短視頻技術(shù)結(jié)合在線課程在大學(xué)物理課程教學(xué)中的運(yùn)用

張金磊 趙 潤(rùn) 李 陽(yáng)

（蘇州科技大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇 蘇州 215009）

0 引言

大學(xué)物理是物理學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，需要學(xué)生建立邏輯化的物理思維。物理思維的建立不僅需要打破中學(xué)時(shí)代長(zhǎng)期形成的思維定式，還需要經(jīng)過(guò)艱苦的思考，促進(jìn)新思維的確立。而大學(xué)物理課程學(xué)習(xí)中，由于其所涉及的物理知識(shí)相對(duì)較為晦澀和抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中常常會(huì)出現(xiàn)消極情緒進(jìn)而淺嘗輒止，喪失學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力，并最終只求在期末考試拿到分?jǐn)?shù)而不求甚解。究其基本的原因主要包括：物理公式抽象難懂，物理研究的對(duì)象復(fù)雜但又充滿內(nèi)在聯(lián)系。針對(duì)這類課堂教學(xué)難題，作者結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)全新的短視頻技術(shù)，將各類物理公式的講解分解成十分鐘左右的階段性視頻，并利用最新的軟件技術(shù)形象化物理模型，讓學(xué)生在課堂之外利用日常生活中碎片化的時(shí)間，進(jìn)行階段性學(xué)習(xí)和理解物理公式的含義、推導(dǎo)和解題過(guò)程[1]。

將短視頻技術(shù)引入大學(xué)物理的教學(xué)中將促使課堂不僅發(fā)生在特定的時(shí)間，特定的教室，而是在日常生活中的任意時(shí)間和任意場(chǎng)景。這一教學(xué)理念有助于在快節(jié)奏、碎片化的信息時(shí)代，改變大學(xué)物理的教授模式和學(xué)習(xí)方式。通過(guò)短視頻教育和在線課堂相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)教師在對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室或者對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景，給出具體的物理圖像，調(diào)動(dòng)學(xué)生的想象力和注意力進(jìn)行學(xué)生。由此可以改善傳統(tǒng)大學(xué)物理教學(xué)中學(xué)生想象力不足、注意力容易分散、理解程度不足等問(wèn)題[2]。本文以本人在大學(xué)物理教學(xué)中的相關(guān)示例為依據(jù)，描述短視頻技術(shù)和在線課堂相結(jié)合的教學(xué)實(shí)踐情況和效果。

1 短視頻技術(shù)結(jié)合在線課程的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)

隨著軟件技術(shù)的進(jìn)步，利用軟件將物理定理和規(guī)律進(jìn)行圖像化已經(jīng)成為可能，也不斷地被廣大的師生接受。在線課堂可以打破空間的限制，可以在專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室對(duì)相應(yīng)的物理定理進(jìn)行實(shí)物模型演示，并輔以理論講解，從多個(gè)角度促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。而對(duì)于無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)室演示的物理定律和知識(shí)，利用圖形軟件將物理定理和知識(shí)進(jìn)行圖形化、模型化，促進(jìn)學(xué)生的理解和學(xué)習(xí)。并通過(guò)短視頻的形式，將各個(gè)階段的知識(shí)點(diǎn)分解成多個(gè)獨(dú)立的模塊，讓學(xué)生可以隨時(shí)利用業(yè)余的碎片化時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)。下面將對(duì)教學(xué)實(shí)踐中的具體過(guò)程進(jìn)行分析和討論。

1.1 課前準(zhǔn)備

將短視頻技術(shù)和在線課堂結(jié)合在一起的教學(xué)實(shí)踐中，課前準(zhǔn)備是非常重要的一環(huán)。課堂和實(shí)驗(yàn)室是大學(xué)物理教學(xué)的主要陣地。任課教師不僅需要精心將物理定律進(jìn)行分解，并尋找相應(yīng)的對(duì)照實(shí)驗(yàn)和日常生活中的現(xiàn)象。隨后在實(shí)驗(yàn)中或者是在現(xiàn)象發(fā)生進(jìn)行時(shí)開始講解，并進(jìn)行延伸，提出問(wèn)題和解決穩(wěn)定。最后將錄制的視頻、演講稿、相關(guān)問(wèn)題統(tǒng)一制備好課件。具體過(guò)程如下：首先，將大學(xué)物理教學(xué)分為如下9個(gè)部分：“運(yùn)動(dòng)學(xué)”“牛頓力學(xué)”“動(dòng)量守恒”“能量守恒”“角動(dòng)量守恒”“簡(jiǎn)諧振動(dòng)”“機(jī)械波”“理想氣體動(dòng)力學(xué)”“熱力學(xué)”“電磁學(xué)”；其次，將每一個(gè)部分的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行細(xì)分，并尋找每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn)或者日常生活中的現(xiàn)象，兩相對(duì)比進(jìn)行講解，每一段講解時(shí)間控制在六分鐘之內(nèi)；最后將講解錄制成短視頻，并通過(guò)圖形化軟件進(jìn)行抽象化處理，制作成課件，從而可以和在線課程結(jié)合完成教學(xué)方案的和課件的制定[3]。

1.2 課堂上討論式學(xué)習(xí)

通過(guò)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室和圖形軟件制作出的短視頻，教師可以形象而具有邏輯地講授相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)。不但能夠彌補(bǔ)教師解析物理公式時(shí)抽象有余而形象不足的缺點(diǎn)，同時(shí)可以保證學(xué)生的注意力集中和學(xué)習(xí)興趣。物理公式是立足于其背后深刻的物理圖像，教師能夠完整地揭示和逐步地解釋這些物理圖像，會(huì)使物理公式變多更加多元化，便于學(xué)生的理解和學(xué)習(xí)。

