大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)改革措施論文
摘要：社會(huì )經(jīng)濟的高速發(fā)展在某種程度上給微時(shí)代的發(fā)展提供了契機，微信、微電影等一些列微時(shí)代產(chǎn)品不斷涌現。新時(shí)代下，教學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的大趨勢就是網(wǎng)絡(luò )微課與傳統教學(xué)方式的結合。因此，大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)也應順應時(shí)代發(fā)展的潮流，利用微課教學(xué)的優(yōu)勢來(lái)彌補傳統教學(xué)手段上的不足，以便提高實(shí)驗教學(xué)水平和人才培養質(zhì)量。文章分析了普通工科院校中大學(xué)物理實(shí)驗傳統教學(xué)模式中存在的不足，分析了微課教學(xué)的特點(diǎn)，提出把傳統授課方式和微課教學(xué)相結合的新型大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)模式，并針對遼寧工業(yè)大學(xué)大學(xué)物理實(shí)驗的具體情況給出了實(shí)驗教學(xué)改革建議。
關(guān)鍵詞：微課；大學(xué)物理實(shí)驗；教學(xué)改革
當今時(shí)代，網(wǎng)絡(luò )信息技術(shù)的迅速發(fā)展和日益普及的智能移動(dòng)終端設備，使信息的傳播更加快速和便捷。社會(huì )發(fā)展的快速與高效也使得人們越來(lái)越喜歡主題鮮明、短小精悍、使用方便的信息資源。不知不覺(jué)“微時(shí)代”已悄然來(lái)臨。微課作為新型教學(xué)模式正越來(lái)越受到教學(xué)領(lǐng)域的推崇。所謂微課是指按照課程標準和教學(xué)實(shí)踐要求，以教學(xué)視頻為載體，圍繞某個(gè)知識點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節而進(jìn)行教學(xué)設計并開(kāi)展的教學(xué)活動(dòng)[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(mǎn)足學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習需求，讓學(xué)生能隨時(shí)隨地進(jìn)行自主地學(xué)習，是傳統課堂學(xué)習的一種重要補充[2]。大學(xué)物理實(shí)驗是當代中國大學(xué)生工科所有專(zhuān)業(yè)必須開(kāi)設的一門(mén)基礎必修課程，在培養高水平工程技術(shù)人才中有著(zhù)不可取代的重要作用。這是學(xué)生升入大學(xué)后接受系統實(shí)驗方法和實(shí)驗技能訓練的開(kāi)端。通過(guò)參與各項實(shí)驗教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生可以對力、熱、電、光等各種物理現象進(jìn)行更直接的觀(guān)察、分析，對所學(xué)物理理論知識有更深刻的理解，真正實(shí)現理論知識向實(shí)踐能力的巧妙轉移[3]。然而，由于實(shí)驗時(shí)間的不足，和大學(xué)生人數的逐年增加，大學(xué)物理實(shí)驗課程教學(xué)存在著(zhù)許多不足越來(lái)越明顯的暴露出來(lái)。針對這些不足，已有越來(lái)越多的學(xué)者提出了把微課與傳統大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)相融合的方法來(lái)提高大學(xué)物理實(shí)驗的教學(xué)水平和質(zhì)量[4，5]�？紤]到不同院校之間的教學(xué)設置和學(xué)生的差異性，本文以遼寧工業(yè)大學(xué)為例，分析其在大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)上存在的不足之處，并結合微課的特點(diǎn)及優(yōu)勢，提出并探討基于微課模式的大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)改革方向及具體措施。這在本校物理實(shí)驗教學(xué)改革的具體實(shí)施方面具有重要的指導意義，也為和本校有著(zhù)類(lèi)似情況的其他工科院校提供借鑒。
