葛腾霄

微博、微信、微小说、微访谈、微电影等微时代产物以闪电的速度在社会普及。它们最主要的特征是“内容短小精悍”，适合在移动终端上展现，适合现代人的快节奏。移动学习的发展对传统的课程形式提出了挑战。移动学习不仅建构了新的学习价值观，也十分迎合现代人的学习需求，这种需求让越来越多的研究者开始关注微型课程，即微课。

一、学习元理论

学习元理论是一种基于知识点的认识与整合的教学理论。该理论力求先剖析我们需要教授的知识点本身，而为学生呈现的知识则是知识点之间的关联。换言之，知识点是固定的，是学生容易自行记忆的，而知识点之间的数理、逻辑关联才是真正需要学生理解的部分。我们经常会发现这种情况：知识点学生都记住了，但是不会用。就物理学科而言，概念与逻辑关系是同等重要的。一般课堂上，教师必须要先解决学生准确理解知识点的问题，然后再帮助学生建立逻辑关联。因此学生对知识点之间的逻辑关联的记忆一般不如知识点本身牢靠。学生不理解知识点之间内部的数理、逻辑关联，何谈将它们相互组合，从我们建立的理论逻辑框架出发去解决实际的问题？微课的特点恰好适合解决学习元理论中论述的学生在学习上到底哪里难以理解这一问题。它可以用很少的时间专门针对某个知识点或者逻辑关系进行解读，学生可以根据自身情况，选择需要的部分。

二、基于学习元的微课开发模式

微课包含学习目标、知识点、元数据、聚合模型、知识本体、学习资源、学习活动、学习评价以及学习过程中的各种生成性信息。其中元数据是知识点本身，而知识本体是对知识点进行串接，建立知识点之间的关系。基于学习元的微课开发包括课程分析，内容分析，设计开发，包装聚合，应用、评价与修改等环节。

课程分析：对微课进行前端分析，包括需求分析、学习者特征分析、知识点分析、可用资源分析等，并在此基础上确定微课目标。

内容分析：微课设计首先要对所承载的知识粒度进行划分。一方面，在设计移动学习资源时，应尽量将学习内容按知识点进行分割，保证一个学习内容中仅包含一个知识点，以适合短时间、短流程的片段化学习；另一方面，为了适应学习者非连续的注意状态，学习资源应微型、小粒度，同时要保证所传递知识的完整性。

设计开发：对微课有了详细分析和明确定位后，需要对微课的主要部分进行设计，包括教学设计、微课资源、学习活动、学习评价、认证规划、元数据标记、语义关联等。

包装聚合：将微课的内容、活动、资源、元数据、学习评价、语义关联等按一定规范进行包装，根据不同需求与情境实现微课内部各要素的聚合，以及将相关主题的微课聚合成粒度更大的课程。

应用、评价与修改：将微课投入实际教学，获取学习者的评价，根据评价信息对微课进行完善。

三、案例设计与分析

“库仑定律”是人教版高中物理选修3-1“静电场”一章第二节的内容。它不仅是电磁学的基本定律，也是物理学的基本定律之一。库仑定律阐明了带电体相互作用的规律，为整个电磁学奠定了基础，其重要性可想而知。基于上述理论，笔者以“库仑定律”案例设计为例进行分析。

【案例设计】（微课视频设计）

大家好，许多人对于库仑定律为什么这样描述仍然心存疑惑，那我们就来聊一聊。库仑定律：真空中两个点电荷之间相互作用的电力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

库仑定律最开始是实验总结出来的而不是数学计算得来的。最新的高精度实验表明，两个点电荷之间的作用力并不是严格地遵循与距离之间的平方反比规律，而是在指数方面大约有在10-16数量级上的偏差，也就是说即使是库仑定律这种比较完美的数学形式仍然只是近似。因此我们第一步可以仅仅有一个感性认识，就是两个点电荷之间相互作用跟它们的电荷量有关系，也和距离有关系，这也是科学家发现的第一步。

为什么两个点电荷之间的相互作用力是这一种表现形式呢？笔者给大家演示一个实验—用天平称出库仑定律。

本实验仪器是根据天平的平衡原理设计而成的。实验装置设计如图1。当小球A、B不带电时，调节天平平衡，游码将处于零刻度线处。通过分电小球给A和B带上同种电荷。由于同种电荷相互排斥，小球B会向下倾斜，如图2。通过调节天平右端（图2为左端）的游码，可以使天平重新恢复平衡。

移动小球A的位置，改变A球和B球之间的距离，可以研究库仑力大小与点电荷距离之间的关系。观察图3和图4，可以看出，当小球A和B之间的距离减小为原来1/2时，游码的读数将变为原来的4倍，这说明了库仑力的大小F与点电荷之间的距离r的平方成反比，即有F∝1/r2

同理，通过分电小球改变A、B所带电荷量，通过游码的读数，可以得出库仑力的大小与电荷量的乘积成正比，即F∝。

由此我们最终得到：真空中两个点电荷之间相互作用的电力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比。由实验可知他们是一对作用力与反作用力，因此他们之间的相互作用是在一条直线上的。

最后有一点，库仑定律本身可以让我们明白相互作用是哪里来的，大小如何，但是没有搞清楚这种作用是如何实现的。我们比较容易理解相互接触的物体能够产生力的作用，但对于这种不接触的作用似乎有点存疑。

【案例分析】

库仑定律这节课的知识点主要可以总结为三点：①知道电荷之间的作用力大小与电荷量的多少以及电荷之间距离大小有关系。②明确点电荷是个理想模型，知道带电体简化为点电荷的条件。③库仑定律。

显而易见库仑定律本身是这节课的重点更是难点，前面两个知识点学生是比较容易理解和记忆的。根据学习元的微课开发模式中关于内容分析的要求“在设计移动学习资源时，应尽量将学习内容按知识点进行分割，保证一个学习内容中仅包含一个知识点，以适合短时间、短流程的片段化学习”，笔者选择知识点③作为这一节5分钟微课的内容。从另一个角度上来说，学生最不能理解和记忆的也就是公式的形式，必须要讲清楚公式的由来。因为库仑定律本身想要通过公式推导得出必定得使用大学数学的知识，而且要承认一些电磁学的基本假设，这些高中生都不能接受。强行给学生灌输公式的形式绝对不是明智之举，因此实验成了唯一选择。好在，网络上关于自制的演示、验证库仑定律的实验不算少，除了本例之外学生还可以通过观看其他实验进一步加强理解。

毋庸置疑这节微课最好的适用形式仍然是短视频。我们可以将电场的相关微课做成一个较大的系列，并把这堂课并入其中。设想该系列包括库仑定律、电场及电场线、点电荷的电场、电势与电势能、带电粒子在电场中的表现五段微课视频。教师可以上传到个人主页，学生在学习过之后需要在留言区写下自己对这段视频的感受作为反馈，其中包括是否解决或者部分解决了自己的疑惑，有哪些错误或需要改进的地方，还希望了解点什么等等。当留言积累到一定程度的时候，教师需要根据学生意见修改或者重做视频以满足不断变化的学生需求，达到前边提到的“想学生之所想，急學生之所急，短时间内解决学生最大疑惑”的目的。