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基于学习元微课开发模式的微课设计与案例分析

百纳文秘网  发布于:2021-10-14 08:18:14  分类: 农业农村 手机版

摘要:文章分析了微课认识的误区,指出微课的本质是“课”,并从“课”的角度提出,微课是在微型资源的基础上附加教学服务的小型化课程。在此基础上,借助学习元概念,文章阐述了学习元理论指导下的微课开发模式,并以高中物理库仑定律为案例进行设计并分析。分析结果表明,在学习元理论指导下的微课开发更易使学生理解困难的知识点。

关键词:微课;学习元;课程设计;库仑定律

一、 微课是一门课

从不同学者对微课的界定可以看出,目前大多数学者认为微课是针对单个知识点、短小精悍、以视频为主要形式、为教学和学习提供支持的学习资源。这种认识,仅仅强调微课的“微”而忽略了微课的“课”的实质。微课本身应该先是“课”,因此微课不单纯是学习资源,它具有完整的教学结构,包括微型资源、学习活动及其安排、学习效果评价,同时微课还应有一定的教育服务功能,包括通过学习资源承载的教学服务帮助学习者解决问题,并针对学习过程提供支持服务等。在特征上,微课具有学习目标小而精确、内容组块少、学习时间短等等的微型特点,这使微课的开发与普通课程开发有所不同。我们结合微课的结构,在学习元理论的指导下开发微课。

二、 基于学习元理论微课的开发模式

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。换而言之,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、逻辑关联才是我们真正需要学生理解的部分。微课的特点恰好非常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来专门地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。

一门标准微课包含学习目标、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。结合学习元理论,我们不难发现,元数据就是知识点本身,而知识本体实际上是知识点之间的串接与联系关系。基于学习元的微课开发就是在标准的微课开发基础上加入和突出课程分析、聚合模型(知识本体间的联系)两个环节。系统性强、逻辑完整与连续好是学习元理论微课开发的优点。

课程分析:类似于说课中的学情分析、教材分析,主要包括对本段课程的难度、结构的分析和可能学习此课程的学生的已掌握程度、学习需求和可用资源的分析。在此基础我们需要确定微课的教学目标。聚合模型:微课设计首先要对所包含的本体知识进行划分。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個知识点,以适合短时间、短流程的片段化学习;另一方面,为了适应学习者可能的间断状态(无法长时间保持注意力集中),学习资源体量要小,同时要保证知识逻辑关系的完整性。设计开发:对微课有了详细分析和明确定位后,需要对每一节的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、元数据(知识点)标记、逻辑关系展现等。每一节之间要有联系。应用、评价与修改:将微课投入实际教学,获取学习者的评价与反馈,根据反馈的信息,对微课进行必要的调整。

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,其重要性可见一斑。因此我选择本节设计案例。

1. 案例设计(微课视频设计)

库仑定律为何是这种表现形式?

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。

首先,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的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。相信大家经历过课堂的各种演示实验或者动画已经能够接受这一点。

其次,关于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?我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)。通过调节天平左端的游码(如图3),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(八个单位减小为四个单位),游码的读数将变为原来的4倍(两个单位增长为八个单位),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∝q1q2。

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。这一方面的理解我们下一讲再聊。

2. 案例分析

基于学习元的微课开发模式,首先是课程分析。

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)库仑定律本身。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”,我选择知识点(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,因此必须要讲清楚公式的由来,因此我设计了案例1。案例1是最重要的实验。因为库仑定律本身想要通过公式推导得出必定的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。

其次是微课的设计与开发。

第[1]段的应用是为了展现一个亲切平等的姿态,让学生觉得有一种对等的,互动的学习气氛。而不是再次上一堂重复的新课。[2]可以采用现场手写,或者投影的方法,目的是一步切中要害,直接以库仑定律的描述为中心展开叙述。微课时间非常短不容浪费,所以这句话既是回顾也是加强记忆。[3]是关键的一步,假定学生并没有掌握库仑定律的內容以及表达形式,那么他们必然在心中存疑。我们恰好创造一个课堂上没有的认知冲突,即:库仑定律也是不完美的或者说错误的,这样做一方面迎合了学生怀疑权威的青春心理,另一方面也让他们知道,我们学习是一个永恒进步的过程。说白了,高中阶段的物理知识都是理想化的,也就是不完备的,有瑕疵的。我们必须从这里起步,掌握了最原始的,才能更进一步。[4]和[5]是关于库仑定律内容的一种实验证明。[6]是典型的语意关联策略,也就知识点的串接。这样可以让我们的微课不至于零散化,而是步步切中要害,想学生之所想,急学生之所急,从而成为一个短时间内解决学生最大疑惑的教辅系列。

最后是包装、应用与评价。

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。我设想该系列包括: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,写下自己对于这段视频的感受作为反馈。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,急学生之所急,短时间内解决学生最大疑惑的教辅系列”目的。

参考文献:

[1]符爱琴,马宏佳.微课程教学的设计与应用:以初中化学为例[J].化学教育,2014,11.

[2]余胜泉,陈敏.基于学习元平台的微课设计[J].开放教学研究,2014,2.

[3]胡铁生.什么样的微课受欢迎——MOOC学习数据分析的启示[J],中国远程教育·资讯,2014.

[4]刘东升.微课来袭,教师如何应对.中学数学教学参考[J],2014,8(中旬).

[5]金陵.翻转课堂与微课程教学法[M],北京师范大学出版社,2015.4.1.

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