將制作的短視頻與學(xué)生分享并討論。利用短視頻可以提升學(xué)生的興趣，教師應(yīng)當(dāng)抓住興趣這一點(diǎn)，與學(xué)生充分地討論這些表面的現(xiàn)象與物理規(guī)律本身的內(nèi)在聯(lián)系，并舉一反三，推導(dǎo)出各種不同限制條件下的物理現(xiàn)象。好的教學(xué)不僅是需要教師教得好，還需要學(xué)生學(xué)得好。在討論中不斷了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并及時(shí)更改教學(xué)方法和修訂教學(xué)課件。

將學(xué)生分成數(shù)個(gè)討論小組，從學(xué)生自身的視角看待短視頻和課堂所表達(dá)的物理知識(shí)，在推動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的同時(shí)，也充分提升教師的教學(xué)水平。每個(gè)討論組分別負(fù)責(zé)討論一段短視頻，在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的同時(shí)，需要進(jìn)一步地對(duì)短視頻進(jìn)行修改。借此，教師可以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，從而可以最后根據(jù)學(xué)生的反映情況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方案，并進(jìn)行針對(duì)性教學(xué)。

1.3 物理實(shí)驗(yàn)和日常生活中物理現(xiàn)象

以日常生活中的物理現(xiàn)象為課堂教學(xué)的引子，引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。以物理實(shí)驗(yàn)為第二課堂的鞏固課程教育的效果。以相關(guān)討論組的學(xué)生為基礎(chǔ)，帶領(lǐng)這些學(xué)生完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，并拍攝出短視頻，最后再用相關(guān)的圖形軟件，進(jìn)行抽象和推理得到最終的結(jié)論。以學(xué)習(xí)曲線運(yùn)動(dòng)為例，帶領(lǐng)和拍攝學(xué)生在學(xué)校半圓式涵洞以騎行方式通過(guò)，感受向心力的存在，并嘗試計(jì)算其大小。隨后帶領(lǐng)兩組學(xué)生在平直的道路上和彎曲的涵洞上進(jìn)行騎行，嘗試感受在相同條件下，通過(guò)涵洞到達(dá)對(duì)面時(shí)間比通過(guò)平直路面到達(dá)對(duì)面的用時(shí)更少。大量對(duì)比實(shí)驗(yàn)確認(rèn)這個(gè)事實(shí)后，利用圖形軟件進(jìn)行抽象和模擬。通過(guò)大家的切身體會(huì)學(xué)習(xí)圓周運(yùn)動(dòng)一章，且進(jìn)一步拓展了解最速降線。通過(guò)所學(xué)的物理知識(shí)了解世界、解釋世界，從而樹立正確的世界觀和人生觀。

從課堂氛圍和實(shí)際的學(xué)習(xí)效果反饋，學(xué)生態(tài)度積極、熱情洋溢，都很喜歡這樣的上課模式。有很多學(xué)生不但完成了課程需要傳授的知識(shí)點(diǎn)，還嘗試自己制作短視頻錄取身邊的物理現(xiàn)象，并嘗試解釋這些現(xiàn)象。還有很多學(xué)生自發(fā)地進(jìn)行知識(shí)拓展，試著解決更多復(fù)雜的物理問(wèn)題，并自主查找相應(yīng)的答案，學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)。接著，將各位同學(xué)遇到的問(wèn)題匯總，并讓各個(gè)小組在課堂上進(jìn)行共同討論。最后將學(xué)生遇到的問(wèn)題用課堂知識(shí)最終解釋。這一教學(xué)方案中，以解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為主，并引出物理知識(shí)，最后解決物理問(wèn)題，在引導(dǎo)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，重點(diǎn)突出以研究為主的物理教學(xué)。

1.4 課后復(fù)習(xí)和測(cè)評(píng)

在課后，將短視頻分發(fā)給每一個(gè)小組，讓每一位學(xué)生在課后進(jìn)行復(fù)習(xí)。讓學(xué)生在課后利用碎片化的時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)和修改。這種利用碎片化時(shí)間的學(xué)習(xí)方式將有助于改善學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、減少枯燥性、提升學(xué)生的興趣。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)緊跟學(xué)生課后的學(xué)習(xí)反饋，敦促學(xué)生學(xué)習(xí)和及時(shí)解決學(xué)生遇到的問(wèn)題。作者根據(jù)短視頻制定的教學(xué)方案和傳統(tǒng)的授課方案在兩個(gè)班級(jí)的教學(xué)中進(jìn)行對(duì)比。在課后練習(xí)和期末考試后，對(duì)比兩個(gè)班級(jí)的學(xué)習(xí)成績(jī)。發(fā)現(xiàn)采用短視頻結(jié)合在線課程的班級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性較高，學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握更加全面、思維也更加靈活，對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)更加全面，期末考試成績(jī)也相對(duì)較高。顯然，采取短視頻技術(shù)結(jié)合在線課程教育在大學(xué)物理的教學(xué)中可以明顯地提升學(xué)習(xí)氛圍和提高學(xué)生成績(jī)。

2 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合技術(shù)的進(jìn)步，不斷地創(chuàng)新教育方式方法。短視頻和圖像技術(shù)結(jié)合在線課程教育的方式不但能夠提升學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的積極性，還能促使學(xué)生與教師之間的討論，促進(jìn)教學(xué)相長(zhǎng)。在實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生成績(jī)有了明顯的提高，老師的教學(xué)水平也更加先進(jìn)。這些說(shuō)明創(chuàng)新的教學(xué)理念、恰當(dāng)可行的實(shí)驗(yàn)方案對(duì)大學(xué)物理的教學(xué)有著極大益處。