“实验演示型微课”的设计与应用

冯智慧 廖蔓琪

(华南师范大学 教育信息技术学院，广东 广州 510631)

“实验演示型微课”的设计与应用

冯智慧 廖蔓琪

(华南师范大学 教育信息技术学院，广东 广州 510631)

【编者按】一直以来，实验视频都是实验教学中常用的宝贵教学资源。随着微课时代的来临，这种微视频学习资源可以与实验教学进一步结合，设计出高质量的“实验演示型微课”，有助于提高课堂实验效率，加深学生对实验的理解。好的“实验演示型微课”，能够再现实验关键环节、模拟一对一实验指导、促进学生独立操作。面对如此广阔的教学应用前景，通过这篇文章，让我们一起来看看“实验演示型微课”的设计与应用技巧。

中小学实验教学中普遍存在课堂时间有限，实验资源不足，实验教学容易流于形式，甚至只关注结果而忽视实验过程和细节等问题。在这个背景下，微课以其短小精悍、聚焦知识点、可重复播放的特点尝试改善该教学困境。文章具体阐述了“实验演示型微课”的三方面认识、四大特点、五个设计步骤，并结合优秀的微课案例分析了它的设计与应用技巧。

微课；演示实验；特点；设计；应用

一、“实验演示型微课”的三方面认识

众所周知，在物理、化学、生物等学科中，实验是一种常见、基本、有效的教学方法。在中学课程改革以及新学科课程标准中，也明确列出对学生学科实验能力的要求。[1]通常，我们理解的实验教学主要是，教师重现某个实验过程，使学生观察实验现象，从而总结实验性质和掌握实验规律的互动过程。而微课，是一种“麻雀虽小，五脏俱全”的学习资源利器。微课与演示实验的有机结合，不仅丰富微课已有的教学内容，还在新的网络技术、信息技术条件下，聚焦演示实验的内容、创新实验的演示手段。所以说，我们对“实验演示型微课”有如下三个认识。

第一，它是以微视频为主要载体的可视化微型（5—8分钟）优质学习资源；[2]

第二，它是基于实验教学需求（引导、探究、操作、巩固等），由教师（或学生）根据科学原理，控制实验对象，使实验发生或再现；

第三，它是用来帮助学生认识和理解自然现象、自然性质和自然规律。

二、“实验演示型微课”的四大特点

刚才提到，“实验演示型微课”的教学目的是帮助学生认识和理解自然现象、性质、规律。所以，一个好的“实验演示型微课”应该突出四个指标：直观呈现过程，满足探究需求，以实验原理为基础，语言表达规范。

（一）好的“实验演示型微课”直观呈现过程

都说“耳听为虚，眼见为实”，相比于课本的文字描述、老师的语言表达，“实验演示型微课”的最大特点就是直观，它直接展示老师、学生的实验操作过程。实验演示重在展示实验的过程与规范操作，需要让学生看得懂，并且能模仿操作。同时，它的呈现方式是逐步展示的，常用字幕或语音来提示关键步骤和总结性内容，确保实验教学的有效性。

整体而言，“实验演示型微课”是“做得多，讲得少”。学生通过观看“实验演示型微课”，能得到直观、清晰的操作过程、技巧、现象和结果。满足直观性的实验演示型微课才是合格的“实验演示型微课”。演示的直观性更是学生思考、模仿、创新的基础。

（二）好的“实验演示型微课”满足学生探究需求

正所谓“授之以鱼，不如授之以渔”，实验的乐趣在于自己动手探究实验的过程。学生自己探究得出的结果远比靠死记硬背、老师直接告知这些物质的性质、实验的现象印象来得深刻。“实验演示型微课”区别于其他微课的特点之一就是满足实验探究需求。实验教学的最终目的是在实验过程中培养学生探究能力，教给学生科学思维和科学方法。所以，“实验演示型微课”从内容设计上，会注重实验方法、过程等的探究，让学生在思考探索过程中得到思维的锻炼。

（三）好的“实验演示型微课”以实验原理为基础

在物、化、生学科实验中，实验原理是学科实验的基础和支撑，[3]对整个实验演示起指导性作用。我们制作一个好的“实验演示型微课”作为学习资源，不可能像“盲头苍蝇，到处乱撞”一般，随心所欲操作实验并把过程录制下来就算了。所以，“实验演示型微课”大多原理性较强，借助学科的原理为指导，按照一定的方法或步骤展开。这些步骤通常都有内部的原理和逻辑。演示前必须进行精心的设计，避免拖泥带水，随意穿插。如果一个实验演示型微课没有实验原理或者科学依据支撑，就如同缺少主心骨，沦为一般的操作型教学视频而已。

