物理微课的教学设计探析

杜富清

（长治教育学院，山西 长治 046011）

物理微课的教学设计探析

杜富清

（长治教育学院，山西 长治 046011）

物理课程的学习需要将知识嵌入于鲜活的生活实践中，同时对物理规律的认识应体现系统的探究精神。因而在物理微课的制作过程中，应基于梅瑞尔的“五星教学模式”对课程进行教学设计。

物理；微课；教学设计；五星教学模式

0 引言

在WEB2.0移动互联时代，网络无线传输技术、视频处理与传播技术以及智能化移动设备的发展与加速应用，使得个体及个体之间分享资源、自我表达及人际交流的方式被彻底解构，呈现出强烈的“微”化趋势，并愈加广泛而深刻影响着人类的工作、生活及学习中的行为模式。技术在信息时代继续昭示着其巨大的影响力。微课（Micro-Lecture）作为“微时代”的重要技术力量，伴随着教育信息化的持续演进，正逐步改变着传统信息化资源的形成方式。继“混合学习”（Blendedlearning）、“电子书包”（Electronicschoolbag）等信息化资源创建方式之后，“可汗学院”及“翻转课堂”等理念与实践对传统课堂及教学模式进行着巨大的改造。在强调个别化学习与深度学习的大背景下，微课也因其与移动学习、范在式学习（U－Learning）等学习理念与实践的高度切合性，而被广大的一线教育工作者所青睐。

物理学科作为自然科学的重要分支，在基础教育及高等教育阶段的学科体系中地位举足轻重[1]。它强调对知识的理解扎根于鲜活的生活实践中，并基于自然哲学所强调的科学研究的系统方式去探究事物的本质和规律。所以，在课程教学与学习中存在诸多教学难点。针对上述问题，许多一线教师已开始通过微课的方式进行有益尝试。但在实践中依然存在诸多认识与方法方面的误区与不当之处。文章从微课教学设计的角度切入物理微课制作这一问题，分析物理微课教学设计的流程、特点与实施关键，以期为物理课程微课制作提供一些有益的借鉴。

1 “微课”的概念及特点

1.1 微课的概念

北爱荷华大学教授Leroy A.McGrew的一分钟教学实践以及纳皮尔大学T.P.Kee所倡导的一分钟演讲（OML）最早催生了微课的概念与实践方式。而“一分钟教授”戴维·彭罗斯于2008年提出的“微课程”（Micro-Lecture）概念及技术理念则更贴近当下的微课在K-12课程体系中的实施，因其更突出学习内容与目标高度关联，从而引发某种“更加聚焦式的学习体验”。在微课程概念出现之前，微型视频的实践已经悄然兴起。2006年萨尔曼·可汗推出可汗学院，他录制的微型视频在美国基础教育领域风行一时，并借助网络的传播迅速波及到世界范围。2007年美国化学教师乔纳森·伯尔曼和亚伦·萨姆斯在微型视频的实践基础上提出“翻转课堂”的概念。

“微课”是指为增强学习者个别化学习的效果，按照新课程标准及教学实践要求，基于信息化教学设计与资源组合，将某一知识点或教学环节以短视频的方式进行制作与发布的课程实施方式。课堂教学视频构成“微课”的基本内容，但还应包括教学设计、积件资源、课堂教学反思、强化练习、教师点拨及学习者反馈等与该知识点或主题相关的要素。相对于传统教学视频或教学录像或教学课件而言，上述微课要素彼此关联而形成所谓的结构与主题呈开放化、独立化的数字化资源单元[2]。

1.2 微课的特点

（1）主题鲜明。相对于传统教学录像或课件而言，微课所设定与达到的教学目标非常具体化，教学主题明确而突出，主要针对课堂教学或学生学习中的某一知识点、教学环节或疑难点实施教学活动。

（2）时间短、内容精。由于目前微课的相关产品主要面向解决基础教育年龄段的学习者，基于课程教学内容与学习者的认知特点，微课最适宜的时间长度为5～8分钟。在如此短的时间内，以最少的信息量完成某一主题的教学。当然在高校课程中加以应用时，根据教学内容的复杂性与交叉性以及学习者的学习特点，时间长度可扩展为10～20分钟左右。

（3）资源多样化、集成化。以视频为基本表现形式的微课，为体现完整的教学程序与教学内容，真正实现有效辅助学习者对某一知识点理解的目的，需要在基本视频内容基础上，提供诸如辅助性的学习课件、强化练习及基于网络的交流机制等。