一、大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)改革的必要性
我校大學(xué)物理實(shí)驗課的基本程序包括：實(shí)驗課前的預習、課上進(jìn)行實(shí)驗操作和課后撰寫(xiě)實(shí)驗報告。目前，阻礙我校物理實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量和水平提升的主要因素有以下幾個(gè)方面：
�。ㄒ唬⿲W(xué)生課前預習不充分
在大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)中，學(xué)生必須在課前撰寫(xiě)預習報告，對實(shí)驗目的、原理、儀器及操作方案進(jìn)行必要的熟悉和了解，找到可能存在的問(wèn)題，這樣在課堂上才能抓住實(shí)驗的關(guān)鍵，能夠在實(shí)驗操作過(guò)程中及時(shí)、準確、迅速地獲得數據，提高課堂操作效率。但實(shí)際情況并非如此，學(xué)生對實(shí)驗的預習程度遠遠達不到能獨立按要求完成實(shí)驗。原因有三：一是學(xué)生重視程度不夠。因為大學(xué)物理實(shí)驗多是考察課，所以很多學(xué)生重視程度不夠，寫(xiě)預習報告只是為了應對老師課上的檢查；二是學(xué)生的物理理論基礎不夠。大學(xué)物理實(shí)驗課程與大學(xué)物理的理論課程是同步開(kāi)設，都集中在學(xué)生大一的下學(xué)期和大二的上學(xué)期，這就導致有些實(shí)驗的相關(guān)物理理論知識學(xué)生還沒(méi)有學(xué)到，勢必導致學(xué)生在對實(shí)驗原理的理解上存在障礙，影響學(xué)習興趣；三是條件限制，單純通多實(shí)驗指導書(shū)上抽象的理論公式，和簡(jiǎn)易的原理圖，對于一些比較復雜的物理實(shí)驗學(xué)生很難做到真正的理解，對實(shí)驗操作步驟也很難達到有個(gè)整體的把握。
�。ǘ┱n上時(shí)間分配不合理
物理實(shí)驗課應該以學(xué)生動(dòng)手操作，學(xué)生通過(guò)預習課上自主完成實(shí)驗任務(wù)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(shí)間對實(shí)驗內容和要求進(jìn)行詳盡的講解，一個(gè)實(shí)驗至少需要30分鐘以上的時(shí)間，才能對實(shí)驗有比較完整介紹。而大多數工科院校的實(shí)驗課時(shí)間都很有限，以我遼寧工業(yè)大學(xué)為例，物理實(shí)驗課的上課時(shí)間只有110分鐘（包括課間休息10分鐘）。這就導致學(xué)生動(dòng)手操作的時(shí)間減少了，再加上短時(shí)間內的實(shí)驗理論知識的灌輸學(xué)生也很難消化吸收，這也必然導致學(xué)生在做實(shí)驗的時(shí)候一頭霧水，等剛剛把實(shí)驗過(guò)程理順明白，調節好實(shí)驗儀器并開(kāi)始動(dòng)手操作，時(shí)間已所剩無(wú)幾。有些動(dòng)手能力差的同學(xué)甚至到下課時(shí)間也未能完成實(shí)驗數據的測量。目前，為了學(xué)生可以在有限的時(shí)間內完成實(shí)驗，很多老師采取方法就是減少實(shí)驗內容，而實(shí)驗內容的減少必然會(huì )制約對學(xué)生動(dòng)手能力和思維能力的培養，違背了開(kāi)設大學(xué)物理實(shí)驗課程的最初的目的。
�。ㄈ⿲W(xué)生課后撰寫(xiě)實(shí)驗報告不認真
大學(xué)物理實(shí)驗區別于高中物理實(shí)驗的一個(gè)顯著(zhù)特征就是對實(shí)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(kāi)設大學(xué)物理實(shí)驗課的重要目的之一。盡管實(shí)驗數據處理方法在緒論課中給學(xué)生進(jìn)行了統一講解，但每個(gè)實(shí)驗都有各自的具體要求。緊張的上課時(shí)間導致學(xué)生不得不把實(shí)驗數據帶回去處理。但是由于之前的預習環(huán)節和課上操作環(huán)節都未能達到最佳效果，因此在數據處理方面學(xué)生也必然會(huì )遇到問(wèn)題。但這一環(huán)節是由學(xué)生課后獨立完成，所以即使遇到問(wèn)題也找不到實(shí)驗指導老師請教。這就造成許多同學(xué)處理實(shí)驗數據彼此相互“借鑒”，實(shí)驗數據處理過(guò)程錯誤百出也依然將錯就錯。綜合分析以上幾個(gè)方面，可以看出物理實(shí)驗教學(xué)中存在的問(wèn)題嚴重地影響到了其教學(xué)效果。為了提高人才培養質(zhì)量，適應社會(huì )的發(fā)展，充分地發(fā)揮大學(xué)物理實(shí)驗應有的作用，對大學(xué)物理實(shí)驗傳統教學(xué)模式的改革勢在必行。
