新視角下的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

張燕　李曉敏

摘要 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方式、勇于探索和實(shí)踐創(chuàng)新精神的重要實(shí)驗(yàn)學(xué)科。從教學(xué)理念、教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容和評價方式方面，詳細(xì)分析了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的存在的幾個問題，還結(jié)合當(dāng)前“MOOC（慕課）”教學(xué)模式，探討了如何改進(jìn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

關(guān)鍵詞 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 教學(xué) 慕課

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2015.08.063

A New Perspective On College Physics Experiment Teaching

ZHANG Yan， LI Xiaomin

（Shandong Xiehe University， Ji'nan， Shandong 250109）

Abstract University physics experiment is an important subject for students to cultivate the scientific thought method， creative and exploring spirit. This paper analyses several problems in physics experiment teaching on teaching ideal， teaching means and teaching evaluation. Combined with the current teaching mode of "MOOC"， how to improve the university physics experiment teaching is also explored.

Key words college physics experiment; teaching; MOOC

引言

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是一門重要的實(shí)驗(yàn)學(xué)科。無論是物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，還是物理理論的驗(yàn)證，都有賴于實(shí)驗(yàn)，通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察分析和對物理學(xué)的測量學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握物理學(xué)的基本知識、基本方法和基本技能，加深對物理學(xué)的理解，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。因此物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)綜合素質(zhì)人才的重要手段。然而，隨著教學(xué)理念，教學(xué)手段的不斷革新，尤其是以“MOOC（慕課）”①為代表的新型教育模式快速發(fā)展，大學(xué)物理的教學(xué)也面臨巨大的挑戰(zhàn)。本文結(jié)合當(dāng)前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的一些問題，進(jìn)行了全面系統(tǒng)的分析和探討研究，并提出了建設(shè)性建議，以期為高校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供借鑒。

1 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

1.1 教學(xué)方法和手段單一且長期不變

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課模式是教師首先讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，書寫預(yù)習(xí)報告，然后在課上教師講授實(shí)驗(yàn)原理內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)儀器操作和注意事項(xiàng)，最后是學(xué)生自己動手操作實(shí)驗(yàn)。通常教師講授的時間是20～30分鐘，在短暫的時間里學(xué)生接受的信息量是極大的，很難全部消化吸收，而且有的學(xué)生在預(yù)習(xí)的時候就有很多疑問，這些都給后來的操作帶來更大的困難。因此學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時就表現(xiàn)出動手能力不足，主動思考問題的時間少，不得不求助老師或其他同學(xué)，從而喪失了獨(dú)立思考解決問題和鍛煉動手能力的機(jī)會。

1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念落后

長期以來大學(xué)物理的教學(xué)理念認(rèn)為：只要實(shí)驗(yàn)講義中把實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟、注意事項(xiàng)等寫的非常詳細(xì)，學(xué)生只要看著“說明書”獨(dú)立測定出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這就是成功的一次實(shí)驗(yàn)。很顯然學(xué)生的這種機(jī)械模仿，無疑對培養(yǎng)他們的想象力和創(chuàng)造力是不利的，也有悖實(shí)驗(yàn)教學(xué)的初衷。②

1.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系有待更新和提高

目前各高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課是獨(dú)立于理論課的一門課，有專門的教材，理論內(nèi)容嚴(yán)謹(jǐn)，內(nèi)容全面充實(shí)。在知識的選取上以經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)為主，而且主要集中在力學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)部分，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)居多，旨在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。在課程設(shè)置上，也存在幾個問題：首先實(shí)驗(yàn)與理論教學(xué)不同步，很多學(xué)校不在同一學(xué)期開設(shè)，導(dǎo)致學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的時候感覺理論內(nèi)容已經(jīng)生疏，造成了理論與實(shí)驗(yàn)脫節(jié);其次課堂的演示實(shí)驗(yàn)比較少，演示條件落后，致使學(xué)生感覺物理知識太抽象，遙不可及;最后物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容題目較少，選題范圍窄，沒有針對不同層次和不同專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行設(shè)置，無法滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

1.4 評價方式不合理，無法調(diào)動學(xué)生積極性

每次完成實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)讓教師核對簽字，教師根據(jù)數(shù)據(jù)是否正確來判定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成敗，直到測到數(shù)據(jù)正確為止。課下學(xué)生在已有的實(shí)驗(yàn)報告模式上撰寫實(shí)驗(yàn)報告，一次實(shí)驗(yàn)課就此結(jié)束。最后的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)成績分三部分：預(yù)習(xí)成績（20%）+操作成績（40%）+報告成績（40%）。其中預(yù)習(xí)報告大多是學(xué)生把實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上內(nèi)容的搬家，無法體現(xiàn)學(xué)生預(yù)習(xí)的成效，教師也無法得知學(xué)生在預(yù)習(xí)時遇到什么問題;操作過程則是學(xué)生被動地重復(fù)老師的演示步驟，就能成功測到數(shù)據(jù)，難以調(diào)動激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)新觀念;最后的實(shí)驗(yàn)報告都是千篇一律的格式，只是數(shù)據(jù)不同，不利于鍛煉學(xué)生科研寫作能力。

