大學(xué)物理實驗教學(xué)改革措施論文
摘要：社會經(jīng)濟的高速發(fā)展在某種程度上給微時代的發(fā)展提供了契機，微信、微電影等一些列微時代產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。新時代下，教學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的大趨勢就是網(wǎng)絡(luò)微課與傳統(tǒng)教學(xué)方式的結(jié)合。因此，大學(xué)物理實驗教學(xué)也應(yīng)順應(yīng)時代發(fā)展的潮流，利用微課教學(xué)的優(yōu)勢來彌補傳統(tǒng)教學(xué)手段上的不足，以便提高實驗教學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量。文章分析了普通工科院校中大學(xué)物理實驗傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的不足，分析了微課教學(xué)的特點，提出把傳統(tǒng)授課方式和微課教學(xué)相結(jié)合的新型大學(xué)物理實驗教學(xué)模式，并針對遼寧工業(yè)大學(xué)大學(xué)物理實驗的具體情況給出了實驗教學(xué)改革建議。
關(guān)鍵詞：微課；大學(xué)物理實驗；教學(xué)改革
當(dāng)今時代，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終端設(shè)備，使信息的傳播更加快速和便捷。社會發(fā)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(xué)模式正越來越受到教學(xué)領(lǐng)域的推崇。所謂微課是指按照課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)實踐要求，以教學(xué)視頻為載體，圍繞某個知識點或教學(xué)環(huán)節(jié)而進行教學(xué)設(shè)計并開展的教學(xué)活動[1]。微課與傳統(tǒng)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(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求，讓學(xué)生能隨時隨地進行自主地學(xué)習(xí)，是傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)的一種重要補充[2]。大學(xué)物理實驗是當(dāng)代中國大學(xué)生工科所有專業(yè)必須開設(shè)的一門基礎(chǔ)必修課程，在培養(yǎng)高水平工程技術(shù)人才中有著不可取代的重要作用。這是學(xué)生升入大學(xué)后接受系統(tǒng)實驗方法和實驗技能訓(xùn)練的開端。通過參與各項實驗教學(xué)活動，學(xué)生可以對力、熱、電、光等各種物理現(xiàn)象進行更直接的觀察、分析，對所學(xué)物理理論知識有更深刻的理解，真正實現(xiàn)理論知識向?qū)嵺`能力的巧妙轉(zhuǎn)移[3]。然而，由于實驗時間的不足，和大學(xué)生人數(shù)的逐年增加，大學(xué)物理實驗課程教學(xué)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(xué)者提出了把微課與傳統(tǒng)大學(xué)物理實驗教學(xué)相融合的方法來提高大學(xué)物理實驗的教學(xué)水平和質(zhì)量[4，5]�？紤]到不同院校之間的教學(xué)設(shè)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)物理實驗教學(xué)上存在的不足之處，并結(jié)合微課的特點及優(yōu)勢，提出并探討基于微課模式的大學(xué)物理實驗教學(xué)改革方向及具體措施。這在本校物理實驗教學(xué)改革的具體實施方面具有重要的指導(dǎo)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(xué)物理實驗教學(xué)改革的必要性
我校大學(xué)物理實驗課的基本程序包括：實驗課前的預(yù)習(xí)、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(xué)質(zhì)量和水平提升的主要因素有以下幾個方面：
�。ㄒ唬⿲W(xué)生課前預(yù)習(xí)不充分
在大學(xué)物理實驗教學(xué)中，學(xué)生必須在課前撰寫預(yù)習(xí)報告，對實驗?zāi)康摹⒃�、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(guān)鍵，能夠在實驗操作過程中及時、準(zhǔn)確、迅速地獲得數(shù)據(jù)，提高課堂操作效率。但實際情況并非如此，學(xué)生對實驗的預(yù)習(xí)程度遠遠達不到能獨立按要求完成實驗。原因有三：一是學(xué)生重視程度不夠。因為大學(xué)物理實驗多是考察課，所以很多學(xué)生重視程度不夠，寫預(yù)習(xí)報告只是為了應(yīng)對老師課上的檢查；二是學(xué)生的物理理論基礎(chǔ)不夠。大學(xué)物理實驗課程與大學(xué)物理的理論課程是同步開設(shè)，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(dǎo)致有些實驗的相關(guān)物理理論知識學(xué)生還沒有學(xué)到，勢必導(dǎo)致學(xué)生在對實驗原理的理解上存在障礙，影響學(xué)習(xí)興趣；三是條件限制，單純通多實驗指導(dǎo)書上抽象的理論公式，和簡易的原理圖，對于一些比較復(fù)雜的物理實驗學(xué)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。
