基于"微课"的大学物理仿真课堂教学模式的探究

摘 要：介绍了微课和仿真物理的概念和特点，阐述了"微课+仿真"在大学物理教学模式中的意义，以培养应用型人才为指导，从微课及仿真的教学设计入手，构建了基于"微课"的大学物理仿真课堂教学模式，为大学物理课程的教学改革进行了有益的探索。

关键词：微课 仿真课堂 大学物理 教学模式

前言

近年来，仿真物理已经成为计算机辅助和模拟物理实验教学软件的一个新的发展方向之一，虽然仿真物理能使复杂问题，抽象概念更加生动，但大学物理内容太多以致无法在有限的教学时间内讲解得过于详细，学生预习、复习、自学成大问题。而近两年兴起的微课作为一种新兴的教学资源因为具有短小精悍、主题突出、方便应用等特点，而逐渐被引进教学的各个环节。事实显示在大学物理课程的教学中我们应该将微课和仿真课件进行有机结合，根据教学内容合理安排，制定基于微课的大学物理仿真课堂的新型教学模式，使应用型人才的培养目标落实到具体的教学活动中来，共建个性化、信息化、多样性的教学模式。

1 仿真物理的概念及特点

1.1仿真物理的概念

物理仿真也称实体仿真，就是利用计算机技术通过建立实际系统的物理模型并利用所见模型对实际系统进行实验研究的过程，一般仿真的过程是以物理性质和几何形状相似为基础，其他性质不变，在系统的物理模型上进行试验的技术。物理模型是用几何相似或物理类比方法建立的，它可以描述系统的内部特性，也可以描述试验所必需的环境条件。

1.2物理仿真的特点

1.2.1生动形象，通俗易懂。物理仿真是通过建立物理模型来实现模拟实际系统的。对于同一个物理过程（如机械运动过程或电的动态过程等）物理仿真给出了不同尺寸系统之间的相似关系，生动形象。若两种不同的物理过程（例如机械运动和电的动态过程等）具有相同的数学描述，则它们可以互為仿真实验模型，模拟整个实验过程和仪器操作，通俗易懂。

1.2.2实时仿真，情景再现。根据仿真时钟与实际时钟的关系，物理仿真属于实时仿真，对于复杂的现象，繁琐的过程等均可以利用计算机技术将其真实的还原，情景再现，以利于学生学习和教师课堂讲授。

2 微课的概念及特点

2.1微课的概念

“微课”是指以视频为主要载体记录教师在课堂教育教学过程中围绕某个知识点或教学环节而开展的精彩教与学活动全过程。“微课”的核心组成内容是课堂教学视频（课例片段），同时还包含与该教学主题相关的教学设计、素材课件、教学反思、练习测试及学生反馈、教师点评等辅助性教学资源，它们以一定的组织关系和呈现方式共同“营造”了一个半结构化、主题式的资源单元应用“小环境”。

2.2微课的特点

2.2.1短小精悍，实用性强。”微课”视频的教学时间较短，一般为5—8分钟左右，更加符合学生的认知特点和学习规律。”微课”的资源容量也较小，配套辅助资源的总容量一般在几十兆左右，视频格式是支持网络在线播放的流媒体格式（如rm，wmv，flv等），师生可流畅地在线观摩课例，查看教案、课件等辅助资源；也可灵活方便地将其下载保存到终端设备（如笔记本电脑、手机、MP4等）上实现移动学习、“泛在学习”，非常适合于教师的观摩、评课、反思和研究。

2.2.2主题突出、内容具体。“微课”主要是为了突出课堂教学中某个学科知识点（如教学中重点、难点、疑点内容）的教学，或是反映课堂中某个教学环节、教学主题的教与学活动，相对于传统课堂，“微课”的内容更加精简，主题突出，更适合教师的需要，而且研究的问题来源于教育教学具体实践中的具体问题：生活思考、教学反思、难点突破、重点强调、学习策略、教学方法、教育教学观点等具体的、真实的问题。

2.2.3资源多样，情景真实。“微课”以教学视频片段为主线“统整”教学设计（包括教案或学案）、课堂教学时使用到的多媒体素材和课件、教师课后的教学反思、学生的反馈意见及学科专家的文字点评等相关教学资源，构成了一个主题鲜明、类型多样、结构紧凑的“主题单元资源包”，营造了一个真实的“微教学资源环境”。这使得“微课”资源具有视频教学案例的特征。