（四）好的“实验演示型微课”严谨与幽默相互平衡

“实验演示型微课”都有规范的语言表述。因为每个学科的实验过程有其对应的实验现象描述语言和规范的操作动作。因此，在学科演示的过程中，措辞表达、操作步骤等都必须规范。这种特点也有利于在演示教学过程中，培养学生自主学习能力，提高演示操作素养。一板一眼的“实验演示型微课”虽然规范，但会缺少一点趣味性。都说“幽默和风趣是智慧的闪现”，在整体设计的过程中教师思考如何添加有趣的元素，让微课的规范严谨与幽默生动兼具，何乐而不为呢？[4]

三、“实验演示型微课”的五个设计步骤

通常，一个完整的微课制作过程有选题设计、撰写教案、准备教学素材和习题、制作课件、教学实施与录制、视频后期编辑、教学反思七个步骤。基于教学内容的特点，结合实验演示与技能操作的共性特点，“实验演示型微课”的设计流程主要有以下关键的五个步骤。

图1 “实验演示型微课”设计流程

教师在实际设计微课的时候，可以根据教学的实际需求，对设计流程进行适当的调整。

（一）明确主题，导入实验

微课导入的方法多种多样，如问题导入、旧知识导入等。但“条条大路通罗马”，不同的导入方法有各自的特点。需要注意的是，不管用哪种导入方法，都应该简单明了，导入时间不要过长，一般不超过整个微课时长的15%。由于“实验演示型微课”重在“实验演示”，导入则较多采用开门见山的方式，主要是介绍实验的背景，并以操作者口头表述为主。例如，小学科学微课《传热比赛——不同材料的导热性能》，老师一开始就提出：“通过前面的学习，我们已经知道热是从较热的一端，传到较冷的一端。”这样就成功导入了微课内容，进而演示如何探讨不同材料的导热性。

（二）快速明晰实验原理

微课是给学生自主观看的学习材料。如果学生连实验术语、实验的基础原理都不清楚，观看微课时肯定是一头雾水，整个微课学习也会大打折扣。所以，教师应根据学生的学习基础，将必要的实验原理做快速的回顾。教师在实验演示过程前应点明实验演示的原理、相关术语等。如果涉及复杂的内容，无法快速回顾，教师可以提出指引，如“本节实验演示型的微课涉及哪几个已学的原理，不熟悉的同学可以从学习材料中进行详细回顾”。简单而言，“实验演示型微课”越是复杂，原理知识回顾就越重要。

（三）明确实验要求

实验要求通常包括实验环境、实验仪器名称及物体、实验材料、注意事项等。教师应该在实验操作前说明实验要求。无论哪个学科，都有明确要求列出实验前的准备及注意事项等。就像常见的过滤实验，教师在实验之前就一一列出本次实验需要用到的实验仪器，并且这位教师很花心思，在枯燥的实验要求说明部分，做了趣味的设计：一边提及要使用的实验仪器，一边出现对应的图片，针对关键的实验仪器，运用俏皮的语言和动画效果进行突出。

图2 微课《过滤实验》利用图片罗列实验仪器

（四）展示实验过程

展示实验过程是整个微课的重中之重的环节，通常包含展示实验过程、操作步骤及实验现象。这个环节的设计技巧非常多：明确目的，学生为主，化繁为简，突出关键，虚实结合，缩放适宜等。作为整个微课的重点，展示实验的过程占整个微课的六七成的时间。这部分的设计思路一般是录制操作者实验演示过程，然后根据呈现需求，后期进行编辑，突出重点。同时，要注意录制时“场上无学生，心中有学生”[5]，适当的互动是不可缺少的。

（五）进行演示小结

微课的结尾应是对整个演示过程的提炼，如实验原理、实验现象、技能操作步骤、实验或操作注意事项等进行小结，切忌虎头蛇尾。如果是以问题导入，则明确给出导入问题的答案，做到首尾呼应。当然，教师也可在演示小结完毕后，对微课内容进行拓展，例如改良实验的方法、对实验原理的追问、实验结果的应用等。

四、“实验演示型微课”案例赏析

《校园托里拆利实验》是深圳市南山区桃源中学江焕华老师制作的微课，内容是校园验证初中物理托里拆利实验。本节微课的教学目标是通过校园托里拆利实验验证空气大气存在压强；通过实际数据测量验证大气压强P大气压=1.013×105Pa。江老师通过组织同学参与校园托里拆利实验，培养学生设计实验的能力以及辩证学习思维。实验流程如表1所示，案例请见：http://blog.sina.com.cn/s/ blog_1459fdfec0102x798.html。

