大學物理實驗教學改革措施論文

時間：2021-06-18 16:08:09 論文我要投稿

大學物理實驗教學改革措施論文

　　摘要：社會經濟的高速發展在某種程度上給微時代的發展提供了契機，微信、微電影等一些列微時代產品不斷涌現。新時代下，教學領域發展的大趨勢就是網絡微課與傳統教學方式的結合。因此，大學物理實驗教學也應順應時代發展的潮流，利用微課教學的優勢來彌補傳統教學手段上的不足，以便提高實驗教學水平和人才培養質量。文章分析了普通工科院校中大學物理實驗傳統教學模式中存在的不足，分析了微課教學的特點，提出把傳統授課方式和微課教學相結合的新型大學物理實驗教學模式，并針對遼寧工業大學大學物理實驗的具體情況給出了實驗教學改革建議。

大學物理實驗教學改革措施論文

　　關鍵詞：微課；大學物理實驗；教學改革

　　當今時代，網絡信息技術的迅速發展和日益普及的智能移動終端設備，使信息的傳播更加快速和便捷。社會發展的快速與高效也使得人們越來越喜歡主題鮮明、短小精悍、使用方便的信息資源。不知不覺“微時代”已悄然來臨。微課作為新型教學模式正越來越受到教學領域的推崇。所謂微課是指按照課程標準和教學實踐要求，以教學視頻為載體，圍繞某個知識點或教學環節而進行教學設計并開展的教學活動[1]。微課與傳統的課堂的最大不同，在于其短小精悍、使用方便。它能夠滿足學生的個性化學習需求，讓學生能隨時隨地進行自主地學習，是傳統課堂學習的一種重要補充[2]。大學物理實驗是當代中國大學生工科所有專業必須開設的一門基礎必修課程，在培養高水平工程技術人才中有著不可取代的重要作用。這是學生升入大學后接受系統實驗方法和實驗技能訓練的開端。通過參與各項實驗教學活動，學生可以對力、熱、電、光等各種物理現象進行更直接的觀察、分析，對所學物理理論知識有更深刻的理解，真正實現理論知識向實踐能力的巧妙轉移[3]。然而，由于實驗時間的不足，和大學生人數的逐年增加，大學物理實驗課程教學存在著許多不足越來越明顯的暴露出來。針對這些不足，已有越來越多的學者提出了把微課與傳統大學物理實驗教學相融合的方法來提高大學物理實驗的教學水平和質量[4，5]。考慮到不同院校之間的教學設置和學生的差異性，本文以遼寧工業大學為例，分析其在大學物理實驗教學上存在的不足之處，并結合微課的特點及優勢，提出并探討基于微課模式的大學物理實驗教學改革方向及具體措施。這在本校物理實驗教學改革的具體實施方面具有重要的指導意義，也為和本校有著類似情況的其他工科院校提供借鑒。

　　一、大學物理實驗教學改革的必要性

　　我校大學物理實驗課的基本程序包括：實驗課前的預習、課上進行實驗操作和課后撰寫實驗報告。目前，阻礙我校物理實驗教學質量和水平提升的主要因素有以下幾個方面：

　　（一）學生課前預習不充分

　　在大學物理實驗教學中，學生必須在課前撰寫預習報告，對實驗目的、原理、儀器及操作方案進行必要的熟悉和了解，找到可能存在的問題，這樣在課堂上才能抓住實驗的關鍵，能夠在實驗操作過程中及時、準確、迅速地獲得數據，提高課堂操作效率。但實際情況并非如此，學生對實驗的預習程度遠遠達不到能獨立按要求完成實驗。原因有三：一是學生重視程度不夠。因為大學物理實驗多是考察課，所以很多學生重視程度不夠，寫預習報告只是為了應對老師課上的檢查；二是學生的物理理論基礎不夠。大學物理實驗課程與大學物理的理論課程是同步開設，都集中在學生大一的下學期和大二的上學期，這就導致有些實驗的相關物理理論知識學生還沒有學到，勢必導致學生在對實驗原理的理解上存在障礙，影響學習興趣；三是條件限制，單純通多實驗指導書上抽象的理論公式，和簡易的原理圖，對于一些比較復雜的物理實驗學生很難做到真正的理解，對實驗操作步驟也很難達到有個整體的把握。

