“走进光学世界—感受光学之美”----光学微课的制作

①   微课背景

“生活中从不缺少美，而是缺少发现美的眼睛。”生活之中处处都可发现美的踪迹，其关键在于用何种视野去发现并对其进行阐释。光学中蕴涵着美，光学之美无处不在。生活中也充满各种光学之美，如彩虹、3D电影、肥皂泡、海市蜃楼、光纤等等。很多美学因素都与光学息息相关。光的存在使人看到一些自然物体时会产生美感，自然学科中那些神奇规律的发现很多都是借助于光学手段，太阳能发电、照明、信号指示、成像显示等给人带来美好享受的科学技术无不属于光学的应用。因此，认识光学之美对光学学习大有裨益，将光学之美体现在光学教学中能够提高教学效果。光学是一个古老而兴旺的学科，是充满着美的学科。在光学的历史发展中，人们在不断提出新概念，创建新模型，探索新现象，揭示新规律，发现和创造了美的模型、美的方法、美的公式、美的常数、美的内容。光学中充满了简单之美，对称之美，对立统一之美，光学常数之美。

将微课与光学的专业知识相结合，围绕光学的重要知识点，通过微课展示光学之美并讲解背后的光学原理，深入浅出，引导学生在学习专业知识的同时认识美、理解美、欣赏美、创造美，扬善抑恶，不断识别并抛弃假恶丑，向至善亲近。以光学知识为载体，以美育的角度，通过微课等方式，寓教于乐、以情动人的方式，让观众走进光学的世界，感受光学之美。

本项目拟通过制作微课，围绕光学的重要知识点，展示光学之美，并深入浅出地讲解光学现象背后的光学原理。本项目拟制作的微课中通过学生自己动手做光学实验，感受光学现象之美。通过动画演示和实验视频，以及知识点的讲解，让学生直观地了解与感受神奇的光学现象，并理解光学现象背后的科学原理。本微课将学生自己做的光学实验作为导向性元素，旨在启迪学生探究性学习的兴趣，初由实践活动触发学生对光学现象的敏锐观察与深度思索。微课中随后依循成果导向教育（Outcome-Based Education, OBE）理念，系统且层次分明地揭露出光学现象背后的知识原理，同时拓展该光学知识点在生活、科技、娱乐、艺术等领域的的应用。这样不仅保证了教育内容的科学精确度，也强化了教学方法的逻辑严密性，同时强调了教学知识点在现实世界的的宽广应用。本微课旨在通过这些实例丰富学生的认知广度，促进理论知识与实践情境的深度融合。微课的教学设计紧密跟随科学认知的自然发展路径，无形中培育学生的科学逻辑推理及研究能力，鲜明展示了理工科高等教育中物理课程如何有效实施立德树人的根本宗旨，并将课程思政的核心价值观有机融入，体现了以学习成果为导向的教学模式在全球化教育视野下的成功应用与实践。

1、 国内发展动态：

微课作为一种新型的教学模式，起源于21 世纪初，尤其随着互联网技术和移动终端的普及，微课以其短小精悍、针对性强、易于学习、可重复观看等特点，逐渐成为现代教育的重要补充形式。在国内的研究中，广东省佛山市教育局的胡铁生老师率先提出了“微课”的概念：微课是根据新课程标准和课程教学实践，以教学视频为主要呈现方式，反应教师在准对某个知识点或环节的教学活动中所运用和生成的各种教学资源有机结合体，同时“微课”还具有主题突出、类型多样、情景真实、交互性强、可生成性、使用方便等诸多优点。^[1-9]

“微课程”除了相应的资源外，还包括相应的教学活动，是某门学科知识点的教学内容及实施的教学活动的总和。微课是国内研究者对微课程这一术语的新解读，使其更加本土化和更符合国内教学的需求。微课的高级阶段或发展趋势，应该是走向“微课程”。微课作为新型的教学方式能改变传统的教学形式，丰富教学内容以及手段，激发学生的学习欲望，让学生充分掌握“光学”课程的具体内容，进而建立较为完善的知识体系，让学生切实提高自身专业能力，成为时代所需的新型人才。因此教师在开展教学时要合理利用微课，挖掘其教学潜能，统筹教学资源，为学生营造良好的“光学”学习氛围，让学生准确把握“光学”中的各类知识点，提高学生的综合素质，拥有更为良好的社会竞争力。

2、 国外发展动态：

美国阿依华大学附属学校于I960年首先提出微型课程，也可称为短期课程或课程单元;新加坡教育部于1998年实施的MiCro1ESSoNS研究项目，涉及多门课程领域，其主要目的是培训教师可以构建微型课程，其课程一般为30分钟至1个小时，教学目标单纯集中，重视学习情境、资源、活动的创设为学生提供有效的学习支架，同时也为教师提供一系列支架帮助其进行具体的教学设计; 2004年7月 ，英国启动教师电视频道，每个节目视频时长15分钟，频道开播后得到教师的普遍认可，资源的积累达到35万分钟;可汗学院与微型网格教x学视频的出现则引起了教育研究者对微视频等运用于课堂教学的可行性的进一步探索。在2008年秋,美国新墨西哥州圣胡安学院的“一分钟教授”因首创了影响广泛的“一分钟的微视频”的“微课程”而声名远播，其核心理念是要求教师把教学内容与教学目标紧密地联系起来，以产生- -种“更加聚焦的学习体验”。

可以看出，国外越来越重视“微课程”的在于教育方面的研究,但其核心组成资源不统一, 研究取向不同，有的是教案式，有的是视频式;有的只是针对于老师，有的针对学生，有的两者都针对。还有课程结构较为松散，主要用于学习及培训等方面，应用领域有待扩充;课程资源的自我生长、扩充性不够。

参考论文：

[1]  汤世伟,王刚,徐华,等.  基于微课促进“光学”课程教学改革的实践研究    [J].  科学咨询(教育科研),  2023,    (12):  124-126. 