�。ǘ┱n上時間分配不合理
物理實驗課應(yīng)該以學(xué)生動手操作，學(xué)生通過預(yù)習(xí)課上自主完成實驗任務(wù)主，但是由于課前預(yù)習(xí)不夠充分，課上需要老師利用一定的時間對實驗內(nèi)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(shù)工科院校的實驗課時間都很有限，以我遼寧工業(yè)大學(xué)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(dǎo)致學(xué)生動手操作的時間減少了，再加上短時間內(nèi)的實驗理論知識的灌輸學(xué)生也很難消化吸收，這也必然導(dǎo)致學(xué)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(diào)節(jié)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(xué)甚至到下課時間也未能完成實驗數(shù)據(jù)的測量。目前，為了學(xué)生可以在有限的時間內(nèi)完成實驗，很多老師采取方法就是減少實驗內(nèi)容，而實驗內(nèi)容的減少必然會制約對學(xué)生動手能力和思維能力的培養(yǎng)，違背了開設(shè)大學(xué)物理實驗課程的最初的目的。
�。ㄈ⿲W(xué)生課后撰寫實驗報告不認真
大學(xué)物理實驗區(qū)別于高中物理實驗的一個顯著特征就是對實驗數(shù)據(jù)的處理要求上升到了國際標(biāo)準(zhǔn)：不確定度的計算方法[6]、有效數(shù)字的運算規(guī)則及數(shù)據(jù)處理的各種手段。掌握誤差分析理論和數(shù)據(jù)處理方法是開設(shè)大學(xué)物理實驗課的重要目的之一。盡管實驗數(shù)據(jù)處理方法在緒論課中給學(xué)生進行了統(tǒng)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(dǎo)致學(xué)生不得不把實驗數(shù)據(jù)帶回去處理。但是由于之前的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)和課上操作環(huán)節(jié)都未能達到最佳效果，因此在數(shù)據(jù)處理方面學(xué)生也必然會遇到問題。但這一環(huán)節(jié)是由學(xué)生課后獨立完成，所以即使遇到問題也找不到實驗指導(dǎo)老師請教。這就造成許多同學(xué)處理實驗數(shù)據(jù)彼此相互“借鑒”，實驗數(shù)據(jù)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(xué)中存在的問題嚴(yán)重地影響到了其教學(xué)效果。為了提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，適應(yīng)社會的發(fā)展，充分地發(fā)揮大學(xué)物理實驗應(yīng)有的作用，對大學(xué)物理實驗傳統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)實踐要求，以教學(xué)視頻為載體，圍繞某個知識點或教學(xué)環(huán)節(jié)而進行教學(xué)設(shè)計并開展的教學(xué)活動[1]。網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的迅速發(fā)展和智能手機、平板電腦等移動終端的普及使得微課作為新型教學(xué)資源正越來越受到教學(xué)領(lǐng)域的推崇。與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，微課有其諸多優(yōu)點：
�。ㄒ唬┙虒W(xué)時間短
微課的一般時間長度都在10分鐘左右，這是大多數(shù)人能保持精力高度集中的時間，因此微課能夠?qū)崿F(xiàn)短時間內(nèi)的信息高效傳輸，提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率。
（二）教學(xué)內(nèi)容集中
傳統(tǒng)的授課模式往往在一節(jié)課上要講解許多的內(nèi)容，知識點比較分散，不利于學(xué)生記憶。而微課的授課內(nèi)容通常只集中在某一個知識點或教學(xué)環(huán)節(jié)上，短時間內(nèi)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(xué)課件為基礎(chǔ)，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(xué)內(nèi)容更加生動形象，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
�。ㄋ模﹥�(nèi)容豐富
大學(xué)物理實驗包含力、熱、電、光、近代物理等各方面的內(nèi)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驗，上課老師多數(shù)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(fā)展和原理進行比較詳盡的介紹，有助于學(xué)生對物理知識的理解，和提高對物理學(xué)習(xí)的興趣。
