初中物理拓展性实验微课的创作研究
邵邦武
摘 要： 开展拓展性实验是一种培养学生创新能力的有效手段，然而在物理实验教学中受诸多因素制约，几乎很少人愿意花课时进行实验拓展.因此，探究一种有效途径来促进开展拓展性实验是一件很有现实意义的事.笔者从微课中得到启发，将“拓展性实验”和“微课”相融合，从微课的潜在优势出发，进行拓展性实验微课的创作研究，解决了限制开展拓展性实验的难题，开创了一条开展拓展性实验教学的新思路.
关键词： 实验微课;潜在优势;设计原则;创作内容;应用价值
在物理教学中，开展实验教学不仅仅是让学生观察现象得出规律，更重要的是培养学生的探究能力，发展科学素养.尤其是拓展性实验，不仅能进一步帮助学生完善知识结构，更能培养学生的创新精神.然而，在当前的初中物理教学中，受诸多因素制约，拓展性实验的开展少之又少.研究采用有效方法克服不利因素，推广开展拓展性实验是一项具有现实意义的工作.
1 制约拓展性实验开展的因素
从事物理教学的教师都明白物理课程是一门以实验为基础的学科，在教学方式上要注重科学探究，让学生经历科学探究过程，培养创新精神和实践能力.然而在实际落实时却遇到很多困难：首先，城乡实验条件发展不平衡，应试教育与素质教育观念冲突，教师个人新意识不高、动手能力不强等因素，造成相当一部分教师仍然存在重理论轻实验的思想，教学上普遍采用讲授法，不做或少做实验;其次，也有一部分教师十分重视实验，但是受课时制约，便没有真正落实探究实验，而采用验证性实验，或者只是形式上按部就班地走完探究的各个环节，实际上没有给学生留出足够的实验时间和拓展发展的空间;再则，开展拓展性实验往往会涉及到实验器材的创新，这种创新和制作并非每位教师都乐意或有能力去创作，所以开展实验教学也只停留在现有器材的层面上，会进行拓展性实验的教师少之又少.这势必造成优秀学生的探究欲望得不到满足，也错失了训练学生创新能力的良好时机，扼杀了学生的创新能力，对创新人才的培养相当不利.如何改变这种现状，利用微课可以解决这种矛盾，可以让学生通过自主学习，提升探究能力.
2 拓展性实验微课的潜在优势
随着互联网技术的广泛应用，尤其是可汗学院的教育模式在全球迅速走红后，“微课”这个新宠儿在教育领域应运而生.“微课”，就是微型视频课程，又名微课程，是以短小的教学视频为主要载体，针对某个学科知识点（如重点、难点、疑点、考点等）或教学环节（如学习活动、主题、实验、任务等）而设计开发的一种情景化、支持多种学习方式的新型网络课程资源[1].将拓展性实验制作成微课，作为一种辅助教学的方式引入到物理实验教学中，能够解决诸多限制拓展实验开展的难题，开创一条实验教学新思路.
2.1 微课是基于网络开发的课程资源
随着现代把流媒改成微课社会移动网络的覆盖和移动终端的普及，这种以微课形式展示的碎片化的教学资源，为学生提供个性化学习方式，不受时间和空间限制，非常有利于学生移动学习，很好地解决因课时不足怕影响教学进度而不敢开展拓展实验的问题.
2.2 微课以短小的教学视频为主要载体
针对某一知识点或问题进行讲解，重点突出，针对性强.而拓展性实验是以原有的实验为基础，针对某一方面（实验条件、实验对象、实验目的）或存在问题进行拓展，这样的内容与微课的取材不谋而合，用微课的形式引导学生进拓展性实验探究学习不失为一好方式.
2.3 拓展性实验微课的特点
拓展性实验微课内容新颖，短小精悍，时间短，能够吸引学生聚焦学习，有效克服因注意力不容易持久，学习效率低下的问题.
（4）个人或团队制作的优秀实验微课可以通过网络实现共享，很好地解决了因实验仪器短缺和教师个人创新能力欠缺导致无法开展拓展性实验的难题.
