MOOC和PI相結(jié)合教學(xué)法在大學(xué)物理實驗教學(xué)中的運用研究

崔娟，胡珍妮，曹高飛，常在斌

（西安交通工程學(xué)院，西安 710300）

1 引言

在目前，運用MOOC和PI相結(jié)合的教學(xué)方法在大學(xué)教學(xué)中是非常常見的，而且，通過這種方法也能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，學(xué)生也能夠更加容易地接受知識。為此，研究MOOC和PI在大學(xué)物理實驗教學(xué)中的運用是非常有意義的[1]。

2 大學(xué)物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀

大學(xué)物理實驗是培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)實驗知識、實驗方法和實驗技能的課程，是高等院校理工科教學(xué)體系的重要組成部分。大學(xué)物理實驗教學(xué)屬于基礎(chǔ)性課程教學(xué)，主要的教學(xué)對象是剛進入大學(xué)的大一新生，它對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、動手能力、分析問題和解決問題的能力發(fā)揮著不可替代的作用[2]。這門課程與其他的專業(yè)實驗課程有非常大的區(qū)別，可以說大學(xué)物理實驗的很多教學(xué)內(nèi)容與其他課程內(nèi)容有著千絲萬縷的聯(lián)系，但也存在與當前企業(yè)、科研中能夠直接應(yīng)用的知識脫節(jié)的問題。所以如何搞好大學(xué)物理實驗的教學(xué)工作是目前擺在廣大物理教學(xué)工作者面前的普遍難題。

2.1 學(xué)生不感興趣

其實，大家對于大學(xué)物理實驗教學(xué)這個課程還是給予了一定的重視的，人們普遍認為這門課程是很實用的。大部分的學(xué)生對于這門課程的重要性和地位都給予了很高的評價。但是，學(xué)生在對這門課的興趣方面是非常不樂觀的，甚至有的學(xué)生根本就不知道這一門課程。這是因為大學(xué)物理實驗教學(xué)這門課程具有自身的獨特性。其在進行教學(xué)的過程當中，相關(guān)的知識點可能會比較枯燥。而且，單單通過學(xué)習(xí)的方式是沒有辦法完全理解這個實驗的原理和實驗的內(nèi)容的，所以嚴重打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，如何解決這個學(xué)生不感興趣的問題，也成為現(xiàn)在大學(xué)物理實驗教學(xué)發(fā)展的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2.2 大學(xué)物理實驗教學(xué)課程相對復(fù)雜

大學(xué)物理實驗教學(xué)課程非常復(fù)雜，其涉及的知識和概念都是比較難理解的，所以往往不能通過短暫的實驗課讓學(xué)生充分地理解所學(xué)的實驗內(nèi)容，這樣就會嚴重地影響這門課程的教學(xué)效果。在很多時候，學(xué)生只是按照課本上的步驟去完成實驗，根本就沒有理解課本的內(nèi)容，導(dǎo)致無法讓學(xué)生對這門課程產(chǎn)生興趣，也沒有辦法讓學(xué)生真正地在這門課程中學(xué)到東西。

因為其概念也比較復(fù)雜，老師在教授的過程當中，如果出現(xiàn)教學(xué)方法不適當?shù)那闆r，學(xué)生對于這門課程的厭惡心理可能會進一步加大。而且，如果學(xué)生無法理解在課堂上所學(xué)到的知識，會使其漸漸地對這門課程產(chǎn)生不良的情緒。這些因素都是非常不利于這門課程發(fā)展的，同時也是大學(xué)物理實驗課程亟需解決的問題。

2.3 教具欠缺

就大學(xué)物理實驗教學(xué)這個課程的性質(zhì)來說，其所需的物理實驗道具非常多。因為其是一個實踐性比較強的課程，需要很強的動手能力，對于教具方面的要求也會比較高。因此，一些大學(xué)教具方面的缺失也是阻礙這門課程進步的原因之一。很多的大學(xué)對于這方面的建設(shè)是不太重視的，只是注重對于理論知識的講解，對于實踐性活動的開展是相對比較少的，這非常不利于學(xué)生對這門課程的學(xué)習(xí)。學(xué)生在缺乏教具的情況下，也很難對這門課程產(chǎn)生興趣，使其對于這門課程上所學(xué)到的知識點停留在紙上，并沒有真正地轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的動手能力。畢竟，沒有教具是很難讓學(xué)生通過抽象的知識去理解到這個具體的操作步驟的。

