微课辅助大学物理教学的探讨

摘  要：大学物理课程是理工科院校各专业的一门重要的通识教育必修课，旨在系统地为学生学习后续专业课打好必要的物理基础。大学物理教学质量直接影响到学生学习专业课程时的接受程度和对课程的理解深度。随着通信技术的快速发展和互联网的普及，大学物理教学方式发生了很大的变化，线上和线下的混合教学模式正在成为大学物理教学的新方式。微课由于具有教学时间短、内容少、主题突出、针对性强等特点更适合这种新的教学方式。大学物理教学中引入微课可以有效地改善其所面临的问题，提高教学效果和教学质量。

关键词：微课 大学物理教学 教学改革 混合教学模式

中图分类号：G642   文献标识码：A      文章编号：1672-3791（2022）02（a）-0000-00

Discussions on Microlecture Assisted College Physics Teaching

Abstract： College physics is an important compulsory course of general education for all majors in science and engineering universities， which aims to lay a necessary physical foundation for students to learn subsequent specialized courses systematically.The quality of college physics teaching directly affects students’ acceptance and understanding of the specialized courses.With the rapid development of communication technology and the popularization of the Internet， great changes have taken place in the teaching methods of college physics. The mixed online and offline teaching mode is becoming a new way of college physics teaching.Microlecture is more suitable for this new teaching method because of its short teaching time， less content， prominent theme and strong pertinence.The introduction of Microlecture in college physics teaching can effectively solve the problems that the teaching faced with and improve the teaching effect and quality.

Key Words： Microlecture; College physics teaching; Teaching reform; Blending learning

隨着信息技术的快速发展，大学物理课程的教学内容和方式都发生了很大的变化，更加的丰富以及多样化。特别是手机和平板电脑等便携式电子设备的不断普及，信息快餐时代步调进一步加快，线上教学模式也应运而生，去年突发的新冠肺炎疫情则进一步促进了线上教学模式的发展。由于线上教学能够在一定程度上改善传统教学模式的不足，所以目前线上线下相结合的教学模式正在成为大学物理教学的新方式。大量网络课程的建设为学生自主学习大学物理提供了丰富的学习资源，但是也使学生眼花缭乱，找不到、抓不住学习的重点和难点。再加上这些课程都是系统地进行讲授，学生需要看完整节内容才能找到重难点，找到自己需要加深学习的地方，这要花费大量的时间，间接地增加了学生学习的额外时间，降低了学习效率。而微课的建设由于其具有教学时间短、教学内容少、有针对性的特点，则更能高效地实现线上线下相结合的教学方式，有效地改善目前大学物理的教学困境。

1 大学物理教学现状和问题

1.1 教学内容多与课时有限之间的矛盾

2010年版《理工科类大学物理课程教学基本要求》中把大学物理课程的教学内容分为A、B两类和自选专题类。其中A类为核心内容，也就是本科生学习大学物理课程应达到的最低要求，共74条，建议学时数不少于126学时。但是，大部分工科院校大学物理课程的学时数都少于甚至远少于基本要求中的最少学时，这就导致教师为了在有限课时内完成教学内容，主要采用以讲授为主的满堂灌的教学方法，把课程内容精细加工后教给学生，教师并没有富裕的课时对B类知识进行讲解，对A类相关知识的拓展也是非常有限的。学生也疲于对课程内容的学习，缺少足够的时间去思考和消化课堂讲授的内容，学而不思则罔，最后学生只能死记硬背物理知识，而没能真正理解其中的物理思想和更不能灵活地运用所学知识解决实际问题。