　　（二）課上時間分配不合理

　　物理實驗課應該以學生動手操作，學生通過預習課上自主完成實驗任務主，但是由于課前預習不夠充分，課上需要老師利用一定的時間對實驗內容和要求進行詳盡的講解，一個實驗至少需要30分鐘以上的時間，才能對實驗有比較完整介紹。而大多數工科院校的實驗課時間都很有限，以我遼寧工業大學為例，物理實驗課的上課時間只有110分鐘（包括課間休息10分鐘）。這就導致學生動手操作的時間減少了，再加上短時間內的實驗理論知識的灌輸學生也很難消化吸收，這也必然導致學生在做實驗的時候一頭霧水，等剛剛把實驗過程理順明白，調節好實驗儀器并開始動手操作，時間已所剩無幾。有些動手能力差的同學甚至到下課時間也未能完成實驗數據的測量。目前，為了學生可以在有限的時間內完成實驗，很多老師采取方法就是減少實驗內容，而實驗內容的減少必然會制約對學生動手能力和思維能力的培養，違背了開設大學物理實驗課程的最初的目的。

　　（三）學生課后撰寫實驗報告不認真

　　大學物理實驗區別于高中物理實驗的一個顯著特征就是對實驗數據的處理要求上升到了國際標準：不確定度的計算方法[6]、有效數字的運算規則及數據處理的各種手段。掌握誤差分析理論和數據處理方法是開設大學物理實驗課的重要目的之一。盡管實驗數據處理方法在緒論課中給學生進行了統一講解，但每個實驗都有各自的具體要求。緊張的上課時間導致學生不得不把實驗數據帶回去處理。但是由于之前的預習環節和課上操作環節都未能達到最佳效果，因此在數據處理方面學生也必然會遇到問題。但這一環節是由學生課后獨立完成，所以即使遇到問題也找不到實驗指導老師請教。這就造成許多同學處理實驗數據彼此相互“借鑒”，實驗數據處理過程錯誤百出也依然將錯就錯。綜合分析以上幾個方面，可以看出物理實驗教學中存在的問題嚴重地影響到了其教學效果。為了提高人才培養質量，適應社會的發展，充分地發揮大學物理實驗應有的作用，對大學物理實驗傳統教學模式的改革勢在必行。

　　二、微課在教學中的優勢分析

　　微課是指按照課程標準和教學實踐要求，以教學視頻為載體，圍繞某個知識點或教學環節而進行教學設計并開展的教學活動[1]。網絡信息技術的迅速發展和智能手機、平板電腦等移動終端的普及使得微課作為新型教學資源正越來越受到教學領域的推崇。與傳統教學模式相比，微課有其諸多優點：

　　（一）教學時間短

　　微課的一般時間長度都在10分鐘左右，這是大多數人能保持精力高度集中的時間，因此微課能夠實現短時間內的信息高效傳輸，提高學習者的學習效率。

　　（二）教學內容集中

　　傳統的授課模式往往在一節課上要講解許多的內容，知識點比較分散，不利于學生記憶。而微課的授課內容通常只集中在某一個知識點或教學環節上，短時間內對某一個知識點的講解會讓人印象深刻。

　　（三）生動形象

　　微課的制作是以教學課件為基礎，通常我們所用的PPT中有文字、圖片、音樂以及動畫演示，還可以穿插視頻。這些表達方式的運用可以讓教學內容更加生動形象，引發學生的學習興趣，調動學生的學習積極性。

　　（四）內容豐富

　　大學物理實驗包含力、熱、電、光、近代物理等各方面的內容，而且和大學物理課程不同步，為了學生能夠順利的完成實驗，上課老師多數的講解集中在對操作方法、注意事項等問題上，而對實驗的基本原理和實驗的`背景只能做簡單介紹。通過微課，可以對實驗的背景、發展和原理進行比較詳盡的介紹，有助于學生對物理知識的理解，和提高對物理學習的興趣。

