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摘要：自主学习对大学物理课程学习具有重要意义。因元认知与自主学习密切相关，故以发展元认知作为微课设计的指导思想，建设三个版块的微课:“知识准备”、“典型问题”、“重难点分析”。大学物理是理工类专业重要的基础课程，通过物理学习能让学生掌握各类物质基本性质与组成结构，物质之间的相互作用与运动规律，为后续专业课程学习奠定物理基础。让学生在研究不同物理学问题中掌握更多新思路与新方法，在获取更多理论知识的同时，能强化定性分析、定量估量计算能力，学生思维能力与科学素质能有效强化。
关键词：大学物理；自主学习；微课；元认知
本文引用格式：钟水蓉,唐斌,周云旭,等.基于大学物理课程以发展学生的自主学习为目的的微课建设[J].教育现代化,2019,6(15):100-102.
近些年我国现代化信息技术发展较快，诸多地方高校各项办学条件在不断优化，大学生学习方式也产生了较大变化。从相关研究调查活动中能看出，当前只要大多数学生更愿意应用电脑与手机等移动终端获取更多的学习资源。所以当前教师在教学过程中要合理应用信息技术创设新型学习环境，结合教学内容与学生学习发展现状补充相应的网络教学资源，对课外学习活动进行有效补充。微课是基于建构主义思想基础上，为满足混合教学、在线学习、远程学习、移动学习基本要求，整合不同教学知识点，将教学内容以较短的视频音像进行展示，能为学生提供有效的自主学习教学平台。
一 大学物理课程学习中自主学习的重要意义
自主学习体现以学生为中心的教育思想。它以学习者自身为主导,以自我管理的形式进行学习活动：学习者选择学习内容，调节学习策略，管理学习时间，并对学习行为进行判断与评价。自主学习具有主动、独立、自律的特征，表现为“会学习”。这不但可以提高学生在校的学习质量，还可以促使学生获得持续学习的能力，具备终身学习的素质。因此，自主学习是现今提倡的学习方式。著名教育家陶行知先生说过：
“好的先生不是教书，不是教学生，乃是教学生学。”可见，“让学生会学，实现学生的可持续性发展”是教育真正的目的所在[1]。
大学物理是一般理工科院校的重要基础课，为学生的后继课程奠定良好的学习基础。课堂集中授课不可能同时满足每位学生的需要：课程教学内容丰富，学时有限；由于学生修学专业的不同，对各章节内容各有侧重；学生在物理知识基础、认知风格等等多方面存有差异，在学习过程中自然会有不同的需求。学生若能在课外开展以自身需求为导向的自主学习，势必会有更理想的学习效果。为了了解学生的自主学习现状，笔者对执教的4个教学班（全校公选）进行了不记名问卷调查。4个被调查班级回收的有效问卷份数分别为97、86、96、91。表1是一些典型问题的统计结果[2]。
二 大学物理课程教学存在的问题分析
大学物理教学覆盖范围较广，在完整的教学知识体系中主要包括力学、热学、电磁学、光学、近代物理等部分构成。当前针对应用型大学教学中，中学物理与大学物理在学习方式、学习任务以及教学方式等方面都存在较大差异。在大学物理教学中，要更加突出高等数学重要的教学工具作用，重视矢量思想，建立物理理想模型，在近似方法基础上有效解决物理相关问题。大学物理课程学习内容较多，在较短的教学时间内要完成繁多的教学任务，大多数学生对教学知识点难以深入学习与理解，学生普遍反映教学进度较快，学生学习知识面难以有效拓展。此外，从大学物理教学基本现状来看，诸多学生个体发展差异与教学进度之间存在较大矛盾，如果知识点简略讲解，不利于学生理解，详细讲解也会让学习能力较强的学生感觉教学活动的乏味性。目前在大学物理中合理融入微课教学，能对传统物理教学课堂知识点进行有效补充，引导学生积极开展课外自主学习与个人能力拓展活动，通过资信控制能调节知识点学习进度，让学生精细化学习，提升自主学习效率，优化大学物理教学整体质量[3]。
三微课在自主学习中的实用性分析
通过问卷调查得知，认为预习有必要，却因各种原因实际很少预习的学生所占比例较高（4个被调查班级勾选比例均在70%以上）。在谈话访谈中，学生陈述学习任务重、学习时间紧是其中一个重要原因。教师在教学过程中，有必要考虑学生的实际学习环境。学生的学习时间和精力有限，因此，教师如何引导学生高效率地学习尤为重要。
