一 微课的起源、内涵和发展趋势
1 微课的起源
2008年，美国新墨西哥州圣胡安学院的教学设计师DavidPenrose明确提出了微课程（Micro-lecture）的理念，并把微课程称为“知识脉冲”（Knowledge Burst），提出了建设微课程的五个步骤，以产生一种“更加聚焦的学习体验”。2011年，Salman Khan在TED大会上的演讲“用视频创造教育”，使“翻转课堂”、“可汗学院”在全球迅速走红。微课作为载体形式，也随之迅速升温，成为国内外教育界关注的热点话题。
在国内，广东省佛山市教育局于2010年率先在国内组织开展了全市中小学教师优秀“微课”资源征集评审活动，首次正式给出了微课概念并开展了一系列微课建设的实践与应用研究。自此，微课像雨后春笋般在全国迅速发展起来。2012年9月，教育部教育管理信息中心举办了第一届中国微课大赛，评出600件优秀微课。2012年12月～2013年8月，教育部全国高校教师网络培训中心举办了第一届全国高校微课教学比赛，来自全国1600多所高校的12000余人参加，参赛微课作品总数超过1万件。2015年，教育部全国高校教师网络培训中心又举办了第二届全国高校微课教学比赛，掀起了又一波的全国高校微课建设热潮。
2 微课的内涵
国内教育技术领域诸多知名学者纷纷对微课的定义进行了研究和阐述。如胡铁生等从教育资源的角度，认为“微课是根据新课程标准和课堂教学实际，以教学视频为主要载体，记录教师在课堂中针对某个知识点或教学环节，而开展的精彩的教与学活动中所需各种教学资源的有机结合体。”2013年，他进一步深化了微课的概念，把微课定位于一种以微视频为核心资源和呈现载体、情景化、支持多种学习方式的新型在线网络视频课程。黎加厚提出，“微课是指时间在10分钟以内，有明确的教学目标，内容短小，集中说明一个问题的小课程，除微视频外，还可以是录音、PPT、文本等形式。”焦建利认为，“微课是以阐释某一知识点为目标，以短小精悍的在线视频为表现形式，以学习或教学应用为目的的在线教学视频。”李玉平则指出，“微课是介于文本和电影之间的一种新的阅读方式，是一种在线教学视频文件”，其长度在5分钟左右，由文字、音乐、画面三部分组成，没有解说；大家在优美的轻音乐中静静地阅读文字、欣赏画面，实现“5分钟完成一次学习，300秒经历一次思考”。
根据微课的众多定义，不难看出微课的内涵有其共同点，即“主题突出、时间很短、结构良好、以微视频为载体”，并体现出四个特点：①短：视频长度短；②小：微课的主题小；③精：设计、制作、讲解精良；④悍：学习效果震撼，令人难忘。
3 微课的发展趋势
胡铁生等还总结说，我国微课发展经历了三个阶段，即从“一种新的资源构成方式”的微型资源构成阶段，拓展到“一种简短的教与学活动过程”的微型教学阶段，再到“一种以微视频为主要表现方式的在线网络学习课程”阶段，体现了微课内涵的不断深化和完善。经历这几年各类微课大赛的推动，目前高校微课作品的形式多样，但存在着选题重复、知识点独立化、平台单一等问题，不适用于课程教学。高校微课系列化、专题化、课程化发展，形成一批专业精品微课程并加以示范推广，这是现在广大高校教师急切期盼的。
二 微课视频设计研究
从微课内涵上来看，其主体内容是微课视频，以及利用微课视频进行网络学习的交互活动。微课视频的质量直接决定了微课的建设水平和应用效果。下面从微课视频的分类、设计和制作等方面进行分析，研究微课视频的质量提升方法，以便为后续FPGA课程化微视频建设提供有效的理论和技术支持。
1微课视频的形式分类
从内容呈现方式上来看，微课视频可以归纳成三大类：
（1）李玉平式。即数字故事式（动画式），关注“三小”（小故事、小现象、小策略）研究，将情感、道德教育融入到数字故事中，通过简单的微课视频（无解说式，类似于Flash动画播放），如《在路边鼓掌的人》、《保护蛋宝宝》等，使人产生了心灵上的共鸣，促进德育情感教育。2009年应英国牛津大学、2010年应澳大利亚漠那斯大学的邀请，李玉平及其所在的项目组成员与这两所大学进行了学术交流，他及所在团队的研究引起了国内外同行的关注。
（2）可汗学院式。即手写式，教师直接在手写板上书写教学内容，并利用麦克风和录屏软件记录教学过程，制作成10分钟左右的微课视频（配置字幕），利用可汗学院在线平台进行网络传播。教师本人不出现在视频中，也没有精美的画面。现有数学、历史、金融、物理、化学、生物、天文学等科目的相关内容，教学视频超过2000段。