3 拓展性实验微课的设计原则
微课内容设计都有很强的针对性，体现短、精、简的特点.拓展性实验微课内容设计上除了满足一般微课特点外，还要体现学科本位特征，突出拓展实验的创新性.拓展性物理实验是从学生的认知结构出发，以原有的实验理论作为切入点，对原有实验从实验条件、实验对象、实验目的要求等方面进行拓展，提出新的实验课题，新课题包括新的实验理论和实验设计思想[2].因此制作这类实验微课时，不能简单地把原实验的过程录制成一个片断.它应该从进一步发展学生探究能力的需求出发，在原有实验基础上进一步拓展或创新，能够给学生更多的收获和启发.比如在探究“电磁感应现象”实验时，大多数教师都局限于探究感应电流产生的条件以及感应电流方向与什么因素有关.而对于感应电流大小与什么因素有关，则探究得比较少，针对这一情况，把实验进一步拓展，将磁场强弱、导体运动快慢、导体粗细等这些因素的探究录制成微课，对学习者来说就很有意义，即拓展思维、增进理解，又完善了知识体系.所以在进行拓展实验微课制作时，内容呈现上不能只是将教材原有实验进行简单再现，而更多的是要能对实验的某些方面进行拓展和创新，创设了一种新的研究性学习情境，以新思维、新视角引导学习者进行新的实验设计和研究.
4 拓展性实验微课的内容来源
创制拓展性物理实验微课可以从两个方面进行内容设计.一方面是以原物理实验为探索起点，从实验原理、实验目的、实验条件等方面对初中物理的重要实验进行拓展设计，创设了一种新的研究性学习情境，学生需要运用科学研究方法进行新的实验设计和研究，并从中发现新规律，解决新问题.比如，进行“伏安法测电阻”实验时，除了利用常规方法——同时提供电压表和电流表，让学生进行测量外，还可以从实验条件上进行拓展，即只提供一个电表，又该如何进行测量？对于这样的拓展实验因受课时制约，很少能让学生真正动手探究，所以一般都是进行理论设计和分析.如果将这种拓展实验制作成微课让学生自主学习，不仅是对理论设计的最好验证，让学生真正理解信服，更能够让学生在多种探究方案（有十多种方案）中感受探究方法的奇妙，激发学生的探索欲望.另一方面是从教学难点或学生感到困惑的知识点出发，创设一个实验情境，运用创新的实验进行拓展说明，帮助学生扫清学习障碍.例如：在探究物体浮沉条件应用时，教材中只局限于探究潜水艇的浮沉原理，对于鱼的浮沉则没有作要求，而学生又常认为两者的原理相同，其实两者有本质的区别，如何让学生真正理解这个疑难点呢？可以通过自制实验器材，分别对潜水艇和鱼的浮沉原理进行拓展探究，并制作成微课，使学习者在观賞生动又有趣的实验中真正理解会两者原理的不同.
5 拓展性實验微课的创作流程
制作拓展性实验微课与制作一般的微课的流程基本相同，一般是采用录频软件（Camtasia Studio）+PPT，具体创作流程如下：①先选好需要拓展的实验内容，精心构思教学思路.②根据实验教学目标，编写言简意赅的脚本（包括引出课题、探究活动、分析归纳、得出结论等在脚本中都要完整体现，这样可以在录制时更顺利）.③根据脚本上网搜索所需的高清图片、视频和背景音乐等.④制作好创新的实验器材，并将实验探究的过程录制完成，这是拓展实验微课的重点，该视频不仅要能吸人眼球、给人启发，还要渗透新思维和新方法，体现创新性.⑤根据搜集好的资料，开始制作精美的ppt文稿，将整个拓展实验的探究流程分步呈现（值得注意的是：之前录制好的实验视频可以不要插入PPt演示文稿中，可在后期制作时导入到录频软件中进行灵活编辑）;⑥选择一款录屏软件开始录制，建议用Camtasia Studio ，它是一款专业的录屏软件，而且自带有强大的编辑功能，所有后期制作都可以用该软件进行编辑.另外，在录屏时如果不能一次流畅完成，可以进行多次停顿，只需从讲错、操作有误或有瑕疵的地方进行重新录制，不必每次从头开始，因为Camtasia Studio 软件有很强的剪辑功能，在后期制作时可以将讲错或有瑕疵的片断（包含某个字词的音频）剪掉，能够实现无痕对接，完美结合.⑦将录制PPT完成的文件和之前录好的实验视频以及背景音乐等都导入到Camtasia Studio素材库中，并将相关内容移动到轨道上进行编辑（详细操作请参考Camtasia Studio软件使用说明），时长尽量控制在8分钟以内，时间太长，观看者的注意力不易集中，微课也失去短、精、简的意义.最后导出为MP4格式就大功告成了.