“实验演示型微课”案例二维码

表1 “实验演示型微课”案例对应流程

五、“实验演示型微课”的六个设计贴士

“实验演示型微课”是一个展示实验过程的微课。如何成功、有效地展示实验过程，就显得尤为重要。在这里，我们提供六个设计贴士，供大家参考。

（一）明确目的，针对性更佳

实验演示的目的可以分为导入新课的演示实验，形成概念、探索规律的演示实验，巩固深化知识的演示实验。不同的目的有不同的教学需求。

第一，对于导入新课的演示实验：应该让学生发现问题、提出问题并进行科学猜想与假设。特点是生动、有趣、新奇，创设令学生“捉摸不透”的实验内容，激发学生的兴趣与求学热情。

第二，对于形成概念、探索规律的演示实验：应该让学生经历设计实验、实施实验方案、得到结论的整个探讨过程（操作错误、实验失败的考察、反思，有利于学生创新迁移），使学生在演示实验中积极发现、思考、探讨，提高科学素养。

第三，对于巩固深化知识的演示实验：需在教师的引导下，学生对已学的实验原理进行验证、迁移、改良、创造等，特点是突出实验的关键点、共同点，比较不同实验的异同、优缺点。

（二）学生为主，代入感更强

以往的实验操作视频，都是以实验员、教师为主体进行实验操作。学生观看此类视频时认为这些视频都是老师做的“完美实验”，难免距离感较强，学习积极性较低。“实验演示型微课”的教学内容多以需要学生掌握实验操作的实验为主，新课标也明确要求突出学生的主体地位。所以，设计这类微课时应该注重学生参与，以学生为主，教师为辅。教师可以让学生当“编剧”，参与到实验演示型微课的设计当中；让学生当“演员”，进行实验操作、演示、录制。这样学生的积极性自然会被充分调动。学生不仅能从做中学、教中学，还能在观看微课时看见同学的精彩作品。学生学起来自然兴趣盎然，对微课兴趣大增。

（三）化繁为简，过程更清晰

通常，如何清晰地表达实验过程是设计“实验演示型微课”的一个大难题，在这里我们谈谈几个解决办法。

第一，按点罗列操作步骤。“实验演示型微课”运用分点阐述不仅让教学者思路清晰，还能帮助学习者把握实验的节奏。

第二，使用小步子原则。演示实验的步骤要小步子呈现，逐步推进。节奏不能太快，每个步骤更不能包含过多的操作内容，超过学习者的接受负荷就等于没有分点。

第三，把握有限时间。微课的总时长为5—8分钟。在实验演示过程中，每次实验演示的时间不宜过长，复杂的实验不宜超过5分钟。为此，在设计过程中，需要将实验内容的关键和本质进行提炼，控制演示的时间。如果具体实验过程不能在短时间内完成，可以通过简化装置或后期视频处理的方法，突出实验演示的重点。在不违反科学性的前提上，进行后期编辑。

（四）突出关键，重点更明显

“实验演示型微课”的重点是实验过程的展示。如何让学生在冗长、难记的实验过程中快速记住关键内容，对核心内容留下深刻记忆呢？已有的成功经验告诉我们可以这样解决。

第一，恰当标注或加字幕。针对关键步骤可以使用标注的方式，加以提示，突出关键。灵活使用标注，注意不同颜色、不同大小的字体来表现不同内容，让学生始终被一些关键信息吸引。如在《校园托里拆利实验》中，教师就对推导出来的1标准大气压值进行了不同颜色、放大字体的方法标注，突出重点。当然，对于陌生的词语或者容易出错的地方，也应该设置提示标注，引起学生的注意，以免误解。同时，字幕的显示不能过快，留给学生阅读和记录的时间。在理科学科中，有些实验器材的操作很细微，不容易察觉，更应配合字幕以引起学习者的注意，起到强调的作用。

图9 微课《校园托里拆利实验》标注的使用

第二，正误对比。想要突出重点和难点，还能用正确案例与错误案例对比，让学生快速了解常见的不规范操作，从而避免犯同样的错误。如《过滤实验》中，过滤前漏斗的安装有一个常错点，没有将漏斗试管的末端紧靠在烧杯的内壁。教师处理的方法是，实验仪器安装到这一步的时候，提问应该是怎样才正确呢，展示正确与错误的图例，突出操作重点。

图10 微课《过滤实验》正误对比的使用

（五）虚实结合，认识更全面

这里，虚指实验图示，实指的是实际实验画面。在基础教育中，实验教学的考查基本有两种方法:一是实际操作的考查；二是测试中实验题的考查。确实，“实验演示型微课”能让学生很好观察实际的实验操作，若能对实验的图示表达有所认识，建立学生对实验过程的抽象认识，岂不是锦上添花？另外，实验图更能清晰表达实验操作的关键特征。在《过滤实验》中，教师恰当地使用了虚实结合的呈现方式，展现过滤的过程。