1.2 教学方式受限与激发学生学习兴趣之间的矛盾

正如第一条矛盾中提到的，课时的限制导致教师基本上都是采用以讲授为主，辅以多媒体的教学方式。教师在教学中注重的是知识点的讲解，讲授的内容注重基础知识的逻辑性，加上概念和公式比较多，难以理解，使得课程枯燥乏味，很难调动学生学习的积极性。学生处于一种被动接受的状态，因此学习物理的兴趣不大，积极性也不高。兴趣是学习最好的老师，只有在兴趣的驱动下，学生才会主动去学习，主动去思考、探究，才可能取得更好的教学效果。提高学生的学习兴趣一直是教师们在解决的问题，通过改变教学模式以增加课堂互动和情感交流等就是有效方式之一。比如：翻转课堂教学模式[1，2]，可以提高学生参与课堂教学的积极性和主动性，培养学生的自学能力，促使学生的社会化互动和合作学习。再比如：在课堂中增加精彩的演示实验也是大学物理教学中激发学生学习兴趣的有效手段。演示实验不仅可以帮助教师把物理学中的抽象概念和知识生动形象地讲解清楚，而且其新奇的实验现象可以引发学生的好奇心和探索欲，调动学生学习的积极性，同时培养了学生理论联系实际的能力[3，4]。 但是，翻转课堂教学模式需要学生课前自学教学内容，然后在课堂上实现深度学习和能力培养，所以教师需要提前建设课前学习资源。而演示实验需要占用课堂教学时间，使得上一条矛盾更加显著。

1.3 统一教学进度与实现学生个性化学习之间的矛盾

由于每学期每节课的教学进度都是相对固定的，所以教师讲授进度也基本是统一的。但是，随着高考政策的改革，选考和学考的内容全国各地要求并不統一，某些章节在高考中不做要求，甚至有的内容有些学生在高中阶段并没有学习过，比如机械振动和机械波，所以学生的基础知识储备差别很大，对于同一个知识点的接受程度存在很大的差异，教师讲授时很难照顾到每位学生的学情，做到因材施教。最后，统一的教学进度使得学优生无法满足知识拓展的需求，而学困生则跟不上教学进度，对课程的学习失去了兴趣。因此统一教学进度与满足学生的个性化学习需求之间存在着显著矛盾。

基于上述的分析，我们迫切需要把微课引入到大学物理的教学活动中来，改善大学物理教学的现状，使教师有足够的时间开展翻转课堂、演示实验等能激发学生学习兴趣的教学方式，使学生能够实现自主学习，满足个性化学习需求，积极参与到课堂教学当中。

2 微课在大学物理教学中的作用

2.1 微课的含义

微课是微课程（MicroLecture）的简称，早在2008年由美国David Penrose提出，之后受到了教育领域的广泛关注。 随着国内外学者对微课的实践不断丰富，人们对其的认知也越来越全面，微课的概念和内涵也在不断丰富和发展[5，6]。

胡铁生教授是国内最早负责微课实践的研究者，他对微课的定义给出了深刻的阐述：微课又名“微课程”，是“微型视频网络课程”的简称，它是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在线视频课程资源。微课与以往的传统教学案例、教学课件、教学设计、教学反思等教学资源有很大不同，是在这些教学资源的基础上发展起来的新型的教学资源。

2.2 微课的特点

微课的教学时间短。根据学生的注意力和记忆力保持有限的认知特点和学习规律，微课的时间一般为5～10 min，相对于传统的一节课40 min或者45 min的教学课例，微课的时间大大缩短，学生可以集中注意力观看，大大提高了学习的效果。

微课的教学内容更有针对性，主题较突出。微课研究的问题一般针对教学中的某一个主题进行，来源于教学中的具体问题。微课更侧重一些突出的问题，针对教学中的重点、难点或较复杂的问题进行聚焦，主题非常突出，教学目标明确。

微课的教学内容少，资源容量小。微课突出反映一节课中的某个问题，内容精简，因此微课的教学内容少，资源容量也较小。从资源的大小上来看，一般一个微课视频的大小为几十兆左右，有各种支持播放的视频格式，如.mp4，.flv，.wmv等，学生可以通过笔记本电脑、iPad、手机等终端设备，在方便的时间地点进行自主的学习，打破了时间和空间的界限。