5 拓展性实验微课的应用价值
通过研究和实际应用，拓展性实验微课的价值得到了验证，其价值主要体现在以下两个方面：
5.1 学术价值
拓展性实验微课的设计以皮亚杰、皮鲁纳等人的认知——发展学说为依据，在学生原有认知基础上，挖掘符合学生“最近发展区”的问题引导让学生去探究解决，当学生成功解决一个问题后，又在学生“最近发展区”内拓展出新的情景和问题，使学生不断去顺应，不断地达到新的平衡.这种采用反复渐进循环的探究即降低实验难度，提高成功率，又能充分发挥学生的探究天性，是培养学生创新思维的重要途径，对于丰富物理实验教学理论和提升学生的科学素养，培养创新人才，均具有重要的意义.
5.2 应用价值
经过优化设计之后，拓展性实验微课，缩短了课程的长度，让知识点更明确，内容更凝练，不拖沓不含混，更易于学生理解和接受[3].再则，它是专门为学生量身定制的，突显“因材施教”特点，更受学生的喜爱.而且它改变了传统的学习方式，利用移动终端能让学习者随时随地，自由掌控学习节奏，真正成为学习的主人.无论是从满足学生多元化学习的需要，还是达成资源共享，供同行借鉴学习，拓展性实验微课都有着广阔的应用前景.
总之，将“拓展性实验”和“微课”相结合，进行拓展性实验微课的设计和制作，能把两者优势充分发挥，即满足学生的个性化学习需求，又是传统课堂学习的一种重要补充和资源拓展.研究制作一个系列的初中物理拓展性实验精品微课，不仅开创了一条实验教学新思路，而且能触动更多的一线教师重视实验教学、关注实验的拓展，更好的培养学生的创新思维和动手能力.
参考文献：
[1]]刘力.研究性学习通论[M]. 北京：高等教育出版社，2004.
[2]胡铁生. 微课的内涵理解与教学设计方法[J]. 广东教育（综合版），2014，（4）：33-35.
[3]郑文文.微课的应用价值[J]. 课程教育研究，2015，（3）：249.
摘 要： 开展拓展性实验是一种培养学生创新能力的有效手段，然而在物理实验教学中受诸多因素制约，几乎很少人愿意花课时进行实验拓展.因此，探究一种有效途径来促进开展拓展性实验是一件很有现实意义的事.笔者从微课中得到启发，将“拓展性实验”和“微课”相融合，从微课的潜在优势出发，进行拓展性实验微课的创作研究，解决了限制开展拓展性实验的难题，开创了一条开展拓展性实验教学的新思路.
关键词： 实验微课;潜在优势;设计原则;创作内容;应用价值
在物理教学中，开展实验教学不仅仅是让学生观察现象得出规律，更重要的是培养学生的探究能力，发展科学素养.尤其是拓展性实验，不仅能进一步帮助学生完善知识结构，更能培养学生的创新精神.然而，在当前的初中物理教学中，受诸多因素制约，拓展性实验的开展少之又少.研究采用有效方法克服不利因素，推广开展拓展性实验是一项具有现实意义的工作.
1 制约拓展性实验开展的因素
从事物理教学的教师都明白物理课程是一门以实验为基础的学科，在教学方式上要注重科学探究，让学生经历科学探究过程，培养创新精神和实践能力.然而在实际落实时却遇到很多困难：首先，城乡实验条件发展不平衡，应试教育与素质教育观念冲突，教师个人新意识不高、动手能力不强等因素，造成相当一部分教师仍然存在重理论轻实验的思想，教学上普遍采用讲授法，不做或少做实验;其次，也有一部分教师十分重视实验，但是受课时制约，便没有真正落实探究实验，而采用验证性实验，或者只是形式上按部就班地走完探究的各个环节，实际上没有给学生留出足够的实验时间和拓展发展的空间;再则，开展拓展性实验往往会涉及到实验器材的创新，这种创新和制作并非每位教师都乐意或有能力去创作，所以开展实验教学也只停留在现有器材的层面上，会进行拓展性实验的教师少之又少.这势必造成优秀学生的探究欲望得不到满足，也错失了训练学生创新能力的良好时机，扼杀了学生的创新能力，对创新人才的培养相当不利.如何改变这种现状，利用微课可以解决这种矛盾，可以让学生通过自主学习，提升探究能力.
