初中物理实验课微课程设计与开发

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初中物理实验课微课程设计与开发

摘要:物理作为初中基础学科可为两个部分,即理论知识与实践探究,实践探究主要是通过实验来完成,而理论知识则包括物理概念与规律等,这两部分都是人类长期探索出来的结果。利用微课程开展物理实验教学,在课堂中使用微课程原则的基础上,有效地设计与开发微课程,可以更好地满足学生的学习需求。初中物理实验微课程的设计原则包括以学生为中心、整体性原则、科学性原则等。物理实验微课程制作包括制作流程、教学设计、脚本开发等内容。

关键词:初中物理;实验课;微课程;设计与开发

信息技术的发展,为教育领域提供了更多的教学方式,“互联网+教育”促使信息技术与教学的融合,不但可以为学生提供更优质的教学资源,在初中物理学科中还增强了学生的实验效率,以此激发学生的学习兴趣。微课程的开发与设计,大大迎合了学生的学习欲望,并将其从理论学习转向实践探究,可以提升初中物理实验教学效率。

一、初中物理实验微课程的设计原则

(一)以学以学生为中心

微视频的使用要站在学生的角度出发,彰显其主体地位。首先,微课程内容要符合学生认知特点,找出其最近发展区。其次,物理微视频的内容呈现层次要以学生认知发展为主,即第一个视频呈现以简单与基础为主,慢慢增加教学节奏,让学生紧随教师思想[1]。基于此,微课程的运用过程中,教师要发挥学生的主体性作用。

(二)整体性原则

微课程的主要特点就是内容精,时间短,往往一个微视频展示一个知识点,教师要先有整体设计的理念,以学生为中心,将微课程中的内容统一化。并在深入分析学生情况的基础上,引导其掌握知识点之间的联系,将微课程零碎的知识点整合成一个完整的知识体系,提升学生学习效率。

(三)科学性原则

实验可以揭示物理知识的本质,所以,微视频的设计要遵循科学性原则,以严谨为目标,不添加任何与真实不相符的因素。首先,通过微课程拆分物理实验的主题,可以降低学习难度,但需要教师更加严谨,不能产生理论性的错误。其次,物理实验设备要简单明了,保证实验现象清晰可见,不要为了实验的精度增加实验繁琐性,加大微课程展示难度。最后,实验的设计要符合物理理论,一旦实验原理出现错误,无论实验流程如何规范,也是无效实验。

二、初中物理实验课微课程的设计与开发

(一)物理实验物理实验课程开发技术介绍

基于物理实验课程的特殊性,本文开发的微课程主要从下面几点做起:

1.录制手写板

通过电子白板与触控笔,边书写边录制,录制的时候有下面几点注意事项:第一,教师要保持清晰的头脑,确定教授内容与书写格式,然后科学进行排版,优化录制过程[2]。第二,手写的字体大小合理,字迹工整,便于学生学习。第三,教师尽量在录制微课程的时候,不要用手遮挡书写的内容。第四,教师使用的笔颜色尽量单一,严谨色彩过于鲜艳,影响学生注意力。

2.实验场景

拍摄不同的实验类型,录制的微课程侧重点也不同,学生通过观看微课程,在头脑中呈现最真实的实验过程与结果,引导其与以往知识点结合,快速获得关于物理实验的知识。拍摄录制的时候,要注意下面几点内容:第一,事前调整好拍摄尺寸与内容,为后期编辑做准备。第二,选择好光线,严禁逆光拍摄。但是进行光学实验录制的时候,要更加重视光线的调整,避免外界光线过亮而影响录制效果。第三,拍摄地点一般分为室内与室外两种,若是小型物理实验,可在室内进行,不但便于设备的摆设,还能提升实验的科学性;若是大型物理实验,就需在室外进行,可在录制后再进行剪辑。

(二)物理实验微课程制作

1.制作流程

微课程的制作是繁琐的过程,特别是物理实验学科,经过笔者的教研总结,物理实验微课程的制作流程如下:第一,前期分析。结合教学目标,学生学情,确定微课内容,选择适合的实验,并在设计的过程中完成对实验原理的逆向倒推,保证选择的实验微课程符合教学主题,然后开展多样化评估,让学生在此过程中完成对知识点的掌握。第二,教学设计。经过上述分析的过程,教师自主选择微课程的主题与目标后,对学生学习情况进行分析,然后探究本节课知识重难点,挑选适合的教学活动形式与教学工具,最后依据微课程内容组建教学过程。第三,微课程设计,经过之前两个过程,教师就可进行微课程脚本的设计。如完成对音频、字幕等重新编辑,添加适当内容与声音等方面。第四,拍摄,完成脚本的实操后,展现微课程内容的具体化,并随着现场拍摄的情况,不断进行优化。