基于微课的特点和优势，把微课应用到大学物理教学中不仅能够满足教师和学生对课堂教学和学习的不同需求，而且可以有效提升教学质量和效率。

2.3 微课对大学物理教学的改善和提高

微课主要以视频的形式，记录了围绕某一教学主题进行的“短而精”的教学活动。课前教师先把上课重难点内容制作成微课，通过微信、QQ或在线学习平台等发给学生提前观看，做好课前预习。这样教师在课堂上就有足够的时间引导学生针对重难点内容进行讨论学习，增加了教师与学生的互动，提高了学生参与课堂教学过程的积极性[7，8]。比如：在讲驻波时，学生已经通过微课的学习了解了驻波的形成条件和特征，所以在课堂上教师就可以邀请学生到讲台上协助完成绳子上的驻波的演示实验，加深学生对驻波的理解，同时大大提高了学生的参与度，激发了学生学习的兴趣和主动性。

课后，学生可以通过微课视频对教学内容进行复习、巩固和思考，将课堂的教学内容延伸到课下，特别为课堂上因注意力不集中而没学懂的学生提供了继续学习的条件和机会。此外，教师还可以把某些有意义的物理学史的内容、科技前沿内容和日常生产生活中与课堂知识相关的内容制作成微课作为拓展知识供学优生学习，以满足不同层次学生学习的需求，进而实现了学生的个性化学习[9]。

总之，对于学生而言，微课能够帮助他们将课堂上没有听明白的地方进行强化和巩固，对课堂的重难点进行清晰的把握，对课程知识进行拓展，能很好地满足他们对于知识的个性化学习的需求。对于教师而言，在微课的制作过程中，梳理了本节课的教学目标、教学重难点等，有利于教师对教材的深刻把控。另外，教师在课堂上有充足的时间进行多种教学模式的应用，增加了师生间的互动，激发了学生学习的兴趣和积极性，提高了大学物理的教学效果。

3 大学物理教学中微课的建设和使用

大学物理微课建设的整体框架就是把每一章的知识作为一个整体进行梳理，提炼出重难点内容，精选出典型例题，搜集整理出拓展知识，挑选出课后习题制作成微课，然后发布到超星学习通教学平台进行使用和管理。

3.1 大学物理微课的建设

大学物理微课的建设可以通过以下几种方式进行。

3.1.1 拆分教学内容，突出教学重难点

大学物理中有很多抽象的概念、不易理解的原理、定理和定律等，在课堂上讲解时由于学生的注意力和记忆力的保持时间有限，所以很难让学生准确抓住重点、突破难点。对此，微课则可以针对具体的难点进行详细讲解，帮助学生有针对性地去学习，突破重难点，从而充分理解课堂上讲授的内容。以电场线的概念为例，电场线是为了直观形象地描述电场分布而在电场中引入的一些假想的曲线，实际上是不存在的，比较抽象，学生不容易理解。这时我们可以结合用蓖麻油和头皮屑模拟电场线的实验进行电场线概念的讲解，化抽象为具体，制作成微课供学生学习，学生看完之后很容易就理解了电场线的概念。

3.1.2 是典型例题剖析，加深知识的理解和应用

例题的主要作用就是帮助学生加深知识点的理解和应用。微课中的典型例题都是去粗存精、提炼归纳之后选出的能代表一类题型的题目，它的题目表述方式和解法都是非常准确和标准的，能使学生自觉养成良好的解题习惯。另外，教师通过深入剖析解题思路和题目包含的知识点，使学生能够对所学知识进一步融会贯通，学以致用，实现举一反三。

3.1.3 补充教学内容，拓展知识层面

大学物理的教学中，既要传授经典物理学的知识，还要拓展学生的视野，培养学生的物理学科科学素养。在实际的教学中，限于课时和教学大纲的要求，没有足够的时间对拓展的内容做过多的介绍，而微课可以有效实现这一方面的需求。比如：在讲共振和驻波时，可以通过微课介绍我国的龙洗盆的共振现象（当双手心沾水并放在两盆耳上快速摩擦时，盆中的水会产生摇晃，甚至溅起水花），这既激发了学生对新奇现象的好奇心和探索欲，又加深了学生对我国传统文化的了解，增强了学生的文化自信。教师还可以把物理学史和物理学前沿内容制成微课形式供学生选学，拓展了学生的知识面，比如：把诺贝尔物理学奖得主的重要工作和他们攻坚克难的过程做成微课，一方面开阔了学生的科学视野，另一方面也培养了学生的核心素养。大部分院校大学物理和大学物理实验是独立开设的两门课程，但是它们有重叠的部分，所以教师通过微课可以把这两门课程相关联的地方进行整合，从而把理论知识和实验内容相结合，既加深了学生对理论知识的理解和应用，又提高了学生对实验原理的理解，实现了双赢。