　　（五）使用方便

　　基于網絡信息技術的發展和智能手機的普及，學生幾乎可以隨時隨地查閱網上的信息，因此學生可以根據自己的個性化學習需要隨意選擇觀看微課的時間，不受傳統課堂固定時間固定地點的制約。考慮到微課在教學中的優勢，如果把大學物理實驗課的原理講解、儀器介紹、具體操作步驟和實驗注意事項等配以視頻制作成一系列的微課上傳到網絡平臺上，讓學生可以隨時上網或下載觀看，將會大大提升學生的實驗預習效果，并進一步緩解課上操作時間有限，課后處理實驗數據不認真等問題。

　　三、大學物理實驗教學中微課應用的具體分析

　　（一）物理實驗微課的制作

　　首先，注重教學趣味性的增加。可以通過字幕的靈活運用來調動學生學習興趣，微課應擺脫傳統教學模式的單一、死板，通過多種字體與動畫方式的運用來快速集中學生注意力。也可以通過幽默的教學語言，多融入一些網絡時尚語言來增強學生學習興趣，或者是有機整合新知識與最新新聞來引起學生的關注。另外，也可以通過分篇展示的微課形式，多結合一些相關圖片數據來加深學生理解。其次，構建微課支持互助平臺。微課的運用不僅要將原本復雜、抽象的學習資源轉變的更加簡單，還應積極挖掘、整合更加豐富多彩的學習資源。傳統的視頻點播系統通常可以適應數據資料在上傳、發布與管理等一系列功能，而微課系統則可以在相應的基礎平臺上，為學生提供人機互換的學習環境，從而為學生的自主管理上提供一定便捷，且可以結合學生的認知發展需求與特點，構建辨別互動平臺，以此來為教育規劃者、學習者提供互相交流學習的界面。在大幅度提升學習效率基礎上，促進學生積極主動地與他人溝通交流，產生強烈的學習欲望。再者，整合微課與物理實驗教學。微課與教學在很多方面都應加強整合，尤其是在理論與實踐教學上，可以涉及到數理化結合、也可以與課程設計息息相關等一系列內容，其中尤其顯著的就是物理現象反映方面。對于實驗教學來講，實驗現象往往都是最關鍵的，也是學生一直關注的焦點。在傳統教學模式下，一些實驗變化通常只有教師才能夠做出細微的觀察與了解，而通過微課教師則可以運用計算機、手機等更直觀的演示給學生[7]。

　　（二）體現課堂的實驗情境

　　視頻是微課的重要載體，往往都是由教師搭配PPT來完成的，而PPT中不僅有文字，還有音樂、圖片等多樣化的表現形式，且在講解中教師也可以對照實物做出相應演示。這種教學活動的開展，不僅具有濃厚的趣味性，也能夠在課堂教學中快速吸引學生注意力，并引發其做出深入思考，這種優勢在大學物理實驗教學中體現的尤為明顯，實驗儀器的熟悉與操作往往都是實驗教學中的關鍵組成部分，但是在學生在預習中，實驗講義涉及到的往往都是一些實驗原理，在實驗儀器上通常也只有一些名稱與圖片，但具體的用法卻經常處于模糊狀態，也那你獲得理想的預習效果[8]。而通過微課則可以通過直觀的呈現來有效解決這一問題，通過各種儀器的操作演示，教師可以為學生詳細的講解可能出現的情況，有機需要注意的各類問題，讓學生獲得身臨其境的感受，促進預習效果的不斷增強。

　　（三）滿足學生個性化需求

　　微課通常都是圍繞某一知識點來進行設計的，教學目標較為單一，也具有較為顯著的指向性，而對于大學物理實驗教學來講，通常都可以分為原理、儀器講解，以及實驗內容等方面，教師可以將這些內容以微課的形式上傳于網絡上，讓學生結合自身認知需求，進行自主學習，如，若缺乏原理知識，便可以將學習重點放在原理部分上，進行反復觀看，而若對于儀器較為陌生則可以將儀器部分的學習作為重點等等。這可以充分滿足學生的個性化認知需求。

　　（四）提升實驗的演示效果

　　傳統教學視頻上經常存在時間長、容量大等一些普遍問題，不論是在觀看，還是下載方面都需要耗費大量時間，而學生的耐心與興趣極易被下載過程削弱掉，難以獲得理想學習效果。而通過微課的運用，其不僅具有短小精悍的特點，也能夠全面適應學生的認知規律與特點，既可以幫助學生高效完成學習任務，也能夠避免其產生疲勞感，或者是注意力被分散。再加上微課的容量通常都比較小，不僅可以在網絡上進行快速觀看，對于一些比較難以理解的實驗原理等問題也可以下載到移動終端反復觀看。