信息时代下，笔者认为可以充分地利用新兴教学手段“微课”，帮助学生实现自主学习。微课以视频的方式进行教学。它时间短，利于学生集中注意力；主题突出，学习目标明确；内容精炼，针对性强；表现形式丰富，能在更大程度上激发学生的学习兴趣。此外，“微课”观看方便且可以重复观看，学生可以灵活地掌控学习的时间和地点。显然，“微课”给学生创造了便于且利于自主学习的条件[4]。
四微课设计的指导思想—发展元认知
为了全面突出大学物理课堂教学重难点知识，或是强化物理课堂教学中的高效互动，当前通过微课教学能促使教学内容有效简化，教学主题更加清楚，正常情况下在10min左右能将知识点高效传递。学生可以对电子设备接受信息合理分析，在最短时间内完成相应知识点学习。从心理学角度来看，大多数人群注意力最佳集中时间是在10min范围内，通过微课模式应用能适应人体注意力模式，对碎片时间进行整合，全面提升学生整体学习效率。
元认知是学生学习和发展必需的心理机制。以弗拉维尔为代表的认知建构主义学派认为，自主学习实际上是元认知监控的学习，是学生根据自己的学习能力，学习任务的要求，积极主动地调整学习策略和努力程度的过程。优秀的自主学习者善于利用元认知实现自我调节式学习。可见，发展学生的元认知能力是培养学生自主学习能力的有效途径。
五 大学物理微课开展的保障条件
（一）拟定有效的教学方案
传统教学模式的有效创新需要拟定与物理微课相适应的教学方案，教学方案在设计过程中要适应人才培养基本要求，能更好地推动高校物理教学全面发展。高校物理教学大纲的规范化设计主要是在教学方案之后设计完成，教学大纲设计中要适应物理教材基本内容。在教学方案实际设计过程中，要对物理教学专业化特征深入分析，明确教学设计目标、课型设计、教学原则、教学评价方法。
（二）稳定的网络环境与终端设备
现阶段微课教学模式要想全面提升教学成效，对网络条件具有相应要求，此方面要求需要以高校校园网为基本载体。通过微课开展大学物理教学，校园网应用要与各个多媒体管理系统进行有效配合应用，这样能全面发挥各类多媒体文件应用价值。将微课合理应用到高校物理课程教学中，通过建立网络平台，将不同微课资料进行上传，在资料上传与学生下载过程中，要对网页服务器以及数据库服务器安全性进行控制，这样能保障各项学习资源合理管理与应用[5]。
（三）计算机网络技术支持
大学物理微课教学主要基于网络通信技术应用基础上，需要全面创设良好的网络环境，然后建立对应的疏忽库与教学活动建立对应的管理系统。大学物理微课数据库基本组成是规定的课程知识以及诸多案例。在物理微课教学系统应用中，要定期对系统进行维护与更新，结合教材内容与学生学习情况对知识点进行更新，补充知识点，保障教学功能有效完善。在全新的教学模式中，主要是融入了教学管理系统、信息发布系统、教学评价系统、远程考核系统等。通过系统评价能真实反映学生基本学习现状，促使教学活动能有效完善与改进。在物理微课教学平台应用中，不仅要制作基础的教学识破，还要强化教学设计与辅助学习资料补充。教师登录教学平台之后能及时发布不同微课，对学生学习疑问进行在线解答。学生完成自主学习探究活动之后，通过电子邮件方式提交各项作业。相关平台管理人员，要对平台以及服务系统进行优化管理，加强安全性能维护与故障检修，促进微课教学活动开展与各项技术紧密连接，提升学生自主学习能力。
六 微课的设计版块及其目的
（一）知识准备版块——加强预习，丰富元认知知识
在微课中，教师可以直接将相关准备知识传递给学生，比如在进行物理学各分支学科的教学前，介绍其发展史，有代表性的物理学家，典型的研究方法；在进行每一章的教学前，尽量以图式的方式展现讨论思路，揭示学习内容间的关联，唤醒先行组织者，激活元认知知识，为学习新内容做好知识准备；每一次课堂教学前，明确学习目标，强调重点与难点的分布，便于元认知监控赋予这些学习内容更高的注意水平。此外，教师也可以在微课中引导学生在课外查阅相关资料来获取知识，比如对于基本守恒定律“能量守恒”，引导学生自行查阅资料：焦耳热功当量实验（早期确认能量守恒的实验）、热力学第一定律（宏观领域内建立能量转换和守恒概念）、康普顿效应（确认了能量守恒在微观领域内的正确性），让学生对能量守恒概念形成更深入更全面的理解[6]。