3 基于“微课”的大学物理仿真课堂教学模式的探索意义

3.1将微课和物理仿真进行有机结合，构建大学物理课程的新型教学模式，符合大学物理课程内容的特点，适应现阶段的物理课程课时设置，对教学质量和水平都有很大的提高。引入微课，通过微课资源可以弥补大学物理课堂因为学时受限而不能将丰富的物理方法和前沿知识传播给学生的缺陷，有利于知识的补充和拓展。

3.2构建“微课+仿真”的大学物理课程的新型教学模式适应信息化时代的要求，满足学生多样性、个性化的学习需求。大学物理仿真课堂能让教学内容更加生动、形象，易于理解，极大地增加了学生的学习兴趣和学习热情，但学时减少、内容太多以致无法在有限的教学时间内讲解得过于详细，学生预习、复习、自学成大问题。引入微课后，利用微课“短小精悍，实用性强；主题突出，内容具体；资源多样，情景真实”的特点，大大提高了学生的学习效率，使应用型人才的培养目标落实到具体的教学活动中来。

3.3在大学物理仿真课堂的基础之上引入微课，建立大学物理“微课程库”，能促进教师进行更深入充分的备课，也便于教师及时进行教学反思和同行之间的交流活动，微课资源的共享和设计开发，对大学物理的教学研究和教师的现代教育技术水平都有很大程度的促进和提高。

4 基于“微课”的大学物理仿真课堂教学模式的设计与实践

4.1 微课及仿真的教学内容

根据老师的教学和学生的学习现状，深入分析教学大纲和教材，确定要制作仿真课件和微课视频的内容如下：

大学物理理论部分内容： 大学物理实验部分内容：

4.2 基于“微课”的大学物理仿真课堂教学模式的设计

根据上述内容制作仿真课件，包含理论部分和实验部分，研究内容中已经罗列出来了，利用Mathematica软件，Flash软件和物理实验仿真软件等进行仿真课件的制作，与PPT融合构成大学物理教学课件。光有仿真课件也是不够的，有些仿真课件是需要老师边操作边解说的，特别是涉及到有交互式对话的仿真课件，因此，接下来还要将物理知识点和仿真课件加以融合，再进行微课视频的录制，得到一个个的微课视频，建立大学物理微课视频庫。最后，将微课视频和大学物理仿真课件进行有机结合，合理编排，确定教改方案和新型教学模式。

4.3 基于“微课”的大学物理仿真课堂教学模式的实践

4.3.1组建课程团队，定期对教师进行仿真课件和微课设计开发的培训，组建一支具备较高技术水平的专业教学团队，根据学生的现状和大学物理课程的教学知识点来组织与建设教学资源，开发优质微课资源，便于教师备课、开展教学活动和教学反思，利于学生进行自主学习、预习和复习，并通过数字化网络平台实现微课资源共享。

4.3.2利用Mathematica软件，Flash软件和物理实验仿真软件来制作大学物理课程（理论+实验）仿真课件。Mathematica是一个集成化交互式的计算机软件系统，它的主要功能有：符号计算， 数值计算，图形功能。计算是在用户与Mathematica相互交换，传递信息数据过程中完成的，可以根据用户的需要更改参数，得到不同参数下的仿真图形，更加有利于在物理仿真课堂上与学生互动。

4.3.3利用Camtasia Studio 7软件针对大学物理课程的教学知识点结合仿真课件进行微课视频的录制。因为微课是半结构化的，所以需要资源开发者、教学者设计有效的支架，设计学习的路径，引导学习者有效利用微课。例如充分利用微课资源让其在大学物理课程的课前预习、课堂讲授和课后复习各个环节发挥重要作用。学生可以通过观看微课视频来进行快速有效的预习，课堂上老师可以利用微课来导学和问题展示，课后学生可以通过微课视频来巩固复习所学内容，如此一来，既培养了学生的自学能力，满足其个性化需求，又帮助教师展开了教学讨论和反思。

因此，将”微课”与高校物理课堂教学有机地结合起来，符合物理学科的特点，有利于提升学生的学习效果，培养学生的实践动手应用能力，是打造高效课堂教学的一种有效教学手段。基于“微课”的大学物理仿真课堂教学模式在大学物理的教学中十分必要，这将有利于提高广大高校教师的教学工作效率，提升本科教学质量，从而应对信息化环境下学习多样性、个性化需求的挑战。

参考文献：

[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，2011（10）.

[2]梁乐明；曹俏俏；张宝辉；；微课程设计模式研究——基于国内外微课程的对比分析[J]；开放教育研究；2013（1）.

作者简介：

鲁芬（1982-），女，汉族，湖北武汉人，硕士，讲师，武昌工学院信息工程学院教师，主要从事大学物理等课程的教学，研究方向为物理教育和复杂网络。