2 拓展性实验微课的潜在优势
随着互联网技术的广泛应用，尤其是可汗学院的教育模式在全球迅速走红后，“微课”这个新宠儿在教育领域应运而生.“微课”，就是微型视频课程，又名微课程，是以短小的教学视频为主要载体，针对某个学科知识点（如重点、难点、疑点、考点等）或教学环节（如学习活动、主题、实验、任务等）而设计开发的一种情景化、支持多种学习方式的新型网络课程资源[1].将拓展性实验制作成微课，作为一种辅助教学的方式引入到物理实验教学中，能够解决诸多限制拓展实验开展的难题，开创一条实验教学新思路.
2.1 微课是基于网络开发的课程资源
随着现代把流媒改成微课社会移动网络的覆盖和移动终端的普及，这种以微课形式展示的碎片化的教学资源，为学生提供个性化学习方式，不受时间和空间限制，非常有利于学生移动学习，很好地解决因课时不足怕影响教学进度而不敢开展拓展实验的问题.
2.2 微课以短小的教学视频为主要载体
针对某一知识点或问题进行讲解，重点突出，针对性强.而拓展性实验是以原有的实验为基础，针对某一方面（实验条件、实验对象、实验目的）或存在问题进行拓展，这样的内容与微课的取材不谋而合，用微课的形式引导学生进拓展性实验探究学习不失为一好方式.
2.3 拓展性实验微课的特点
拓展性实验微课内容新颖，短小精悍，时间短，能够吸引学生聚焦学习，有效克服因注意力不容易持久，学习效率低下的问题.
（4）个人或团队制作的优秀实验微课可以通过网络实现共享，很好地解决了因实验仪器短缺和教师个人创新能力欠缺导致无法开展拓展性实验的难题.
3 拓展性实验微课的设计原则
微课内容设计都有很强的针对性，体现短、精、简的特点.拓展性实验微课内容设计上除了满足一般微课特点外，还要体现学科本位特征，突出拓展实验的创新性.拓展性物理实验是从学生的认知结构出发，以原有的实验理论作为切入点，对原有实验从实验条件、实验对象、实验目的要求等方面进行拓展，提出新的实验课题，新课题包括新的实验理论和实验设计思想[2].因此制作这类实验微课时，不能简单地把原实验的过程录制成一个片断.它应该从进一步发展学生探究能力的需求出发，在原有实验基础上进一步拓展或创新，能够给学生更多的收获和启发.比如在探究“电磁感应现象”实验时，大多数教师都局限于探究感应电流产生的条件以及感应电流方向与什么因素有关.而对于感应电流大小与什么因素有关，则探究得比较少，针对这一情况，把实验进一步拓展，将磁场强弱、导体运动快慢、导体粗细等这些因素的探究录制成微课，对学习者来说就很有意义，即拓展思维、增进理解，又完善了知识体系.所以在进行拓展实验微课制作时，内容呈现上不能只是将教材原有实验进行简单再现，而更多的是要能对实验的某些方面进行拓展和创新，创设了一种新的研究性学习情境，以新思维、新视角引导学习者进行新的实验设计和研究.
4 拓展性实验微课的内容来源
创制拓展性物理实验微课可以从两个方面进行内容设计.一方面是以原物理实验为探索起点，从实验原理、实验目的、实验条件等方面对初中物理的重要实验进行拓展设计，创设了一种新的研究性学习情境，学生需要运用科学研究方法进行新的实验设计和研究，并从中发现新规律，解决新问题.比如，进行“伏安法测电阻”实验时，除了利用常规方法——同时提供电压表和电流表，让学生进行测量外，还可以从实验条件上进行拓展，即只提供一个电表，又该如何进行测量？对于这样的拓展实验因受课时制约，很少能让学生真正动手探究，所以一般都是进行理论设计和分析.如果将这种拓展实验制作成微课让学生自主学习，不仅是对理论设计的最好验证，让学生真正理解信服，更能够让学生在多种探究方案（有十多种方案）中感受探究方法的奇妙，激发学生的探索欲望.另一方面是从教学难点或学生感到困惑的知识点出发，创设一个实验情境，运用创新的实验进行拓展说明，帮助学生扫清学习障碍.例如：在探究物体浮沉条件应用时，教材中只局限于探究潜水艇的浮沉原理，对于鱼的浮沉则没有作要求，而学生又常认为两者的原理相同，其实两者有本质的区别，如何让学生真正理解这个疑难点呢？可以通过自制实验器材，分别对潜水艇和鱼的浮沉原理进行拓展探究，并制作成微课，使学习者在观賞生动又有趣的实验中真正理解会两者原理的不同.