（二）典型问题版块—示范元认知技能
元认知监控作为元认知最重要的成分，管理着认知活动，对认知活动能否顺利完成起到关键作用。元认知监控包含三个基本技能：计划、监督与调节。“计划”即认知者根据认知活动的特定目标，在认知活动前，部署认知活动，并预估结果。“计划”的具体内容包括有完成认知活动的时间和地点、步骤、使用策略、需要的学习资料等等。制定计划是顺利完成认知活动的保证。“监督”包含有：判断认知活动是否按照既定计划有序地进行；评价认知活动的完成水平；评判认知策略的有效程度。“监督”强调对认知活动的意识状态，保证认知活动的推进。“调节”是在评估判断的基础上，调整认知策略，有效地保证认知过程达到既定目标。
事实上，解决每一个物理问题都少不了元认知监控的参与。在微课中，教师应该注重描述解决问题的思维过程，示范元认知监控的基本技能，帮助学生感知元认知在认知过程中的积极作用并逐步习得元认知技能。笔者认为，在此过程中教师应强调好三个问题：“准备怎么做”、“做得如何”、“怎么可以做得更好”。首先，在充分解读问题的基础上，首先解决“准备怎么做”的问题，即制定计划，涉及到明确目标、提供解题思路和步骤、预判成功解决问题的可能性等等。接下来，进入正式解决问题阶段，回答“做得如何”，监督执行过程按照计划有步骤地推进，评价策略的有效性并评价任务的完成程度。最后，考虑“怎样可以做得更好”的问题，即调节阶段。如有需要，及时地改进策略，选择最优化的解决方案。
有适宜难度，具备一定挑战性的物理问题，更能调动学生运用元认知的积极性，使元认知的价值表现明显[7]。
（三）重难点分析版块——培养总结、反思的习惯以提升学生的元认知能力
总结是对知识的梳理。通过总结，可以形成清晰明了的组织框架，将新知识纳入已建立的知识体系中，进一步发展形成概念网络。这会提升学生对知识的理解，也便于在需要时快速准确地提取到相关的知识信息。反思是提炼知识精华，提升认识的必要举措。对已经解决的物理问题（包括例题，作业等等）作批判性思考：对已知条件的解读是否充分到位，解决思路是否正确清晰，可用的策略方法是否唯一（或简洁），在哪些步骤容易出错等等。批判性思考以认知过程为认知对象，故对发展元认知发挥重要作用。
在这一版块的微课中，教师结合实际教学经验来解析学习重点和难点，引导学生反思学习过程，从自身的理解水平出发去归纳重要知识、易混淆易出错的知识或问题[8]。
七 结语
笔者以力学部分为试点，录制三个版块的微课，共计24个。其中“典型问题”为重点建设的版块。它包含两方面的内容，一是问题拓展，比如补充典型例题、物理原理在生活中的应用实例等等，方便学生有针对性地开展提高型学习；一是解答疑惑，重点分析平时教学过程中学生集中反映的疑难问题、易混淆概念、作业中的典型错误，便于学生查漏补缺，开展补充补救型学习。
从后期的教学实践来看，大部分学生能够根据实际需要主动地使用微课资源学习。对学生而言，微课既作为自主学习的资源，也作为自主学习的引导，对优化大学物理课程教学发挥了一定的积极作用。
参考文献
[1]姜英杰著，元认知的理论与实证研究[M]，长春：东北师范大学出版社，2007:30.
[2]葛明贵等著，大学生学习心理研究[M]，合肥：合肥工业大学出版社，2009:49.
[3]甘路,别业广,闵锐.新形态下大学物理实验教材建设的探索[J].大学教育,2017(06):17-18.
[4]邹晓威.大学物理有效教学的理论与实践研究[J].当代教育实践与教学研究,2015(09):221.
[5]郑永春,于培清,刘建晓.重视预习提高大学物理实验教学质量[J].高教学刊,2018(22):101-103.
[6] 关晓燕,张欣艳,王乐新等.基于"五星教学原理"的大学物理微课的教学过程设计[J].佳木斯职业学院学报,2016(11):243,245.
[7]孙婷婷,裴世鑫,陈志彤等.微课在大学物理教学中的应用研究[J].课程教育研究,2016,(1):172.
[8]李伟军,彭志华.基于“微课”的创新型大学物理教学模式的初探[J].黑龙江科技信息,2015(13):72-73.
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