路俊哲， 马晓栋

（新疆师范大学物理与电子工程学院，新疆乌鲁木齐830054）

“大学物理”微课程设计研究

路俊哲， 马晓栋＊

（新疆师范大学物理与电子工程学院，新疆乌鲁木齐830054）

“移动学习”与“微课程”的出现对当前高等教育的教育模式和学习方式产生了巨大影响。文章以大学物理的“刚体力学”内容为例，通过对相关知识点的微课程剖析给出了基于教学型和基于活动性的两种微课详细设计。该案例设计可为大学物理的教学方式上提供一些启示。

微课程；大学物理；刚体力学；教学设计

飞速发展的现代化信息技术为人们的生产生活带来了日新月异的巨大变化，信息化的浪潮波及到各个领域。而伴随着移动终端的普及，不同职业、不同年龄段的人们对于学习的时间、地点、方式、手段等多种多样的需求开始增多，于是一种新型的教学模式——“微课程”应运而生。它的出现标志着一种新型的学习方式和生活方式的产生。微课程可以满足移动学习、分层学习、碎片化学习等多种个性化学习方式，为新时代下教育的发展翻开了崭新的篇章。

微课程最初是由美国北爱荷华大学的LeRoy A.McGrew教授［1］在上世纪60年代提出的。在国内关于微课程的研究也已有很多［2-4］，其中胡铁生老师［2］率先提出了以“微视频”为中心的新型教学资源“微课”。主要是指按照新课程标准及教学实践要求，以教学视频为主要载体，反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源的有机组合。梁乐明等［3］通过对国内外有代表性的微课程网络学习资源的设计进行比较分析，构建了有效促进学习的微课程设计模式，包括前端分析、微课程要素与设计、评价与反馈等环节。这一设计模式的提出为设计制作微课程提供了重要的参考依据，也为我们后续的研究提供了重要的基础。但微课程在高校教育教学中多数还停留在理论层次和比赛层面上，真正把微课程教学模式嵌入到传统教学模式中还处于探索阶段［5］，尤其在高校物理教育教学。

1 大学物理教学中存在的问题

“大学物理”课程作为理工科专业的一门重要基础课，在培养和提高学生科学素质、科学思维方法和科学研究能力，增强学生分析和解决问题能力等方面，具有其他课程不可替代的作用。但目前，该课程的教学还存在以下一些问题：

一是大学物理内容杂，知识点多，理论性强。大学物理每一学时所包含的知识点、信息量的广度和深度都远远大于中学课堂，特别是中学没有涉及到的刚体力学，对于大一学生来说难度尤其大，因此学生急需课后辅导。

二是教学形式单一。虽然引入了先进的教学多媒体设备，但是现阶段的大学课堂教学多数仍采用老师讲解和灌输的方式，学生缺乏主动性和独立思考的能力，因此教学形式需要多样化。

三是学时压缩与学习内容膨胀的矛盾日益突出。学时减少，而现代科技内容不断拓展，教师为完成教学大纲而对要求的知识点进行描述性讲解，不够深入，学生的疑难问题越积越多，教师反映越来越难教，正如陈佳洱、赵凯华、王殖东三位教授撰文指出的那样，“我国40余年来的现实状况是，每当教学改革的呼声高涨时，其他专业就要求砍杀物理课程的学时。这个问题长期以来困扰着广大的物理教育工作者，常使他们处在迷惘、焦急、挣扎、无奈、消沉的复杂心态之中”［6］。因此，教与学需要课时补充。

综上，大学物理课程的教学需要借助微课程的优势辅助教师教学，使学生的学习方式由被动接受型向主动钻研型转变，它将不仅解决部分课程的教学与学习问题，更像是“授人以渔”，“微课程”的教学思路可以进行拓展。如此一来，这种学习模式方法也可以扩大到更多适合“微课程”的课程当中，乃至成为全民学习的一种优质方式与手段。

2 刚体力学微课程的教学案例设计

刚体是在外力的作用下，体积和形状都不发生变化或者变化并不显著的物体。对刚体运动的描述研究叫作刚体动力学，刚体动力学是力学的一部分，是研究高科技的机器部件的运动和各种高等科技应用器械以及天体运动的力学基础。

大学阶段学习的《大学物理》、《力学》和《理论力学教程》中都有刚体力学相关内容，其内容都是基于对力学、质点运动学、动量守恒定律、动能、势能、角动量等基础知识的学习。主要知识点有：力矩、转动定律、转动惯量、角动量、角动量守恒定律、力矩作功、刚体绕定轴转动的动能定理、经典力学的成就和局限性等。内容中的重难点是刚体的定轴转动定律、角动量定理和角动量守恒定律。以刚体的定轴转动定律为代表的一系列难点，出现原因之一是学生在中学阶段完全没有接触过刚体力学的内容同时是大学忽然出现的新知识、新内容，从而让学生无法快速适应并且容易感到生疏和难以接受。因此，本文以刚体力学的相关知识点为例进行微课设计。

2.1 刚体的定轴转动

2.1.1 前期分析

课程名称：刚体的定轴转动

知识点来源：高等教育出版社；马文蔚改编；《物理学》（第五版），普通高等教育“十一五”国家级规划教材；第四章第一节。

课程内容分析：这是学生接触刚体力学的第一堂课，也就是能够培养学生学习兴趣最关键的一节课。这块内容是整个刚体力学的基础知识，但并不是重点与难点，所以在设计中要注意的是不能古板的陈列刚体运动的分类及其特点，在此应该最大程度的利用动画效果、三维展示效果来强调不同种类刚体运动的区别和联系。其次，在视频中可以将所学知识与生活尽量紧密的联系起来，也留给学生思考的空间。