二、微課在教學(xué)中的優(yōu)勢分析
微課是指按照課程標準和教學(xué)實(shí)踐要求，以教學(xué)視頻為載體，圍繞某個(gè)知識點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節而進(jìn)行教學(xué)設計并開(kāi)展的教學(xué)活動(dòng)[1]。網(wǎng)絡(luò )信息技術(shù)的迅速發(fā)展和智能手機、平板電腦等移動(dòng)終端的普及使得微課作為新型教學(xué)資源正越來(lái)越受到教學(xué)領(lǐng)域的推崇。與傳統教學(xué)模式相比，微課有其諸多優(yōu)點(diǎn)：
�。ㄒ唬┙虒W(xué)時(shí)間短
微課的一般時(shí)間長(cháng)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(shí)間，因此微課能夠實(shí)現短時(shí)間內的信息高效傳輸，提高學(xué)習者的學(xué)習效率。
�。ǘ┙虒W(xué)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(diǎn)比較分散，不利于學(xué)生記憶。而微課的授課內容通常只集中在某一個(gè)知識點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節上，短時(shí)間內對某一個(gè)知識點(diǎn)的講解會(huì )讓人印象深刻。
�。ㄈ┥鷦�(dòng)形象
微課的制作是以教學(xué)課件為基礎，通常我們所用的PPT中有文字、圖片、音樂(lè )以及動(dòng)畫(huà)演示，還可以穿插視頻。這些表達方式的運用可以讓教學(xué)內容更加生動(dòng)形象，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性。
�。ㄋ模﹥热葚S富
大學(xué)物理實(shí)驗包含力、熱、電、光、近代物理等各方面的內容，而且和大學(xué)物理課程不同步，為了學(xué)生能夠順利的完成實(shí)驗，上課老師多數的講解集中在對操作方法、注意事項等問(wèn)題上，而對實(shí)驗的基本原理和實(shí)驗的`背景只能做簡(jiǎn)單介紹。通過(guò)微課，可以對實(shí)驗的背景、發(fā)展和原理進(jìn)行比較詳盡的介紹，有助于學(xué)生對物理知識的理解，和提高對物理學(xué)習的興趣。
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基于網(wǎng)絡(luò )信息技術(shù)的發(fā)展和智能手機的普及，學(xué)生幾乎可以隨時(shí)隨地查閱網(wǎng)上的信息，因此學(xué)生可以根據自己的個(gè)性化學(xué)習需要隨意選擇觀(guān)看微課的時(shí)間，不受傳統課堂固定時(shí)間固定地點(diǎn)的制約�？紤]到微課在教學(xué)中的優(yōu)勢，如果把大學(xué)物理實(shí)驗課的原理講解、儀器介紹、具體操作步驟和實(shí)驗注意事項等配以視頻制作成一系列的微課上傳到網(wǎng)絡(luò )平臺上，讓學(xué)生可以隨時(shí)上網(wǎng)或下載觀(guān)看，將會(huì )大大提升學(xué)生的實(shí)驗預習效果，并進(jìn)一步緩解課上操作時(shí)間有限，課后處理實(shí)驗數據不認真等問(wèn)題。
三、大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)中微課應用的具體分析
�。ㄒ唬┪锢韺�(shí)驗微課的制作