2.教学设计

我国微视频在教育领域中的运用起步较晚,很多方面还有不足,因此对于物理实验微课程的设计需要完整化,才能保证学生在短时间内掌握实验相关的知识点[3]。整个内容的设计包括:教学对象、主题、教学目标、学生学情、重难点、学生活动、教师活动等等。以“液体的蒸发”实验微视频教学设计为例:教学对象:八年级学生。教学目标:掌握液体蒸发条件与特点、知道液体与气体之间可以互相转化;利用类比方法理解熔化与汽化知识;可自主提出问题,并通过探究、实验,解决问题;将知识点运用于生活实际中,提升学生物理学习兴趣。学情分析:学生可自主回忆出生活中常见的汽化现象,对熔化与凝固有初步的了解;但是因为刚刚接触控制变量与类比实验法,对其理解能力急需提高。另外,八年级的学生逻辑思维能力有所上升,但是辩证思维能力不高。好奇心仍然是主要的学习动力,更加倾向于对冲突认知的探索。教学重点:蒸发特点与影响其速度的因素。教学难点:蒸发过程中,中微观粒子的变化情况。教师与学生活动:首先,利用微课程,向学生展示气球膨胀的实验动画,即在装有酒精的试管封口处绑定一个气球,使用酒精灯加热试管,发现气球变得膨胀。学生通过观察,产生好奇心,进一步提升其学习兴趣。其次,教师向学生解释概念,即试管中的酒精遇热,呈气体状态,利用虚拟仿真动画,为学生展示微观粒子分布与振动的情况,让学生对微观物质有具象的了解。学生在倾听与观看微视频后,了解汽化的概念,并在自己的记忆中搜寻与汽化有关的现象,利用所学知识作出解释。此过程旨在引导学生学习汽化宏观现象背后的微观变化,对物质的微观理论有充分的认知。另外可以通过自己对物理概念的理解,阐释生活中相近的现象。再次,教师带领学生探究新知,区分蒸发与沸腾概念,即蒸发是在任何环境中都可产生的,只发生在物体表面。液体的沸腾对温度有一定要求,并发生在物体内部。播放此方面的微课程后,让学生思考生活中的酒精蒸发现象,引导其自主推理,主动完成知识的概括与归纳,扩展学生的逻辑思维。最后,演示实验,以问题为引导,“请你探究出影响蒸发速度的因素”。先让学生进行假设,得出“升高温度、提升液体表面空气流速、扩大表面积”等等。设计实验,在两个相同的容器中,滴加相同数目的酒精,通过逐一控制变量法,观察酒精的蒸发速度。通过微视频展示不同温度、不同空气流速与不同蒸发面积下,酒精的蒸发速度。然后让学生自己设计实验并操作,最终得出结论:提升温度、增加液体表面空气速度、加大表面积都能令酒精蒸发速度加快,假设成立。此过程先通过创建情境,激发学生思考,并以问题为引,让学生掌握实验中控制变量的方法,以此提升学生的实践能力。

3.脚本开发

脚本设计需从教学内容、结构布局、人机界面等多方面内容进行考虑。脚本开发时,结合微课程的呈现方式,保证其中每一段话都能编辑为文字。另外,视频中的每一句话对应的画面与呈现方式,都需进行有效标注。如物理实验中哪个部分需要整体拍摄,哪部分内容需要精化细节,都要进行精准的布局。以“液体的蒸发”脚本开发为例,通过虚拟仿真动画制作,需要的设备为相机、计算机、手机等。微课程脚本中最先呈现主题,旁白“实验微课程课堂中,我们展示了液体的汽化、蒸发与蒸发速度快慢三个主题”。然后在视频中展示酒精灯、铁架台、试管与气球等实验物品,以虚拟实验为例,学生通过学习平台,自主选择操作,并观察实验现象。最后以生活实例为内容,以动画的形式为学生呈现影响蒸发速度的因素有哪些,让学生在观看的过程中,完成对知识点的内化,并记忆影响蒸发速度的因素。

三、结论

综上所述,物理实验中微课程的使用,不但是对传统教学模式的颠覆,还大大转换了学生学习的场景,让学生从不同角度出发,自主选择学习模式,自主掌握与实验有关的知识点,对于提升学生物理核心素养来说有很强的作用。但是当前对于微课程的制作与运用还存在一些不足,需要我们深入探究并完善。

参考文献:

[1]肖兴龙.初中物理分组实验课有效教学初探[C].广西写作学会教学研究专业委员会,2019:244-245.

[2]孙婉琦.微课导学在初中物理实验教学中的应用研究[D].华中师范大学,2018.

[3]文久江.一个废玻璃瓶引发的实验课及思考——初中物理“生活化实验”探索举隅[J].中小学实验与装备,2018,28(01):23-26.

作者:郭发有 单位:甘肃省张掖市第四中学