基于“慕課”的物理類微課程設(shè)計(jì)探索

房 毅 張先梅 鐘菊花 陸 慧 章登宏 陳建華

（華東理工大學(xué)理學(xué)院，上海 200237）

開放課程最早源于麻省理工學(xué)院（MIT）2002年啟動的Open Courseware計(jì)劃.2008年秋，美國圣胡安學(xué)院戴維·彭羅斯（David Penrose）提出了微課程（microlecture）概念.微課程作為一種新的教學(xué)模式，在課程設(shè)計(jì)理念、內(nèi)容、實(shí)踐方式上進(jìn)行了創(chuàng)新性嘗試，在沖擊傳統(tǒng)教育的“慕課”時(shí)代已經(jīng)來臨的今天，微課程必將唱響大規(guī)模在線課程（Massive Online Open Course，簡稱 MOOC，中文“慕課”）的序曲.然而，目前對微課程設(shè)計(jì)并無一規(guī)范模式，隨意性大.因此，對微課程設(shè)計(jì)模式的探索具有必要性.本文嘗試借鑒遠(yuǎn)程開放教育設(shè)計(jì)模式，在微課程設(shè)計(jì)原則指導(dǎo)下建立微課程設(shè)計(jì)模式，并將該模式用于物理類微課程設(shè)計(jì).

1 微課程設(shè)計(jì)原則

微課程是精細(xì)設(shè)計(jì)的課業(yè)及進(jìn)程，是一個設(shè)計(jì)方案、一項(xiàng)教學(xué)活動.微課程有其自身的特征.應(yīng)用文獻(xiàn)綜述法［1－6］，我們可以歸納得出微課程的3大基本特征.（1）獨(dú)立有機(jī)性特征：微課程看上去雖“小”，但其必須是一個完整的課程單元，具有完備的課程要素，能夠被單獨(dú)實(shí)施和應(yīng)用，是一個獨(dú)立的有機(jī)體.它能獨(dú)立地滿足知識學(xué)習(xí)、技能訓(xùn)練、過程經(jīng)歷、方法熏陶和情感達(dá)成的教學(xué)需要.（2）開放性特征：微課程如果設(shè)計(jì)成封閉的體系，就不能獲取交互反饋的信息；不能與時(shí)俱進(jìn)、推陳出新，必然變得僵化.所以微課程設(shè)計(jì)，無論從設(shè)計(jì)方案上還是課程產(chǎn)品的技術(shù)選擇上，必須具有開放性特征：易共享、可交互、可擴(kuò)展、易更新.（3）服務(wù)學(xué)習(xí)型個人的特征：21世紀(jì)是學(xué)習(xí)型社會，學(xué)習(xí)型社會必然要求人人成為學(xué)習(xí)型個人，即始終保持不斷學(xué)習(xí)的狀態(tài)，始終以學(xué)習(xí)促進(jìn)創(chuàng)新，以學(xué)習(xí)促進(jìn)個人發(fā)展，學(xué)習(xí)成為個人的自覺行為和生活方式.學(xué)習(xí)型個人對于提升個人生活質(zhì)量和生命意義至關(guān)需要.建立學(xué)習(xí)型個人內(nèi)涵除了學(xué)會學(xué)習(xí)，還包含終身學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、個性化學(xué)習(xí).

