突出教学重点、有力的突破教学中难点问题，提高课堂教学效率，提高学生的学习效益，而且还可以从中获取物理学科必备知识、训练学科的关键能力、提升学科的核心素养[ 1 ]、丰富学生积极向上的精神、陶冶正能量的情操等方面培育学生的物理学科核心素养，从而发挥它在教育教学中全面育人独特功效，因此教师在教学准备中可以深入研究物理知识体系，根据学生的学习情况、以及学生的学习需求和认知特点进行微课的制作。在教学中因事而宜，巧妙地利用微课激发学生的学习欲望和兴趣，让学生在怡悦氛围中享受学习的乐趣，培养良好的自主学习习惯、探究学习能力、创新学习意识，为未来的学习和工作奠定坚实的基础。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017 年版）[S]北京：人民教育出版社，2018：4-6.

[2] 王伟民.由一道力学题目的争论引发的思考[J] .教育与装备研究，2018（11）：48-50.