[2]  王素云,黄树清,戴颖,等.  基于深度学习的单元课例设计——以初中“光学”微专题复习为例    [J].  中学物理教学参考,  2022,  51  (17):  1-3. 

[3]  王禹桐,孔德宏.  问题驱动式教学在微课设计中的应用探究——以“抛物线的光学性质”为例    [J].  中学数学月刊,  2022,    (04):  29-31. 

[4]  马瑞婧.  翻转课堂教学模式下的大学物理实验微课探究——以光学实验“牛顿环”为例    [J].  物理通报,  2018,    (07):  79-82. 

[5]  时有明,李会,孙艳琳,等.  基于微课促进《光学》课程教学改革的实践研究    [J].  曲靖师范学院学报,  2017,  36  (03):  56-59. 

[6]  刘翠红,陈志峰,张冰志,等.  基于信息技术背景下物理光学课程教学资源建设与实践    [J].  新课程研究(中旬刊),  2017,    (05):  45-47. 

[7]  梁枫,杨倩,宿文玲,等.  谈光学实验教学改革    [J].  中国现代教育装备,  2016,    (13):  108-110. 

[8]  高兴宇,宁黎华.  “工程光学”课程知识点体系建立与微课视频库开发    [J].  大众科技,  2014,  16  (02):  97-99.  

[9]   莫葵凤,郑小军.  国内微课研究现状及趋势分析    [J].  广西职业技术学院学报,  2019,  12  (04):  67-77. 

[10]杨小丽,韩雷.  国外慕课研究的现状、特点及范式    [J].  教学研究,  2019,  42  (03):  75-79.  

创新点：

① 将美育与光学专业知识相结合

寻找光学中的简单美、对称美、对立统一美、常数美、生活中的光学美等，将美育与光学专业知识的讲授有机融合。光学与美是紧密联系在一起，光学充满了美，美给光学增添光彩。改革传统“灌输式”教学方法，结合光学中的美、光学最新科技成果，如巡天望远镜、光纤等，将传统文化、人生价值、社会核心价值和制度自信有机融入专业知识，制作光学系列微课，构建系统性的美育思政资源库，引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观，促进学生专业素养与职业道德修养的提高。

①   互动感强

本项目拟制作的光学微课介于传统微课视频与Unity3D等仿真实践平台之间，结合了两者特点，基于B站（bilibili网站）互动视频的功能，在微课视频中设置相关的问题，观众点击微课视频中相应的选项（如下图1所示），以继续观看各选选项相关的视频。通过这种方式，增强互动感和参与感。最大程度地保留了观众自主选择的权利，以激发观众自主思考，并使观众逐渐沉浸其中，让光学现象、光学实验及其相关的知识深入人心。

②   辅助学习资料多

运用万彩动画大师，GeoGebra等软件制作微课视频。微课视频中的出现的相关知识点的教学资源，将存放在百度网盘中，并生成了链接放在视频简介或评论区中，观众可自行点击链接下载。

   项目特色：

①将美育融入光学的微课中

    本项目拟制作的光学微课将美育教育与光学专业知识的相结合，充分挖掘光学之美，并深入探讨光学现象背后的光学原理。不仅教授学生光学原理和技术，还着重培养学生的审美能力。通过让学生欣赏和分析光学现象中的美，如光的折射、反射、干涉和衍射等产生的视觉美感，激发学生对光学的兴趣和热爱。帮助学生形成健康的价值观，让学生走进光学的世界，感受光学之美。

    ②自动动手做光学实验，让艺术与科学交融

    本项目拟制作的光学微课中，通过鼓励学生自己动手做光学实验，感受光学之美，并进一步探索光学现象背后的原理。例如，学生可以运用所学的光学知识，创作出具有独特视觉效果的艺术作品，如光影装置、全息投影等，实现科学与艺术的完美结合。学生在理解和应用光学原理的同时，也被鼓励去探索新的艺术表现形式和设计理念，培养学生创新思维和设计能力，从而培养出既懂技术又具有创意的人才。

③拓展光学的应用领域

    本项目不仅关注光学在科技领域的应用，还探索其在艺术、设计、娱乐等领域的新应用。通过将美育与光学结合，项目致力于打破传统界限，拓展光学的应用领域，使其更加贴近人们的日常生活和审美需求。

1.   技术路线：

图1本项目的技术路线图

2.   拟解决的问题：

充分挖掘光学中的美，如彩虹、肥皂泡、3D电影、平面镜成像等。自己动手做光学实验，探究光学现象背后的光学知识，并制作微课，展示光学之美。

3.   预期成果：

收集了光学之美的诸多素材（照片、PPT、视频等），制作了光学系列微课，形成光学课程的美育思政教学方案；完成结题报告。通过微课的制作，锻炼了项目组的动手能力、创新能力，同时加深了对光学知识的理解，同时也使得观看微课者对光学产生强烈的兴趣，感受到光学之美。

2024年6月——2024年10月：收集了光学之美的素材，并探究光学现象背后的光学原理。动手做光学实验。

2024年10月——2025年3月：确立脚本、制作运用万彩动画大师，GeoGebra等软件制作微课视频。

2025年4月——2025年6月：撰写相关论文和结题报告。