5 拓展性實验微课的创作流程
制作拓展性实验微课与制作一般的微课的流程基本相同，一般是采用录频软件（Camtasia Studio）+PPT，具体创作流程如下：①先选好需要拓展的实验内容，精心构思教学思路.②根据实验教学目标，编写言简意赅的脚本（包括引出课题、探究活动、分析归纳、得出结论等在脚本中都要完整体现，这样可以在录制时更顺利）.③根据脚本上网搜索所需的高清图片、视频和背景音乐等.④制作好创新的实验器材，并将实验探究的过程录制完成，这是拓展实验微课的重点，该视频不仅要能吸人眼球、给人启发，还要渗透新思维和新方法，体现创新性.⑤根据搜集好的资料，开始制作精美的ppt文稿，将整个拓展实验的探究流程分步呈现（值得注意的是：之前录制好的实验视频可以不要插入PPt演示文稿中，可在后期制作时导入到录频软件中进行灵活编辑）;⑥选择一款录屏软件开始录制，建议用Camtasia Studio ，它是一款专业的录屏软件，而且自带有强大的编辑功能，所有后期制作都可以用该软件进行编辑.另外，在录屏时如果不能一次流畅完成，可以进行多次停顿，只需从讲错、操作有误或有瑕疵的地方进行重新录制，不必每次从头开始，因为Camtasia Studio 软件有很强的剪辑功能，在后期制作时可以将讲错或有瑕疵的片断（包含某个字词的音频）剪掉，能够实现无痕对接，完美结合.⑦将录制PPT完成的文件和之前录好的实验视频以及背景音乐等都导入到Camtasia Studio素材库中，并将相关内容移动到轨道上进行编辑（详细操作请参考Camtasia Studio软件使用说明），时长尽量控制在8分钟以内，时间太长，观看者的注意力不易集中，微课也失去短、精、简的意义.最后导出为MP4格式就大功告成了.
5 拓展性实验微课的应用价值
通过研究和实际应用，拓展性实验微课的价值得到了验证，其价值主要体现在以下两个方面：
5.1 学术价值
拓展性实验微课的设计以皮亚杰、皮鲁纳等人的认知——发展学说为依据，在学生原有认知基础上，挖掘符合学生“最近发展区”的问题引导让学生去探究解决，当学生成功解决一个问题后，又在学生“最近发展区”内拓展出新的情景和问题，使学生不断去顺应，不断地达到新的平衡.这种采用反复渐进循环的探究即降低实验难度，提高成功率，又能充分发挥学生的探究天性，是培养学生创新思维的重要途径，对于丰富物理实验教学理论和提升学生的科学素养，培养创新人才，均具有重要的意义.
5.2 应用价值
经过优化设计之后，拓展性实验微课，缩短了课程的长度，让知识点更明确，内容更凝练，不拖沓不含混，更易于学生理解和接受[3].再则，它是专门为学生量身定制的，突显“因材施教”特点，更受学生的喜爱.而且它改变了传统的学习方式，利用移动终端能让学习者随时随地，自由掌控学习节奏，真正成为学习的主人.无论是从满足学生多元化学习的需要，还是达成资源共享，供同行借鉴学习，拓展性实验微课都有着广阔的应用前景.
总之，将“拓展性实验”和“微课”相结合，进行拓展性实验微课的设计和制作，能把两者优势充分发挥，即满足学生的个性化学习需求，又是传统课堂学习的一种重要补充和资源拓展.研究制作一个系列的初中物理拓展性实验精品微课，不仅开创了一条实验教学新思路，而且能触动更多的一线教师重视实验教学、关注实验的拓展，更好的培养学生的创新思维和动手能力.
参考文献：
[1]]刘力.研究性学习通论[M]. 北京：高等教育出版社，2004.
[2]胡铁生. 微课的内涵理解与教学设计方法[J]. 广东教育（综合版），2014，（4）：33-35.
[3]郑文文.微课的应用价值[J]. 课程教育研究，2015，（3）：249.