　　四、基于微課模式的大學物理實驗改革措施

　　針對遼寧工業大學大學物理實驗教學方面存在的問題，將微課引入到大學物理實驗教學中將大幅度提升教學效果。微課的引入會彌補傳統教學方式的不足，同時也需要我們基于微課模式對目前的實驗教學環節加以調整和改進，具體有以下幾點建議：

　　（一）課前實驗預習環節

　　把網上觀看實驗微課視頻納入實驗預習環節，讓學生通過觀看微課視頻和閱讀教材相結合來對實驗內容進行預習，完成預習報告。課上老師除了檢查預習報告，最重要的是通過提問的方式考察學生的預習效果和對該實驗原理的理解及對操作方法的掌握程度。為了確保學生能足夠地重視實驗的預習，課前提問環節尤其重要，大約10分鐘左右的時間，盡量每個同學都提問到，并給出合理的預習成績。建議適當增加實驗預習成績滿分占總滿分的比重，以便提高學生對該環節的重視程度。

　　（二）課上實驗操作環節

　　通過提問了解學生預習中存在的問題，老師再進行針對性的講解，可以大大節約老師上課講課的時間。給學生提供充裕的操作時間，讓學生的動手能力和思維能力得到提升。實驗操作過程中，實驗指導老師負責做個別指導，在指導的過程中就會發現哪些學生對待實驗態度認真，動手能力強，進而給出合理的實驗操作成績。

　　（三）撰寫實驗報告環節

　　物理實驗課的總時間是110分鐘，去掉提問時間，剩下100分鐘。由于學生對實驗的預習給予了足夠的重視，這就為課上處理實驗數據提供了可能。課上處理實驗數據的好處在于學生遇到問題會及時向老師請教，通過不斷遇到問題并及時解決問題，學生定能牢牢掌握科學處理實驗數據的方法，為將來成為高水平的工程技術人才打下堅實的基礎。即使個別動手能力差的同學不能在課上完成實驗數據處理的全過程，但至少也能在課上把處理過程中遇到的問題及時找老師幫助解決，未完成的部分帶回去處理也不會導致學生"將錯就錯"的事情發生。這樣，學生通過一兩個實驗的動手實踐基本上就能掌握了正確處理實驗數據的方法，其他的實驗數據處理基本上就不會存在太多的錯誤。建議適當降低數據處理成績滿分占總滿分的比重。

　　五、結束語

　　微課與傳統教學模式的融合已成為教學領域發展的大趨勢。目前，在大學物理實驗方面我們所面臨的問題是如何制作出與教材配套的、能應用于實際教學的高水平的系列微課課程。這就需要我們全體從事物理實驗教學的老師要深入地研究微課的制作，在實踐中不斷探索，不斷總結。相信不遠的將來基于微課模式的大學物理實驗課程會充分發揮出其在工程技術人才培養中的不可估量的作用。

　　參考文獻：

　　[1]胡鐵生.微課：區域教育信息資源發展的新趨勢[J].電化教育研究，2011（10）：61-64.

　　[2]李玉平，微課程：走向簡單的學習[J].中國信息技術教育，2012（11）：15-19.

　　[3]宋金，黃明燕，李民.物理實驗教學與創新能力培養的研究——從牛頓環實驗得到的啟發[J].實驗室科學，2010，13（2）：25-27.

　　[4]唐艷妮，徐軍，羅積軍，等.微課在大學物理實驗教學中的應用探索[J].物理與工程，2014（S2）：57-59.

　　[5]宋海珍，何朝政.微課在地方本科院校大學物理實驗教學中的應用[J].南陽師范學院學報，2016，15（3）：66-68.

　　[6]徐翠艷，邱忠媛.牛頓環實驗不確定度的研究[J].遼寧工業大學，2014（34）：133-135.

　　[7]邱榮，楊振萍.微課在大學物理實驗教學中的應用探索[J].教育界，2016（21）：100-101.

　　[8]宋金，郭新峰，王生釗，等.微課在大學物理實驗教學中的應用[J].物理實驗，2015（2）：12-17.

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