基于信息技术的高中物理微课教学探究——以“固体”一课为例

哈尔滨市第八十八中学 李春光

微课是微型课堂的简称，它以短的教学视频为主体，一般时长为5 到10 分钟，是教师为了突破本节课的重点、 难点等设计开发的一种情景化视频，主要关注一个现象、小故事、小策略，这就要求制作的微课要主题突出， 内容直接指向具体问题，视频讲解层层深入，语言要简洁明了，做到启迪思维、发人深思。与传统单一资源类型的教学课例、教学课件、教学设计、教学反思等教学资源不同， 微课是在其基础上继承和发展起来的一种新型教学资源，可广泛应用于网络远程学习、手机学习等学习方式，弥补传统教学的不足[1]。

一、高中物理微课教学的重要性

（一）借助信息技术突破教学重难点

高中物理在学生的物理学习生涯中具有“总揽其纲”和“由表及里”的提升作用，同时也对学生的逻辑思维和学习能力的质性优化有着十分重要的意义[2]。 对于物理教学来说，学生会感觉物理知识特别难掌握，教师也同样会觉得知识难教。 如遇到呈现物体立体结构时，教材上展示的图片较为抽象，学生难以全方位进行观察，对学生的抽象思维提出了很高的要求。

教学“固体”一课时，教师要引导学生从微观层面解释晶体和非晶体在宏观物理性质上的不同， 这些都与晶体的微观结构、 各原子之间的空间排列方式有关， 是本节课的难点。 通过Material Studio 材料仿真模拟软件可建立晶体结构模型， 从任意角度动态直观旋转图像，使晶体结构可视化。 通过信息技术的运用，不但可以激发学生的学习兴趣， 还可以增强学生的抽象思维能力。 以下为教师利用Material Studio 材料仿真模拟软件建立的NaCl 晶体微观结构（见图1）。

图1 NaCl 晶体的微观结构

（二）借助实验类微视频打破学生思维限制

实验教学始终是高中物理教学的一个薄弱环节， 由于实验设备的陈旧或者破损、学生不会动手操作，导致实验数据不准确的情况十分常见。 有时因为课时紧张，教师还会省略实验环节，直接进行讲解，限制了学生的实际操作能力和创新思维能力。 因此，让学生清楚实验原理、深刻理解实验数据的处理、主动进行实验设计显得尤为重要。

教师运用信息技术将实验课制作成微视频， 一方面可以加深学生对实验原理、实验操作步骤的印象，另一方面可以利用仿真物理实验室相关交互软件增强交互性， 让学生有机会利用家用电脑进行实际操作。 比如，仿真物理实验室可以连接电路，可以练习游标卡尺的使用和读数；学生还可以先运用软件设计实验，最终到实验室亲自动手操作，起到事半功倍的作用；还可以在复习物理实验时将各实验制作成视频给学生观看。 下图为学生利用实验室仿真软件连接的限流电路图片（见图2）。

图2 实验室仿真模拟软件连接的电路

（三）应用微视频激发学生自主学习能力

课前预习是对课上学习的辅助，能起到复习已学知识概念、定理、定义的作用。 物理知识具有十分丰富的内在逻辑性，只有把旧的知识想清楚、理解好，才能更好地学习新的知识。 教师可以在课前将课程微视频发送给学生，学生配合预习学案一同学习，并将难以理解的知识点做好标记。 课后作业是对课上学习的巩固， 教师可在课后结合所学内容上传知识点总结文档， 并结合超星学习通等交互软件，指导学生线上完成作业，教师也可线上完成批改，既可以看到学生的完成情况，又可看到学生的完成时间。 教师可以根据学生的作业完成情况了解学生的易错点或者学生掌握不好的知识点，从而有针对性地进行讲解。

（四）借助以信息技术为基础的微视频制作拓展学生视野

微视频制作需要用到很多软件， 如EV 录屏、苏打录屏、腾讯会议、芦笋录屏等。 教师可以向学生介绍微视频制作的相关经验，鼓励学生针对某一知识点合作完成微视频录制，以小组交流讨论的形式学习软件安装和操作。视频合成和处理需要剪映、芦笋视频合成等软件，通过小组合作增进友谊， 提高动手操作能力和动脑思考能力。 除此之外， 还需要很多其他软件的辅助，如ANSYS 模拟软件可以研究材料的受力等， 这些都可以在日常教学中渗透给学生，使每一位学生深度、持续学习，不断增强探究精神。

二、高中物理微课教学的策略

（一）学情及内容分析

学生在初中已经学习过三态变化，对固体的分类，即可分成晶体和非晶体较熟悉，学习起来比较容易。 有些知识学生虽然接触过，但是并没有上升到理论高度，学生会感到有些吃力，特别是从微观层面解释晶体宏观性质的内容较为抽象，不易理解。用Material Studio 材料仿真模拟软件可以化抽象为直观，减轻学生的心理负担。

对于“固体”一课来说，微课中需要着重讲解的内容主要有：（1）晶体的结构可视化，化抽象为直观；（2）让学生从微观层面理解晶体有规则的几何形状的原因；（3）从微观结构层面理解晶体有固定熔点；（4）从微观结构层面理解晶体具有各向异性。

（二）微课设计与制作

1.微课的教学设计（见表1）。

表1 微课的教学设计

2.微课的制作。

（1）制作课件

教师根据教学设计， 运用PowerPoint 制作“固体”一课的课件。一是创设情境，引入新知。将厨房中的固体进行分类， 引出晶体和非晶体概念。二是回忆旧知，总结规律。初中学过的晶体和非晶体在物理性质上不同， 晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点。 三是自主探究，发现特征。 制作视频，分别是光通过玻璃和方解石时的折射情况，由光通过玻璃产生一条光路，而通过方解石产生两条光路， 得出晶体具有各向异性，而非晶体没有。四是实现宏观和微观的统一。从微观层面解释上述宏观性质的不同，是本次微课的重点。 微课不仅仅是呈现知识的视频，还是促进学生自主探究的工具。 教师可以下发MaterialStudio 的安装教程和运用其制作晶体微观结构的操作手册， 作为学生的课后作业。 使用这种方式既贴近学生，又增加教师与学生的互动和探讨。

（2）微课录制

微课视频录制采用“PPT 录制+真人出镜录制+视频合成”的制作方法。 录制真人出镜视频时应寻找较安静的环境，以免视频有杂音。 在拍摄过程中要用三脚架固定手机，避免手机晃动引起画面模糊。 还要提前制作好提示稿，在电脑上播放提示词，用手机以白墙或绿布为背景将真人出镜的视频录制好。 最后，用剪映将PPT 录制的视频和真人出镜视频进行合成、处理，将视频长度控制在10 分钟左右。

（三）巩固练习，深化认知

1.为什么晶体（单晶体）具有规则的几何形状，而非晶体没有？

2.为什么晶体（单晶体）具有固定熔化温度，而非晶体没有？

3.为什么晶体（单晶体）具有各向异性，而非晶体具有各向同性？

运用Material Studio 材料仿真模拟软件将晶体结构可视化，易于学生从微观层面理解晶体宏观上呈现的特性。 以信息技术为依托制作微课程，将技术进步根植到教学实践中，根植到学生的思想中，提高教师自身的业务能力。