以上3大基本特征客觀上要求微課程設(shè)計(jì)必須對應(yīng)地遵循相應(yīng)的3大原則.（1）基本單元原則：“慕課”環(huán)境下微課程中的“微”有微型、時(shí)間短、緊湊等含義，微課程中的每一節(jié)課是以知識點(diǎn)為單位，時(shí)間長度大約在10到30分鐘左右（初等教育的時(shí)長一般要相應(yīng)短一些）.在微課程設(shè)計(jì)過程中不能因?yàn)閺?qiáng)調(diào)“微”字而將知識隨便分割，從而造成微課程內(nèi)容上的不連續(xù)和整體性的缺失.因此，在設(shè)計(jì)微課程的過程中要根據(jù)課程內(nèi)容本身的性質(zhì)、微課程的表現(xiàn)方式等諸多因素將課程內(nèi)容進(jìn)行適度分解，確保微課程為一個獨(dú)立有機(jī)的整體.（2）開放交互原則：“慕課”環(huán)境下的微課程具有課程開放性、學(xué)習(xí)者交互性等特征.“慕課”環(huán)境中的學(xué)習(xí)者不再是一個單獨(dú)個體，在“慕課”環(huán)境中除了學(xué)習(xí)微課程視頻之外，還有一種更主要的學(xué)習(xí)形式就是通過提問、解答、話題討論進(jìn)行學(xué)習(xí).因此，在設(shè)計(jì)課程時(shí)，要充分考慮多方位地引導(dǎo)學(xué)習(xí)者展開交流，高效地幫助學(xué)習(xí)者解答問題，提供多種網(wǎng)絡(luò)工具讓學(xué)習(xí)者進(jìn)行交流和共享，讓學(xué)習(xí)者在建立新連接和強(qiáng)化已有知識的基礎(chǔ)上學(xué)會學(xué)習(xí)，同時(shí)獲取交互反饋的信息，用于調(diào)適、修正微課程.（3）關(guān)注學(xué)習(xí)者原則：以學(xué)習(xí)者為關(guān)注的焦點(diǎn)是質(zhì)量管理學(xué)八項(xiàng)基本原則的首條原則.“慕課”環(huán)境中學(xué)習(xí)者高度自主，由自己自由選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容以及掌握學(xué)習(xí)進(jìn)度.因此在設(shè)計(jì)過程中要突出學(xué)習(xí)者的主體地位，應(yīng)在課程設(shè)計(jì)時(shí)充分挖掘課程可能潛在學(xué)習(xí)者的知識能力、實(shí)用需求，并運(yùn)用多種教學(xué)策略提高學(xué)習(xí)者的內(nèi)部學(xué)習(xí)動機(jī)，使學(xué)習(xí)者能夠進(jìn)行更加有效、深入的學(xué)習(xí).此外，微課程提供的資源也應(yīng)該是多元化的，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的需求進(jìn)行選擇.最后，在課程資源設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該以面向微課程視頻、學(xué)習(xí)評價(jià)和學(xué)習(xí)互動的學(xué)習(xí)支持為基礎(chǔ)進(jìn)行資源設(shè)計(jì).

2 微課程設(shè)計(jì)模式

目前，遠(yuǎn)程開放教育課程設(shè)計(jì)模式較為成熟，無質(zhì)性之別，以文獻(xiàn)［8］為例，如圖1所示.以微課程設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則為指導(dǎo)，在遠(yuǎn)程開放教育課程設(shè)計(jì)模式的基礎(chǔ)上我們不難得出圖2所示的基于“慕課”的微課程設(shè)計(jì)模式.其中圖2中黑體所示的內(nèi)容為微課程所特有.

圖1 遠(yuǎn)程開放教育課程設(shè)計(jì)模式

3 物理微課程設(shè)計(jì)