3 MOOC和PI相結(jié)合的優(yōu)勢

雖然，大學(xué)物理實驗教學(xué)是一門比較重要的課程，但是其在發(fā)展過程當中也存在著一定的問題。而通過MOOC和PI相結(jié)合的教學(xué)方式，可以有效改善并解決這些問題[3]。由于大學(xué)物理實驗教學(xué)這門課程比較獨特，內(nèi)容相對復(fù)雜，因此，優(yōu)化其教學(xué)方式是非常有必要的。我們可以通過拍攝視頻的方式，將實驗的過程和原理用視頻來進行演示，將文字性的內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€動態(tài)的視頻，對學(xué)生的深入理解是非常有利的，同時可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。同時，也可以引入一些軟件廠家的預(yù)習(xí)系統(tǒng)，學(xué)生可以通過在線的方式進行虛擬操作，使學(xué)生能夠?qū)χR點有一個直觀的了解，同時增強其操作能力。

4 MOOC和PI相結(jié)合的教學(xué)方案

大學(xué)物理實驗學(xué)生的學(xué)習(xí)過程總的來說分為三大塊，即實驗前的預(yù)習(xí)、實驗課上的動手操作、課后實驗報告的完成。我們將從實驗預(yù)習(xí)及實驗課教學(xué)這兩塊對課程的教學(xué)方法進行改革。

實驗課的預(yù)習(xí)是非常重要的，因為任何一個實驗項目，其物理背景和實驗原理往往是相當復(fù)雜的，學(xué)生僅僅通過實驗課上有限的時間完全不足以理解實驗的內(nèi)容，若是不進行有效的實驗預(yù)習(xí)，就會嚴重影響實驗課的教學(xué)效果，導(dǎo)致學(xué)生只是按照操作步驟去完成實驗，卻完全沒有理解實驗內(nèi)容。因此，針對實驗預(yù)習(xí)的改革主要分兩塊來進行：第一，拍攝了大量詳盡的針對實驗項目的有關(guān)背景、原理、應(yīng)用、實驗操作的演示視頻，把索然無味的文字轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢耘c我們實驗現(xiàn)場相結(jié)合的動態(tài)視頻，從而大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情；第二，引進了科大奧銳公司的大學(xué)物理實驗預(yù)習(xí)系統(tǒng)，學(xué)生可以在線對虛擬實驗進行操作，從而更加深入理解實驗的操作。

針對實驗的課堂教學(xué)，我們采用PI式教學(xué)法，改革現(xiàn)有的以教師為主體的單向知識傳授模式，將基于問題的主動學(xué)習(xí)方式引入物理實驗的教學(xué)課堂。在采用PI教學(xué)模式時要嚴格按照PI的教學(xué)步驟進行，主要分為講義準備、PI課堂問題設(shè)計和使用、量化考核等幾個模塊。其中，講義的準備主要針對學(xué)生課前預(yù)習(xí)，編排時要充分突出實驗?zāi)康牡拿枋?，物理概念、物理圖像、實驗設(shè)計思想和實驗方法的闡述，避免枯燥的文字敘述，較多地引用圖例來提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。PI課堂問題的設(shè)計是PI的核心，必須精心設(shè)計每一個問題，緊密聯(lián)系課程主要內(nèi)容，充分引導(dǎo)學(xué)生對實驗的核心內(nèi)容、概念、實驗方法進行深入思考。量化考核是衡量PI教學(xué)法教學(xué)質(zhì)量好壞的重要手段。PI量化考核主要采用考試的方式進行，考試內(nèi)容將主要來自于課堂教學(xué)內(nèi)容，通過短期和長期考核相結(jié)合的方式來對比參與教學(xué)改革和傳統(tǒng)教學(xué)的學(xué)生成績，較為準確地對教學(xué)效果進行量化分析[4]。

5 結(jié)語

MOOC和PI相結(jié)合的教學(xué)方式在大學(xué)物理的教學(xué)當中取得了一定的成果。這種方式的運用也受到了學(xué)生們的歡迎。在未來，這種方式有可能被推廣到每一門課程當中。希望通過本文的研究和分析，大家能夠?qū)OOC和PI相結(jié)合的教學(xué)方式有一個了解和認識，也希望相關(guān)的教育工作者能夠充分地利用這種教學(xué)方式，為我國的教育事業(yè)作出貢獻。