首先，注重教學(xué)趣味性的增加�？梢酝ㄟ^(guò)字幕的靈活運用來(lái)調動(dòng)學(xué)生學(xué)習興趣，微課應擺脫傳統教學(xué)模式的單一、死板，通過(guò)多種字體與動(dòng)畫(huà)方式的運用來(lái)快速集中學(xué)生注意力。也可以通過(guò)幽默的教學(xué)語(yǔ)言，多融入一些網(wǎng)絡(luò )時(shí)尚語(yǔ)言來(lái)增強學(xué)生學(xué)習興趣，或者是有機整合新知識與最新新聞來(lái)引起學(xué)生的關(guān)注。另外，也可以通過(guò)分篇展示的微課形式，多結合一些相關(guān)圖片數據來(lái)加深學(xué)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(xué)習資源轉變的更加簡(jiǎn)單，還應積極挖掘、整合更加豐富多彩的學(xué)習資源。傳統的視頻點(diǎn)播系統通�？梢赃m應數據資料在上傳、發(fā)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(xué)生提供人機互換的學(xué)習環(huán)境，從而為學(xué)生的自主管理上提供一定便捷，且可以結合學(xué)生的認知發(fā)展需求與特點(diǎn)，構建辨別互動(dòng)平臺，以此來(lái)為教育規劃者、學(xué)習者提供互相交流學(xué)習的界面。在大幅度提升學(xué)習效率基礎上，促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)地與他人溝通交流，產(chǎn)生強烈的學(xué)習欲望。再者，整合微課與物理實(shí)驗教學(xué)。微課與教學(xué)在很多方面都應加強整合，尤其是在理論與實(shí)踐教學(xué)上，可以涉及到數理化結合、也可以與課程設計息息相關(guān)等一系列內容，其中尤其顯著(zhù)的就是物理現象反映方面。對于實(shí)驗教學(xué)來(lái)講，實(shí)驗現象往往都是最關(guān)鍵的，也是學(xué)生一直關(guān)注的焦點(diǎn)。在傳統教學(xué)模式下，一些實(shí)驗變化通常只有教師才能夠做出細微的觀(guān)察與了解，而通過(guò)微課教師則可以運用計算機、手機等更直觀(guān)的演示給學(xué)生[7]。
�。ǘw現課堂的實(shí)驗情境
視頻是微課的重要載體，往往都是由教師搭配PPT來(lái)完成的，而PPT中不僅有文字，還有音樂(lè )、圖片等多樣化的表現形式，且在講解中教師也可以對照實(shí)物做出相應演示。這種教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展，不僅具有濃厚的趣味性，也能夠在課堂教學(xué)中快速吸引學(xué)生注意力，并引發(fā)其做出深入思考，這種優(yōu)勢在大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)中體現的尤為明顯，實(shí)驗儀器的熟悉與操作往往都是實(shí)驗教學(xué)中的關(guān)鍵組成部分，但是在學(xué)生在預習中，實(shí)驗講義涉及到的往往都是一些實(shí)驗原理，在實(shí)驗儀器上通常也只有一些名稱(chēng)與圖片，但具體的用法卻經(jīng)常處于模糊狀態(tài)，也那你獲得理想的預習效果[8]。而通過(guò)微課則可以通過(guò)直觀(guān)的呈現來(lái)有效解決這一問(wèn)題，通過(guò)各種儀器的操作演示，教師可以為學(xué)生詳細的講解可能出現的情況，有機需要注意的各類(lèi)問(wèn)題，讓學(xué)生獲得身臨其境的感受，促進(jìn)預習效果的不斷增強。
�。ㄈM(mǎn)足學(xué)生個(gè)性化需求
微課通常都是圍繞某一知識點(diǎn)來(lái)進(jìn)行設計的，教學(xué)目標較為單一，也具有較為顯著(zhù)的指向性，而對于大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)來(lái)講，通常都可以分為原理、儀器講解，以及實(shí)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(wǎng)絡(luò )上，讓學(xué)生結合自身認知需求，進(jìn)行自主學(xué)習，如，若缺乏原理知識，便可以將學(xué)習重點(diǎn)放在原理部分上，進(jìn)行反復觀(guān)看，而若對于儀器較為陌生則可以將儀器部分的學(xué)習作為重點(diǎn)等等。這可以充分滿(mǎn)足學(xué)生的個(gè)性化認知需求。
�。ㄋ模┨嵘龑�(shí)驗的演示效果
傳統教學(xué)視頻上經(jīng)常存在時(shí)間長(cháng)、容量大等一些普遍問(wèn)題，不論是在觀(guān)看，還是下載方面都需要耗費大量時(shí)間，而學(xué)生的耐心與興趣極易被下載過(guò)程削弱掉，難以獲得理想學(xué)習效果。而通過(guò)微課的運用，其不僅具有短小精悍的特點(diǎn)，也能夠全面適應學(xué)生的認知規律與特點(diǎn)，既可以幫助學(xué)生高效完成學(xué)習任務(wù)，也能夠避免其產(chǎn)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(wǎng)絡(luò )上進(jìn)行快速觀(guān)看，對于一些比較難以理解的實(shí)驗原理等問(wèn)題也可以下載到移動(dòng)終端反復觀(guān)看。