圖2 基于“慕課”的微課程設(shè)計(jì)模式

物理學(xué)家龐加萊的一席話［9］向我們揭示了物理學(xué)不僅以其概念、原理、規(guī)律和理論的知識揭示了自然界基本運(yùn)動形式的諸多真理，還以在建立這種知識體系的過程中所凝練和升華出的科學(xué)思想、方法來推動科學(xué)的持續(xù)進(jìn)步.物理學(xué)上的每一新發(fā)現(xiàn)都不同程度地留下物理學(xué)家攀登科學(xué)巔峰的足跡，為后繼者躍上新高峰提供了寶貴的教益和啟迪.這些精神層面的東西是學(xué)習(xí)者應(yīng)具有的內(nèi)在素質(zhì).由于物理學(xué)所具備的特征，決定了物理學(xué)除傳遞知識外，還承載著更深刻的內(nèi)容，物理學(xué)微課程設(shè)計(jì)必須加以體現(xiàn).筆者在教學(xué)實(shí)踐中，對熱學(xué)、計(jì)算物理學(xué)、大學(xué)物理等課程均進(jìn)行了微課程設(shè)計(jì)探索，在此，以熱學(xué)課程為例.潛在學(xué)習(xí)者為物理及相關(guān)專業(yè)的本科生及熱學(xué)相關(guān)課程的高校任課教師、中等學(xué)校的相關(guān)教師等，課程總體教學(xué)目標(biāo)為使學(xué)習(xí)者掌握熱學(xué)的宏觀理論（熱力學(xué)的基本定律）、微觀理論（熱現(xiàn)象的機(jī)理解釋）；平衡態(tài)方程與非平衡態(tài)輸運(yùn)；特別是熱學(xué)課程所體現(xiàn)出的演化物理學(xué)基本特征，所展示出的科學(xué)思想、科學(xué)方法和科學(xué)精神.教學(xué)內(nèi)容分析以整體內(nèi)容分析和分割教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，因此“慕課”環(huán)境下熱學(xué)微課程教學(xué)內(nèi)容分析應(yīng)按章、節(jié)、點(diǎn)逐層展開.以教材［10］4.3（第四章第三節(jié)）熱力學(xué)第一定律知識點(diǎn)為例進(jìn)行微課程設(shè)計(jì).首先，是“慕課”環(huán)境的選擇.鑒于Udemy課程平臺具有讓用戶既作為學(xué)習(xí)者又作為課程發(fā)布者的雙重功能及使用門檻低的特點(diǎn)，我們選擇此平臺，用于課程管理與課件制作（具有課程編輯頁面）.Udemy中的課程編輯器模塊化特色鮮明，含課程提綱、資源模塊、測驗(yàn)?zāi)K、問答模塊、筆記模塊、聊天模塊和通知模塊，其課件制作功能簡潔易行.其次，是教學(xué)視頻設(shè)計(jì).該節(jié)分為3個點(diǎn)：定律建立的背景、定律的內(nèi)容及定律的應(yīng)用，在基本單元原則的指導(dǎo)下將此分割成5個微課程：4.3.1定律建立的背景，4.3.2定律的內(nèi)容，4.3.3對理氣等溫、等壓、等容過程的應(yīng)用，4.3.4對理氣絕熱、多方過程的應(yīng)用，4.3.5對循環(huán)過程的應(yīng)用（熱機(jī)、制冷機(jī)原理）.其中4.3.1內(nèi)容設(shè)計(jì)如表1所示.再次，過程性評價(jià).基于上述微課程設(shè)計(jì)，我們設(shè)計(jì)出過程評價(jià)表如表2所示.再次，學(xué)習(xí)活動設(shè)計(jì).基于上述微課程視頻和過程性評價(jià)設(shè)計(jì)，立足于學(xué)習(xí)者視角，為記錄所體驗(yàn)到的學(xué)習(xí)活動（包含個體學(xué)習(xí)活動、人機(jī)互動活動、社會化聯(lián)通活動），設(shè)計(jì)出微課程活動表，如表3所示.最后，內(nèi)嵌學(xué)習(xí)支持設(shè)計(jì).為已經(jīng)設(shè)計(jì)完成的微課程視頻、過程性評價(jià)以及學(xué)習(xí)活動提供學(xué)習(xí)支持，應(yīng)及時(shí)將學(xué)習(xí)支持資源中的內(nèi)容傳送給學(xué)習(xí)者.其支持資源應(yīng)易于操作并被“慕課”環(huán)境所支持.對應(yīng)的微課程學(xué)習(xí)支持表如表4所示.

表1 “熱力學(xué)第一定律建立的背景”微課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)表

表3 “熱力學(xué)第一定律建立的背景”微課程活動表

表4 “熱力學(xué)第一定律建立的背景”微課程學(xué)習(xí)支持表

總之，微課程建設(shè)者在精心設(shè)計(jì)微課程硬資源（圖3中水平線以上所示的資源）的前提下，還應(yīng)重視微課程軟資源（圖3中水平線以下所示的資源）建設(shè)，它是學(xué)習(xí)者、課程建設(shè)者學(xué)習(xí)心得與教學(xué)反思，通過交互，形成正反饋機(jī)制，促進(jìn)微課程建設(shè)按PDCA（Plan、Do、Check、Action）循環(huán)健康發(fā)展.

4 結(jié)語

圖3 微課程資源構(gòu)成

在沒有充分的理論基礎(chǔ)支持如何設(shè)計(jì)微課程的今天，基于遠(yuǎn)程開放教育的設(shè)計(jì)模式，在微課程設(shè)計(jì)原則的指導(dǎo)下構(gòu)建出微課程設(shè)計(jì)模式，切實(shí)可信，其可行性也在實(shí)踐中得以檢驗(yàn).鑒于物理學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)，只要我們傾心付出、精心設(shè)計(jì)，基于“慕課”的物理類微課程必定會使眾多學(xué)習(xí)者大受裨益.

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