（4）结构相对松散。传统课堂教学与课程中的某一主题或知识点构成微课的基本要素。但微课所要解决的主要问题是将原先以单元或较大主题的形式关联起来的知识点进行详细划分。在将知识点或教学环节从原先的教学整体中加以剥离之后，通过微课的形式加以处理与呈现。所以每一节微课均可以作为一个独立的知识教学对象存在。但就学习者而言，如果有必要，可以将微课制作者基于单元或主题所形成的微课进行关联，从而完成以单元系统为对象的学习。

（5）技术门槛低，受众广。相对与传统课件或教学录像的制作而言，微课的制作工具及技术与从简单的“手机+白纸”到录屏软件均可应用，其操作与制作流程简单易学。但教学资源的低成本制作并不意味着其传播效果会大打折扣。事实上，网络与手持智能终端的普及使得这些资源极易获得，从而增强了微课资源的普及面。

1.3 关于微课的认识误区

首先是微课的形式问题。微课的特点决定了其本质在于通过最简洁的方式将知识点进行透彻的分析。所以，传统课件中“形式为内容”的规律在微课中是不适宜的。从技术的角度而言，素材的叠加势必会增加微课资源的体积，从而影响其传播效果。

其次是微课内容的“容量”问题。微课因其“微”而特点鲜明。它所要解决的对象或问题不是传统课程知识的章节、单元内容，而仅仅是针对教师教学活动中的某一环节或课程单元知识中的某一具体而微的知识点。微课贵在“精”而不再“泛”。所以，微课不是信息的堆积与叠加，更不需要“讲解者”旁征博引。换言之，微课的内容是课程知识体系中的一个个离散的点，并不关涉课程的章节或单元。

再者是微课制作前的教学设计环节。相关研究者（胡铁生，2014）的调查结果表明：相对于制作微教学课件、视频拍摄或录制、后期编辑优化等环节，高达84.63%教师认为教学设计是微课制作过程最关键的问题。所以，针对微课的教学设计工作重要性不言而喻，但却存在一定的障碍。问题在于:传统教学设计的流程与方法已为广大一线教师所认可，并在日常教学活动中积极实践。在制作传统教学课件与教学录像时，传统教学设计的流程与方法依然是首选。但就传统课件与微课的内容、制作方式以及传播形式而言，二者具有极大的差别。前者以教师、课程为中心，重点是辅助教师更好地完成课程教学，而很少考虑学习者在认知上的差别与多样性；后者则是在尊重学习者学习进度与认知方式固有差别的基础上而形成的。虽然如此，但许多制作者依然采用传统课件的教学设计方法来处理微课的教学设计。殊不知，这种做法受传统教学结构与教学模式影响的做法非但无法很好地处理微课的教学内容，更会影响学习者对微课内容的选择与理解。所以，微课教学设计的着力点在“学”而非“教”。

2 “微课”教学设计流程

虽然微课的教学设计无法照搬传统教学设计的过程与方法，但基于微课与传统课堂教学的诉求与最终目的而言，两者达致目的的过程与方法又是一致的。所以有关当代教学原理的经典理论依然是微课教学设计的源泉。其中典型的是梅瑞尔（David Merrill）的“五星教学原理”（5 Star Instructional Design Rating）。在对现有教学设计理论及模式进行考量后，他将能使学习效果最大化的所有教学产品的本质特征归结为所谓的“首要教学原理”，即“五星教学模式”。他认为这种模式作为教学处方基于已有的教学设计理论并为大量实证研究所支持，其有效实施可使教学具有高效能（Merrill，2004）。作为教学设计理论对信息技术环境下追求优质教学的努力结果，其根本诉求在于增强学习者的学习效果、学习效率与主动性（盛群力等，2009）。

“五星教学模式”以问题为核心，主张让学习者于多样的问题情境中掌握知识技能。而这一点同物理学科的学习特点是一致的。遵循“五星教学模式”的教学过程包括激活旧知、示证新知、尝试应用和融会贯通等环节（刘小晶，2015）。微课的教学设计可以基于这一教学原理所提供的理论和教学法指导。所以，物理学科的微课教学设计应以问题为核心，并将问题进行任务化处理，通过激活旧知、示证新知、尝试应用、总结归纳、融会贯通五阶段对微课教学进行组织。微课教学设计模式如图1所示。