（3）佛山式。也就是课程实录式，通过录播设备对课堂或实验教学过程进行录制，再后期精心制作成微课视频。2010年，佛山市在国内率先开展微课征集评比活动，目前其微课平台上的内容涵盖小学、中学各学科的教学重点、难点和特色内容，具有一定的代表性。这类微课视频形式多样，根据录制设备的不同，又可以分成专业摄像式、手机（相机、IPAD等）摄像式、手写板式、PPT录屏式等。
2 微课视频的制作方式
微课视频的质量与其制作方式有很大关系，目前其制作方式有很多种，归纳如下：
（1）摄像式。利用摄像机、手机、平板电脑等拍摄工具或者利用录播教室，将整个教学活动录制下来，可以展现教师的肢体动作、言语表情以及师生互动交流情况，适用于大多数课程的知识点讲解，场景根据需求可以选择课堂、实验室、现场等。这是目前国内微课视频的主流形式，又可分为专业摄像式和自由摄像式——专业摄像式一般由专业团队制作，采用专业摄像机、录播教室等设备，并具有音视频剪辑等后期处理经验，其微课视频制作精良、表达效果好，多由学校统一制作，国内各类微课大赛的许多获奖作品便是这种类型；自由摄像式一般由个人利用手机、IPAD等设备录制教学过程，虽然视频在视觉和艺术上略显粗糙，但技术门槛低，适合于广大普通教师和微课爱好者。
（2）录屏式。PPT等多媒体课件是目前教师教学中的必备资源，其资源丰富、界面精美。利用录屏软件如CamtasiaStudio、Adobe Captivate等，将PPT等多媒体展示的教学内容、教师讲解的声音录制下来，再增加字幕或者特效制作成微课视频。这种录屏方式，技术门槛也很低，操作简单，容易在普通教师中进行推广；不过容易受嘈杂的环境、教师口音等方面的影响，质量参差不齐。
Camtasia Studio是美国TechSmith公司出品的屏幕录像和编辑的软件套装。该软件提供了强大的屏幕录像、视频的剪辑和编辑、视频菜单制作、视频剧场和视频播放等功能，用户可以方便地进行屏幕操作的录制和配音、视频的剪辑和过场动画、添加说明字幕和水印、制作视频封面和菜单、视频压缩和播放。黎加厚教授曾将该软件的名称意译为“喀秋莎”（前苏联卫国战争时期火箭炮的流行名称），来形容它如此强大的功能，目前在一线教师中广为流传。该软件的安装和操作方法，可参考汤才梅等发表的论文《基于Camtasia Studio的微课程设计与制作》。
（3）手写板式。可汗学院的微课视频就是手写板式的典型代表。即在PC端连接一个手写板，教师在手写板上展开教学过程，PC端利用录屏软件将手写板上展现的教学内容、教师讲解声音记录下来。它的制作方式和录屏式类似，适用于针对理论公式、典型例题进行讲解与推理演算的教学内容。不过，受手写板等设备条件的限制，一线教师较少采用这种方式。
（4）动画式。李玉平的微课视频是动画式的典型代表。它由专业团队打造，凭借语言风趣、画面生动和制作精美，受到越来越多学习者的喜爱。常用制作软件有Flash、After Effects、Audition、Premiere等。该方法对制作者有较高要求，所花费的时间成本和人力成本颇高，可向精品化、专业化的微课路线发展。
（5）混合式。随着微课的发展，很多微课不再以单一方式制作，而是综合使用多种制作方式。如实验技能操作类的微课制作，先采用录屏式进行理论知识讲解，再融合摄像式进行实验操作讲解。各类微课应结合自身知识点的表达需求，合理选择相应的制作方式。
3 微课视频的设计
课程化的微课视频设计需注意两点：一是合理选题，不仅要从课程全局考虑知识点的连贯性、系列化，形成一个完整的知识地图；还要考虑知识点的独立性、碎片化，做到“一个微课，一个知识点”。二是注意微课视频的应用模式，目前主要有翻转课堂和课程辅导两种模式。其中，翻转课堂模式的特点是“先学后教”，观看微课视频是教学的重要手段，其微课视频侧重于课程内容重点、难点的讲解；课程辅导模式是利用课内或课外进行视频教学辅助，其微课视频侧重于知识点的回顾和复习以及典型例题的解题分析。此外，不同模式对微课视频的选题、设计和制作要求也不尽相同。
一个微课视频是针对某一个主题（知识点），精心设计、制作成的时长为10分钟左右的视频，具有“短小精悍”的特点。其中，“精”心设计是关键，体现了教师的教学智慧，是微课的生命力之所在。从视频设计方法上来看，可以从以下几个方面着手：
（1）片头设计，时间为1分钟左右，简介当前所学习的知识点和学习任务，并对上一个知识点做简单回顾。受各类微课大赛的影响，片头还增加了教师的简介（教师出镜）——在课程化的微课设计中，可以将教师的简介放在系列化的首片微课视频中。总体来说，片头设计要简洁、美观、大方，不可过于复杂，时间也不可过长。
（2）内容设计。“一个微课，一个知识点”，知识点不仅要“精”选，其教学方式也要结合特点、合理设计。目前在高校专业课中，微课的教学方式主要有开门见山式、案例式、情景式、任务（项目）驱动式等。教学设计是微课的一个要素，刘名卓等对可汗学院、TEDEd、佛山微课的学习架构进行了分析，提出了微课设计的概念模型，阐述了微课设计的内涵与外延。