（五）使用方便
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)生幾乎可以隨時隨地查閱網(wǎng)上的信息，因此學(xué)生可以根據(jù)自己的個性化學(xué)習(xí)需要隨意選擇觀看微課的時間，不受傳統(tǒng)課堂固定時間固定地點的制約�？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(wǎng)絡(luò)平臺上，讓學(xué)生可以隨時上網(wǎng)或下載觀看，將會大大提升學(xué)生的實驗預(yù)習(xí)效果，并進一步緩解課上操作時間有限，課后處理實驗數(shù)據(jù)不認真等問題。
三、大學(xué)物理實驗教學(xué)中微課應(yīng)用的具體分析
�。ㄒ唬┪锢韺嶒炍⒄n的制作
首先，注重教學(xué)趣味性的增加�？梢酝ㄟ^字幕的靈活運用來調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，微課應(yīng)擺脫傳統(tǒng)教學(xué)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(xué)生注意力。也可以通過幽默的教學(xué)語言，多融入一些網(wǎng)絡(luò)時尚語言來增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，或者是有機整合新知識與最新新聞來引起學(xué)生的關(guān)注。另外，也可以通過分篇展示的微課形式，多結(jié)合一些相關(guān)圖片數(shù)據(jù)來加深學(xué)生理解。其次，構(gòu)建微課支持互助平臺。微課的運用不僅要將原本復(fù)雜、抽象的學(xué)習(xí)資源轉(zhuǎn)變的更加簡單，還應(yīng)積極挖掘、整合更加豐富多彩的學(xué)習(xí)資源。傳統(tǒng)的視頻點播系統(tǒng)通常可以適應(yīng)數(shù)據(jù)資料在上傳、發(fā)布與管理等一系列功能，而微課系統(tǒng)則可以在相應(yīng)的基礎(chǔ)平臺上，為學(xué)生提供人機互換的學(xué)習(xí)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(jié)合學(xué)生的認知發(fā)展需求與特點，構(gòu)建辨別互動平臺，以此來為教育規(guī)劃者、學(xué)習(xí)者提供互相交流學(xué)習(xí)的界面。在大幅度提升學(xué)習(xí)效率基礎(chǔ)上，促進學(xué)生積極主動地與他人溝通交流，產(chǎn)生強烈的學(xué)習(xí)欲望。再者，整合微課與物理實驗教學(xué)。微課與教學(xué)在很多方面都應(yīng)加強整合，尤其是在理論與實踐教學(xué)上，可以涉及到數(shù)理化結(jié)合、也可以與課程設(shè)計息息相關(guān)等一系列內(nèi)容，其中尤其顯著的就是物理現(xiàn)象反映方面。對于實驗教學(xué)來講，實驗現(xiàn)象往往都是最關(guān)鍵的，也是學(xué)生一直關(guān)注的焦點。在傳統(tǒng)教學(xué)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(xué)生[7]。
（二）體現(xiàn)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(xiàn)形式，且在講解中教師也可以對照實物做出相應(yīng)演示。這種教學(xué)活動的開展，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)物理實驗教學(xué)中體現(xiàn)的尤為明顯，實驗儀器的熟悉與操作往往都是實驗教學(xué)中的關(guān)鍵組成部分，但是在學(xué)生在預(yù)習(xí)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(jīng)常處于模糊狀態(tài)，也那你獲得理想的預(yù)習(xí)效果[8]。而通過微課則可以通過直觀的呈現(xiàn)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(xué)生詳細的講解可能出現(xiàn)的情況，有機需要注意的各類問題，讓學(xué)生獲得身臨其境的感受，促進預(yù)習(xí)效果的不斷增強。
�。ㄈM足學(xué)生個性化需求
微課通常都是圍繞某一知識點來進行設(shè)計的，教學(xué)目標(biāo)較為單一，也具有較為顯著的指向性，而對于大學(xué)物理實驗教學(xué)來講，通常都可以分為原理、儀器講解，以及實驗內(nèi)容等方面，教師可以將這些內(nèi)容以微課的形式上傳于網(wǎng)絡(luò)上，讓學(xué)生結(jié)合自身認知需求，進行自主學(xué)習(xí)，如，若缺乏原理知識，便可以將學(xué)習(xí)重點放在原理部分上，進行反復(fù)觀看，而若對于儀器較為陌生則可以將儀器部分的學(xué)習(xí)作為重點等等。這可以充分滿足學(xué)生的個性化認知需求。
�。ㄋ模┨嵘龑嶒灥难菔拘Ч�
傳統(tǒng)教學(xué)視頻上經(jīng)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(xué)生的耐心與興趣極易被下載過程削弱掉，難以獲得理想學(xué)習(xí)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(yīng)學(xué)生的認知規(guī)律與特點，既可以幫助學(xué)生高效完成學(xué)習(xí)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(fù)觀看。