2 改進(jìn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的措施

2.1 更新教學(xué)觀念

開設(shè)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的目的是使學(xué)生通過物理實(shí)驗(yàn)學(xué)會如何解決物理問題，而不是教學(xué)生使用儀器設(shè)備。學(xué)生要通過實(shí)驗(yàn)掌握物理規(guī)律，學(xué)會用實(shí)踐檢驗(yàn)物理理論，從而進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。作為教師，我們應(yīng)該充分認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的和意義，樹立更高的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。

2.2 提高教學(xué)方法和教學(xué)手段

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)廣泛應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)中。例如，以“MOOC（慕課）”為代表的大規(guī)模在線課程給我們帶來了全新的教學(xué)模式。③在“慕課”里，使用片段化教學(xué)，把視頻課程分解成10分鐘左右的微課程。④學(xué)生可以在課下提前觀看教學(xué)視頻，且視頻可以重復(fù)播放。教師和學(xué)生還可以在線互動，學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的問題可以在交互平臺上提出，幾分鐘內(nèi)就可以被解答，實(shí)現(xiàn)了線上教學(xué)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)完全可以引入“慕課”教學(xué)模式。教師可以提前把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的微視頻發(fā)布到網(wǎng)上供學(xué)生觀看，在課下學(xué)生就通過平臺熟悉實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容，就不會出現(xiàn)以往在短時間接受老師的巨大信息量而無法消化，導(dǎo)致做實(shí)驗(yàn)時困難重重的窘?jīng)r。在實(shí)驗(yàn)課上教師則側(cè)重深入指導(dǎo)、探討和解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，實(shí)現(xiàn)“課堂翻轉(zhuǎn)”。

2.3 合理安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和大學(xué)物理理論教學(xué)應(yīng)該合二為一，而不是相互獨(dú)立，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)該緊跟理論教學(xué)內(nèi)容。在內(nèi)容的選取上，應(yīng)該增加研究型、設(shè)計(jì)型和綜合型的實(shí)驗(yàn)，同時讓演示實(shí)驗(yàn)豐富課堂教學(xué)，⑤以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。教師還應(yīng)該針對不同層次和不同學(xué)科的學(xué)生開設(shè)不同的實(shí)驗(yàn)，提出不同的內(nèi)容和要求，滿足學(xué)生的求知探索和創(chuàng)新的欲望。

2.4 考核評價方式應(yīng)更加科學(xué)、全面、準(zhǔn)確

實(shí)驗(yàn)考核應(yīng)對學(xué)生采用全過程評價。課前的在線學(xué)習(xí)可以根據(jù)學(xué)生參與提出問題和解決問題的活躍程度以及視頻關(guān)注度進(jìn)行評價，這部分成績可占20%。對于實(shí)驗(yàn)操作過程，教師要對學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的環(huán)節(jié)，如動手操作能力情況、數(shù)據(jù)記錄等，進(jìn)行逐個考查，這部分可占40%。對于實(shí)驗(yàn)報告，除了要對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和數(shù)據(jù)處理做評價，還要注重學(xué)生能否對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題作出合理的解釋，這部分成績占40%。⑥筆者以為這種評價體系更客觀，更真實(shí)有效，能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3 結(jié)束語

物理首先是一門實(shí)驗(yàn)課程，它旨在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、分析問題和解決問題的能力，因此大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)至關(guān)重要。筆者通過分析當(dāng)前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的幾個問題，從教學(xué)觀念、教學(xué)方法和手段、教學(xué)內(nèi)容以及評價方式方面，還結(jié)合當(dāng)前“慕課”的教學(xué)模式，提出了建設(shè)性的改革措施，以促進(jìn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革，提高教學(xué)效果，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。

注釋

① 張鷙.“慕課”（MOOCs）發(fā)展對我國高等教育的影響及其對策[J].河北師范大學(xué)學(xué)報（教育科學(xué)版），2014.27（2）：90-92.

② 吳海英.《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》改革的幾點(diǎn)建議[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2015.28（1）：101-103.

③ 姜明文，李興洲.“慕課熱”之思考[J]. 河北師范大學(xué)學(xué)報（教育科學(xué)版），2014.16（2）：100-115.

④⑥宋金璠，郭新峰等.微課在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].物理實(shí)驗(yàn)，2015.35（2）：12-16.

⑤ 王化忠.中美大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的比較研究[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2013.7（1）：54-58.