知识点描述：建立刚体模型的概念，研究刚体运动的分类、特点及其角量描述，以适合学生进行基础性学习。

学习者一般特征：基础较为薄弱，不容易接受新知识。

前期学习基础：学生已经学习了质点的概念以及质点运动。

2.1.2 微课程设计

表1 刚体的定轴转动微课程设计

2.2 角动量守恒定律及其应用

2.2.1 前期分析

课程名称：角动量守恒定律及其应用

知识点来源：高等教育出版社；马文蔚改编；《物理学》（第五版），普通高等教育“十一五”国家级规划教材；第四章第三节。

课程内容分析：角动量及其规律是从牛顿定律基础上派生出来的又一重要结果。在一些体育运动及猫的下落问题中都会用到角动量守恒来解释相关现象。

知识点描述：角动量守恒的条件及角动量守恒定律的应用。

学习者一般特征：欠缺利用所学理论知识解释生活现象的能力。前期学习基础：理解并掌握刚体绕定轴转动情况下的角动量定理。

2.2.2 微课程设计

表2 角动量守恒定律及其应用微课程设计

3 “大学物理”微课程设计反思

一节微课程并不能够代替课堂教学，而是对传统教学的有益补充，因此“大学物理”微课程并不是传统课堂教学的片段或者压缩。不是要把一学时的课程内容强行压缩到10分钟以内，或者把上课的某个片段当做一节微课程，而是要把微课程的设计集中于单个知识点上。因此微课程不等于缩短教学时间，不能轻易甩掉一些教学步骤以达到“微”的效果。

在“大学物理”课程中，并不是所有的知识点和内容都适合设计成微课程。例如，对于一些简单易懂的定义和初高中就已经接触过的定理、原理，学生完全可以通过看教科书就能理解并掌握，完全不必借助于微视频了。录制这样的微视频反而会造成资源浪费，也会让学生失去观看微视频的兴趣，这就得不偿失了。最适合进行微课程设计的内容应该是学生不容易理解、掌握并且融会贯通的重难点，或者是可以拓展学生思维、易激发学生创造力的兴趣点的知识点等［7］。

一节微课程的设计应包括课程名称、知识点、适用对象、教学目标、教学重难点、微课程设计思路及过程等方面。而“大学物理”素有“辨天地之美，析万物之理的美誉”，因此在“大学物理”微课程设计中应注意从实际生活出发，能瞬间吸引学生的注意力，对具体现象进行分析和梳理，导入新的概念、理念和方法，并加以总结，让学生在短时间内能学有所获并能学以致用，真正实现“微”课程的“大”设计。

4 结束语

在“微”时代的来临之际，微课程正日益获得教育领域的诸多关注，微学习也不断走近人们的生活。为了使学生能有一种清晰的思路和成熟的学习方法，文章依据大学物理课程中刚体力学的教学要求，针对基础和提优两种类型学生分别采用讲授型和活动型两种微课程设计对刚体力学部分知识点进行微课程设计举例，在“刚体的定轴转动”微课程设计中如何将该知识点与生活实践相结合，如何设计使它能培养学生的创新意识，使学生的学习不再局限于课本知识。在角动量守恒定律及其应用微课程设计中主要以学生为活动主题，以课外拓展为手段，引导学生自行实践获得真知。这样把教学内容和微课程这种教学方法协调的联系起来，用微课程的“微”来对繁琐的传统教学过程进行一次冲击。微课程在大学物理中的应用有助于学生对知识的理解，有助于教师开展分层教学，实现学生学习和教师教学双丰收，也为大学物理课程的其它知识点的微课程设计提供参考。预期这种全新的授课方式不但可以改变学生的学习兴趣及教师的教学成果，而且能够鼓励更多适合微课程的教学内容大胆创新。

［1］McGrew L A.A 60 second course in organic chemistry［J］.Journal of Chemistry Education.1993，70（7）：543-544.

［2］胡铁生.中小学优质“微课”资源开发的区域实践与启示［J］.中国教育信息化：基础，2012，（11）：65-69.

［3］梁乐明，曹俏俏，等.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）：65-73.

［4］黎加厚.微课的含义与发展［J］.中小学信息技术教育，2013，（4）：10-12.

［5］廖国建，谢建平.哈佛大学医学院研究生微课程项目及其启示［J］.学位研究生教育，2014，（1）：70-72.

［6］陈佳洱，赵凯华，等.面向21世纪，急待重建我国的工科物理教育［J］.工科物理，1999，（9）：1-2.

［7］尚慧琳.基于微课程的“理论物理”教学方法探索［J］.大学教育，2015，（3）：93-94.

Research on the Micro-lecture Design in College Physics

LU Jun-zhe， MA Xiao-dong∗
（College of Physics and Electronic Engineering，Xinjiang Normal University，Urumqi，Xinjiang，830054，China）

The emergence of“Mobile Learning”and“Micro-lecture”has a major influence on the teaching model of higher education.This paper takes the“mechanics of rigid body”in college physics as an example to re⁃search the teaching design of micro-lecture.Two types of micro lecture design based on taught and activity describe in detail.It can provide with some enlightenment of the college physics teaching.

Micro-lecture；College Physics；Mechanics of rigid body；Teaching design

O41

A

1008⁃9659（2015）03⁃060⁃06

2015-08-15

新疆师范大学本科教学质量工程建设教学研究与改革项目（SDJGY2014-10）；自治区高等学校重点实验室招标课题（WDXY1506）。

路俊哲（1979-），女，甘肃天水人，副教授，硕士，主要从事理论物理方面的研究。

∗［通讯作者］马晓栋（1964-），男，山东菏泽人，教授，博士，主要从事统计与凝聚态理论方面的研究。