3 “微课”教学设计的实施

3.1 激活旧知

这一步的主要目的在于通过在微课中呈现相关信息，同学习者已有认知结构中的知识或经验建立联系，在新旧知识间的联系基础上奠定解决问题的基础。有两种教学活动在此环节是必需的：一是通过提问或思维导图的方式引导学生对旧知进行回忆；二是提供直观、形象与具体的示范、案例等对象引导学习协和在新知与旧知之间建立联系[3]。在物理微课的“激活旧知”环节中，一些自然现象、实验的操作录像均可作为“引子”加以应用。例如波的干涉、α粒子散射、光电效应、布朗运动、电源内部电子和离子的移动、两球碰撞时速度与加速度的变化等物理现象均可基于多媒体进行重现，在将抽象知识形象化过程中，学习者的求知欲也被激发，一举两得。

3.2 示证新知

微课内容的主体是示证新知，即对新知识的呈现与证明。在示证新知时，制作者需要注意下述问题。首先，针对所要呈现知识的特点，决定采用相应的、适宜的呈现方式。例如对于概念的理解应通过上下位概念的比较引导学生进行理解，而程序性知识则应呈现其逻辑演进顺序，对于操作性知识则应表现其实施过程[4]。在选择合适的表达媒体形式时，应遵循媒体组合原则。对于从直观的操作性知识到抽象的概念知识，按照“戴尔金字塔结构”选择适宜的媒体。例如，对于运动规律的讲解，以视频的方式进行描述比较合理，而对于诸如分子运动的知识，采用动画的方式则能较全面、详细地展示其变化过程。比如关于磁现象和磁场，学生虽然对于这类知识有一定了解，但二者之间的关系依然比较抽象，学生也缺乏基于普遍联系的观念审视电与磁之间的关系，更欠缺用物理思想思考实验现象和理论的关系。通过动画或视频的方式则可让学生了解地磁场、太阳磁场和一些自然现象的关联（如黑子、极光等）。

3.3 尝试应用

在尝试应用阶段，所要达到的目标是将在“示证新知”阶段学生获得的认知进行验证、强化巩固或迁移应用。因此，这一环节的内容以测验、练习、拓展性问题为主。在题目设置时应注意体现“循序渐进”、“小步子原则”以及“及时反馈”等原则，即让学生沿着“由简到繁、由易到难”的路径逐步达到对知识本质的掌握，并且在完成题目的过程中能及时获得有益的反馈。当然题目的描述应力求遵循“删繁就简”的大原则。同时，基于已有的网络环境，教师可为学习者提供一些用以拓展知识的链接，以增强学生对与知识相关问题的理解面。另外，在题目设置时还应注意对学生高阶能力的考察与培养，比如可以设置一些开放或半开放结构的题目[5]。如下例：

重为200N的物体在水平拉力的作用下运动了一段路程，做功为50J。请补充一个适当的条件，提出相应的问题并解答（至少选择两种解法，但要求每次补充不同类型的条件，提出不同问题）。该题源自传统试题，在将原题所设条件进行部分省略处理后，要求答题者补充条件后进行答题。如此使得答案具有多样性，由此呈半开放性形式，题目对于考查与培养学生的探究能力与思维的灵活性是大有裨益的。

3.4 总结归纳

总结归纳环节的主要目的是将前几环节中学生所形成的综合认识进行系统、全面的比较、分析，在辨明其差异的基础上进行归纳、总结，从而通过“同化”过程将其纳入到已有的认知结构中。所以，这一环节要做到文字描述清晰，概念准确，对比全面。这样，学习者所建构的知识才是清晰、稳定的。

［1］胡铁生.“微课”:区域教育信息资源发展的新趋势［J］.电化教育研究，(10):61-65.

［2］马秀芳.高校微课的设计与应用［J］.中国教育网络，（10）:26-27.

［3］盛群力.五星教学过程初探［J］.课程·教材·教法, (1):35-40.

［4］石娟，邹霞.基于首要教学原理的多媒体教学模式的构建［J］.中国教育信息化,(14):21-24.

［5］Merrill,M.D.(2002).First Principles of Instruction［J］.EducationalTechnologyResearchand Development,50(3):43-59.

Du Fu-qing
（Education School of Changzhi,Changzhi Shanxi 046011）

（责任编辑 王璟琳）

G424

A

1673-2015（2015）05-0095-04

2015—05—24

杜富清（1965—）男，山西长治人，讲师，主要从事物理教学与研究。