四、基于微課模式的大學(xué)物理實(shí)驗改革措施
針對遼寧工業(yè)大學(xué)大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)方面存在的問(wèn)題，將微課引入到大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)中將大幅度提升教學(xué)效果。微課的引入會(huì )彌補傳統教學(xué)方式的不足，同時(shí)也需要我們基于微課模式對目前的實(shí)驗教學(xué)環(huán)節加以調整和改進(jìn)，具體有以下幾點(diǎn)建議：
�。ㄒ唬┱n前實(shí)驗預習環(huán)節
把網(wǎng)上觀(guān)看實(shí)驗微課視頻納入實(shí)驗預習環(huán)節，讓學(xué)生通過(guò)觀(guān)看微課視頻和閱讀教材相結合來(lái)對實(shí)驗內容進(jìn)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(guò)提問(wèn)的方式考察學(xué)生的預習效果和對該實(shí)驗原理的理解及對操作方法的掌握程度。為了確保學(xué)生能足夠地重視實(shí)驗的預習，課前提問(wèn)環(huán)節尤其重要，大約10分鐘左右的時(shí)間，盡量每個(gè)同學(xué)都提問(wèn)到，并給出合理的預習成績(jì)。建議適當增加實(shí)驗預習成績(jì)滿(mǎn)分占總滿(mǎn)分的比重，以便提高學(xué)生對該環(huán)節的重視程度。
�。ǘ┱n上實(shí)驗操作環(huán)節
通過(guò)提問(wèn)了解學(xué)生預習中存在的問(wèn)題，老師再進(jìn)行針對性的講解，可以大大節約老師上課講課的時(shí)間。給學(xué)生提供充裕的操作時(shí)間，讓學(xué)生的動(dòng)手能力和思維能力得到提升。實(shí)驗操作過(guò)程中，實(shí)驗指導老師負責做個(gè)別指導，在指導的過(guò)程中就會(huì )發(fā)現哪些學(xué)生對待實(shí)驗態(tài)度認真，動(dòng)手能力強，進(jìn)而給出合理的實(shí)驗操作成績(jì)。
�。ㄈ┳珜�(xiě)實(shí)驗報告環(huán)節
物理實(shí)驗課的總時(shí)間是110分鐘，去掉提問(wèn)時(shí)間，剩下100分鐘。由于學(xué)生對實(shí)驗的預習給予了足夠的重視，這就為課上處理實(shí)驗數據提供了可能。課上處理實(shí)驗數據的好處在于學(xué)生遇到問(wèn)題會(huì )及時(shí)向老師請教，通過(guò)不斷遇到問(wèn)題并及時(shí)解決問(wèn)題，學(xué)生定能牢牢掌握科學(xué)處理實(shí)驗數據的方法，為將來(lái)成為高水平的工程技術(shù)人才打下堅實(shí)的基礎。即使個(gè)別動(dòng)手能力差的同學(xué)不能在課上完成實(shí)驗數據處理的全過(guò)程，但至少也能在課上把處理過(guò)程中遇到的問(wèn)題及時(shí)找老師幫助解決，未完成的部分帶回去處理也不會(huì )導致學(xué)生"將錯就錯"的事情發(fā)生。這樣，學(xué)生通過(guò)一兩個(gè)實(shí)驗的動(dòng)手實(shí)踐基本上就能掌握了正確處理實(shí)驗數據的方法，其他的實(shí)驗數據處理基本上就不會(huì )存在太多的錯誤。建議適當降低數據處理成績(jì)滿(mǎn)分占總滿(mǎn)分的比重。
五、結束語(yǔ)
微課與傳統教學(xué)模式的融合已成為教學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的大趨勢。目前，在大學(xué)物理實(shí)驗方面我們所面臨的問(wèn)題是如何制作出與教材配套的、能應用于實(shí)際教學(xué)的高水平的系列微課課程。這就需要我們全體從事物理實(shí)驗教學(xué)的老師要深入地研究微課的制作，在實(shí)踐中不斷探索，不斷總結。相信不遠的將來(lái)基于微課模式的大學(xué)物理實(shí)驗課程會(huì )充分發(fā)揮出其在工程技術(shù)人才培養中的不可估量的作用。
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