图11 微课《过滤实验》虚实结合的呈现方式

（六）缩放适宜，现象更清楚

“实验演示型微课”有大量实验现象、实验操作的展示镜头。微课对于实验过程中的关键步骤、关键现象变化应给予特写。其实，从视频的展现角度来看，除了镜头的放大、缩小，还有播放实验画面的快进与慢放。针对个别重复的实验操作、实验反应过程较慢的画面，教师可以通过后期编辑对该内容进行快进，从而保持微课的节奏。相反，对个别实验现象很短、很快，甚至肉眼无法快速捕捉的教学内容，也可通过高速摄像录制实验现象，再进行后期的视频处理，重新呈现给学生观看。当然，这个要求的录制技术会比较高。

六、“实验演示型微课”的应用技巧

“实验演示型微课”的应用场景有三种：教师在课中应用微课代替课堂实验；学生在实验室应用微课进行模仿实验练习；学生在课后应进行预习或复习。在这三种场景之中，有如下的注意事项。

（一）教师应用微课代替课堂的实验，应注意与课堂教学相衔接

教师在课中应用微课代替课堂实验，这是最常见的一种“实验演示型微课”应用方式。在这种场景之下，教师容易犯的错误是误以为学生看微课就能懂，而忽略微课与实际课堂的过渡、衔接，从而没有有效地使用课堂教学的时间。如何做到将“实验演示型微课”与课堂“合体”？关键是在观看微课前做好引导，让学生带着问题、带着任务去观看，观看微课后及时反馈，及时互动。确保“实验演示型微课”与学科课堂教学有机融合，而不是简单拼凑，甚至孤立地各自存在，这是应用此类微课的重要技巧之一。

（二）学生应用微课进行模仿实验练习，应鼓励学生反复看微课

学生在实验室应用微课进行模仿实验练习时，基本就实现“一对一”实验教学。微课就会成为学生“最给力的老师”。因为这位“老师”能不厌其烦地多次反复操作实验内容，讲解学生听不懂、看不懂的地方。对于一个班的学生来说，有的学生能看一遍就操作出来，有的要看两三遍，有的要看很多遍才能勉强完成。教师给以学生鼓励，鼓励他们总结失败的原因，让学生发挥主体性。[6]

（三）学生应用微课进行预习或复习，应提供相关的学习材料

学生在课后观看“实验演示型微课”其实是比较少数的，多数是用于预习或者复习。面对这类应用场景，教师主要是提供相关的学习材料供学生观看时、观看后继续学习。学习材料可以是实验原理讲义、其他教学视频、经典例题等。

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准[S].北京：人民教育出版社,2003.4.

[2]冯智慧，郑晓丹.微课新界定：从技术开发迈向有效设计——访华南师范大学胡小勇教授和佛山教育局胡铁生老师[J].数字教育，2015，(04)：56-60.

[3]江焕华.“实验探究型”微课的设计与制作——以初中物理“校园托里拆利实验”微课为例[J]. 教育信息技术,2013,（06）:34-36.

[4] 吴铁飞.浅析物理实验微课的设计与制作[J].科技视界,2013， (31)：175,273.

[5] 宋金璠,郭新峰,王生钊,罗鹏辉. 微课在大学物理实验教学中的应用[J]. 物理实验,2015，(02)：12-17.

[6] 陈珍,冯海,王卫东,侯建军,陈亮,张润峰,陈雄文. 微课在生物化学实验教学中的应用[J]. 湖北师范学院学报(自然科学版),2015，(01)：115-118.

（责任编辑 杜丹丹）

The Design and Application of "Experimental Demonstration Micro-lecture"

FENG Zhihui,LIAO Manqi
(School of Information Technology in Education,South China Normal University,Guangzhou,Guangdong,China 510631)

In the experimental teaching of primary and secondary schools,there are some problems:1.limited time in the classroom;2.insufficient experimental resources;3.the experimental teaching is easy to be a mere formality,and even only concerns with the results and ignores the experimental process and details.Under this background,we try to use micro-lectures to improve the teaching difficulties,as micro-lectures possess the following characteristics: short and pithy,focusing on knowledge points and able to playback repeatedly.This paper expounds three understandings,four characteristics and five design steps of "experimental demonstration micro-lecture",and combines excellent micro-lecture cases to analyze its design and application skills.

micro-lecture;demonstration experiment;characteristic;design;application

G434

A

2096-0069（2015）05-0064-07

2015-08-28

本文为2014年度教育部高校科技战略研究项目“信息化教学有效模式和方法研究”(项目编号2014XX06)阶段性研究成果。

冯智慧（1991— ），女，广东广州人，华南师范大学教育信息技术学院硕士研究生，研究方向为信息化教学；廖蔓琪（1991— ），女，广东河源人，华南师范大学教育信息技术学院硕士研究生，研究方向为教育电视。