3.1.4 剖析习题难点，突破思维障碍

大学物理的习题通常有一定难度，学生需要教师进行讲解，但是由于课时的限制，教师只能把学生出错比较多的地方提一下，很难把习题讲得非常透彻。这对于学优生没什么问题，但是对于学困生就几乎跟没讲一样，因为他们可能连最基本的解题思路还没有搞清楚。所以如若教师能够把难解的习题深入剖析制作成微课视频，学生可以反复多次进行学习，重点环节还可以暂停，经过思考后消化吸收习题。这样节省了课上的习题讲解时间，也提高了学生学习的效果，实现了个性化学习需求。

3.2 大学物理微课的使用

大学物理微课的管理和使用可以通过超星学习通教学平台进行。

首先，教师可以在学习通创建课程，按照整章内容建设，每一章又分为重难点讲解、典型例题讲解、知识拓展和习题讲解4个部分，如图1所示。

其次，上传微课视频并对每个视频进行设置，可以通过设置任务点（见图2右上角选项），要求学生按时观看，并思考相关问题，同时把微课观看情况作为平时成绩的一部分。虽然大部分学生都能自主学习，按时完成教师布置的课前预习内容，但是有些自控力较弱的同学，还需要教师设置任务点进行督促。另外，视频设置还具有防拖拽、防窗口切换等功能，也在一定程度上对学生的学习进行规范。教师还可以通过统计功能中的学生管理查看每位同学的学习情况，既可以发现没按时完成学习任务的学生，也可以看到有些认真学习的学生多次观看的记录。教师根据学生的学习情况可以在课堂上更有针对性地开展教学活动，提高教学效果。

最后，微课资源需要不断地修正和完善。教师制作微课时难以预见学生学习时碰到的各种可能情况，教师需要根据学生学习微课后的反馈意见对微课资源进行修改和优化，提高微课资源的质量，最终提高微课辅助大学物理教学的效果。

4 结语

大学物理课程微课资源的建设是实现大学物理线上线下混合教学模式的有效途径，它不但可以让学生提前对教学重难点进行了解，便于教师进行针对性教学而有效突破重难点，提高课堂教学效果，而且可以满足学生对知识拓展和个性化学习的需求，开阔学生的科学视野，提高学生的学习效率。所以，大学物理教学中微课的运用将有效地改善大学物理教学的现状，提高大学物理的教学质量，然而如何在大学物理教学中充分而有效地发挥微课的作用仍然是教师们不断实践和探索的方向。

参考文献

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[2] 吳云飞，崔虹云，侯宪春，等.基于翻转课堂的大学物理混合式教学模式分析[J].科技经济导刊，2020，28（30）：178-179.

[3] 周毅，周艳霞.将演示性实验引入大学物理课程的教学方法探究——以西藏大学为例[J].实验室研究与探索，2020，39（4）：194-196.

[4] 吴海娜，杨广武，公卫江，等.一流课程背景下大学物理课堂演示实验的实践及效果分析[J].大学物理实验， 2021，34（3）：102-104.

[5] 胡铁生.微课给教育带来了什么改变.中小学信息技术教育， 2018（Z2）：84-86.

[6] 裴世鑫，武彧睿，崔芬萍，等.高校微课教学资源建设与应用现状及发展对策[J].高等理科教育，2021（3）：51-60.

[7] 于培清.微课的“翻转课堂”模式在大学物理教学中的应用浅谈[J].科技资讯，2019，17（32）：171-172.

[8] 白磊.基于微课的大学物理混合式教学模式探究与实践[J].科教导刊，2020（14）：96-97.

[9] 谷开慧.利用微课进行大学物理课外智慧教学策略探析[J].黑龙江科学，2020，11（11）：42-43.

基金项目：2020年中国矿业大学（北京）教改项目（项目编号：J200801）。

作者简介：李子良（1988—），男，博士，讲师，研究方向为强场物理。

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