四、基于微課模式的大學(xué)物理實驗改革措施
針對遼寧工業(yè)大學(xué)大學(xué)物理實驗教學(xué)方面存在的問題，將微課引入到大學(xué)物理實驗教學(xué)中將大幅度提升教學(xué)效果。微課的引入會彌補傳統(tǒng)教學(xué)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(xué)環(huán)節(jié)加以調(diào)整和改進，具體有以下幾點建議：
�。ㄒ唬┱n前實驗預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)
把網(wǎng)上觀看實驗微課視頻納入實驗預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生通過觀看微課視頻和閱讀教材相結(jié)合來對實驗內(nèi)容進行預(yù)習(xí)，完成預(yù)習(xí)報告。課上老師除了檢查預(yù)習(xí)報告，最重要的是通過提問的方式考察學(xué)生的預(yù)習(xí)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(xué)生能足夠地重視實驗的預(yù)習(xí)，課前提問環(huán)節(jié)尤其重要，大約10分鐘左右的時間，盡量每個同學(xué)都提問到，并給出合理的預(yù)習(xí)成績。建議適當(dāng)增加實驗預(yù)習(xí)成績滿分占總滿分的比重，以便提高學(xué)生對該環(huán)節(jié)的重視程度。
（二）課上實驗操作環(huán)節(jié)
通過提問了解學(xué)生預(yù)習(xí)中存在的問題，老師再進行針對性的講解，可以大大節(jié)約老師上課講課的時間。給學(xué)生提供充裕的操作時間，讓學(xué)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(dǎo)老師負責(zé)做個別指導(dǎo)，在指導(dǎo)的過程中就會發(fā)現(xiàn)哪些學(xué)生對待實驗態(tài)度認真，動手能力強，進而給出合理的實驗操作成績。
�。ㄈ┳珜憣嶒瀳蟾姝h(huán)節(jié)
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(xué)生對實驗的預(yù)習(xí)給予了足夠的重視，這就為課上處理實驗數(shù)據(jù)提供了可能。課上處理實驗數(shù)據(jù)的好處在于學(xué)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(xué)生定能牢牢掌握科學(xué)處理實驗數(shù)據(jù)的方法，為將來成為高水平的工程技術(shù)人才打下堅實的基礎(chǔ)。即使個別動手能力差的同學(xué)不能在課上完成實驗數(shù)據(jù)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(dǎo)致學(xué)生"將錯就錯"的事情發(fā)生。這樣，學(xué)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(shù)據(jù)的方法，其他的實驗數(shù)據(jù)處理基本上就不會存在太多的錯誤。建議適當(dāng)降低數(shù)據(jù)處理成績滿分占總滿分的比重。
五、結(jié)束語
微課與傳統(tǒng)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(yīng)用于實際教學(xué)的高水平的系列微課課程。這就需要我們?nèi)w從事物理實驗教學(xué)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(jié)。相信不遠的將來基于微課模式的大學(xué)物理實驗課程會充分發(fā)揮出其在工程技術(shù)人才培養(yǎng)中的不可估量的作用。
參考文獻：
[1]胡鐵生.微課：區(qū)域教育信息資源發(fā)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(xué)習(xí)[J].中國信息技術(shù)教育，2012（11）：15-19.
[3]宋金，黃明燕，李民.物理實驗教學(xué)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究——從牛頓環(huán)實驗得到的啟發(fā)[J].實驗室科學(xué)，2010，13（2）：25-27.
[4]唐艷妮，徐軍，羅積軍，等.微課在大學(xué)物理實驗教學(xué)中的應(yīng)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(xué)物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].南陽師范學(xué)院學(xué)報，2016，15（3）：66-68.
[6]徐翠艷，邱忠媛.牛頓環(huán)實驗不確定度的研究[J].遼寧工業(yè)大學(xué)，2014（34）：133-135.
[7]邱榮，楊振萍.微課在大學(xué)物理實驗教學(xué)中的應(yīng)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(xué)物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].物理實驗，2015（2）：12-17.
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