（3）片尾设计，时间为1分钟左右，对当前微课内容作概括性总结，强调重点和难点，帮助学习者梳理思路。参考文献中指出，部分教师采用了“本节课到此结束，谢谢”、“好，下课”、“以上就是我们今天讲的内容”等话语直接结束，未能对于本节微课教学内容做一个总结，这是目前较为常见的错误结尾方式。
（4）字幕设计，分为全局字幕、局部字幕和无字幕。根据参考文献的统计，第一届全国高校微课教学比赛中近一半的微课没有添加字幕，32%有完整的字幕，19%有部分字幕或者小节提示，而且一般出现在对关键环节或重难点的讲解上。通常，对摄像式和手写板式的微课视频一般都配置全局字幕，对重点内容、不易说得清楚的内容配置局部字幕，而PPT录屏式和动画式的内容中由于已包含了大量的文字信息，故一般不需配置字幕。
4 优秀微课视频的标准
优秀的微课视频才能使学生享受学习，才能有效地开展网络教学。田爱丽等从目标设计、内容呈现、技术运用和语言表达等四个方面，总结出优秀教学微课视频需满足的要求，包含选题聚焦、容量适中、录制适当、制作精良、亲切生动、节奏适当等12个二级指标。微课好坏最根本的衡量标准是学生的学习效果——如果学生利用微课视频能快捷地掌握知识，这就是好的微课。因此，微课视频要从学生学习的角度去制作，“以学生为学习中心”，要和学生“面对面”，产生“老师对我说”的感觉。
三 微课视频的设计与应用案例
FPGA课程是电子信息类等学科的一门重要的专业课程，主要讲述可编程逻辑器件（PLD）的基本原理、硬件描述语言（HDL）的要点和程序设计方法，侧重于实用数字系统的设计和应用，具有很强的实践性。本研究以FPGA课程的微课视频建设为例，来探讨微课视频的设计、制作方法，及其网络平台的建设。
1 FPGA课程的微课视频设计和制作
依托潘松编著的教材《EDA技术实用教程——Verilog HDL版（第五版）》（科学出版社2013年版），结合微课的特征和选题要求，本研究精选了10个知识点，并依据对微课视频设计和制作的研究成果，对应制作10个FPGA系列微课视频，定位于课外辅助型教学，如表1所示。
FPGA系列微课的教学设计是按照建构主义的“案例—问题—讲解—启发—应用”教学模式，运用案例教学法，以一个案例引入教学情境，带出一种典型设计方法，进行分析、强化，再利用实践操作实现对知识点的理解、吸收和应用。
FPGA课程化微课视频的制作主要采用录屏式和混合式（包含摄像式），即对于课堂讲授的知识点采用PPT录屏式，实践操作类的则采用摄像式，再根据要求进行混合。每个视频按照要点和方法精心制作，控制在5~10分钟左右，语速适中，对摄像式视频添加字幕，适合于课堂外自主学习。同时，采用录屏软件Camtasia Studio8.0，对视频和音频进行剪接、合并、同步和添加字幕等操作。
2 微课的开课发布
目前，对广大普通教师来说，微课难以推广的主要原因在于微课网络发布平台的匮乏。国内的微课平台主要针对比赛而建立，如中国微课网、佛山微课网、中国高校微课教学比赛网等，虽然提供了各类中小学、高校微课作品进行在线点播观摩，但所提供的作品五花八门，质量参差不齐，也不具有课程系统性。网易公开课平台提供了与可汗学院合作的人文、数学、科学、金融经济等领域多门课程体系的微课视频，其质量高、人气旺，但所涉及的学科和课程数还比较少，也不适合自主开发。
本研究依托江苏科技大学（下文简称“我校”）的网络平台“天空教室”和“爱课程—校园端”，进行微课程的双平台发布，指导学生进行自主学习。“天空教室”是我校的精品课程建设平台，设有3D课程、作业、讨论、答疑等板块，其中3D课程板块设有课程介绍、授课录像、课件与教案、互动教学、立体化资源等栏目，便于学生进行自主学习及互动交流。“天空教室”上本课程的资源建设如图1（a）所示，应该说它还是传统的课程资源建设平台，虽然栏目丰富、界面优美，但学习资源是静态陈列的，对学生的学习进度和知识掌握程度也难以控制。
“爱课程—校园端”是我校与高等教育出版社合作开展的网络教学平台，目前可实现关于课程（包括课程简介、选修要求等）、课程公告、课程讨论、课程资源、教学团队、学员管理、题库、试卷库、作业、答疑、自测、教学安排等12大功能。与“天空教室”相比较，教学安排是“爱课程”的特色，具有课程教学设计和进程安排等网络教学的特征，可掌控学生的学习进度。“爱课程”网络平台上本课程的资源建设如图1（b）所示，学生按照教师的教学设计进行网络视频自主学习、自测、提问等；教师则根据平台的信息记录灵活调整课程安排，并进行答疑、讨论等互动教学。
