信息時(shí)代“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”探究性教學(xué)設(shè)計(jì)

嚴(yán)立云

[1.吉林師范大學(xué) 物理學(xué)院，吉林 四平 136000；2.物理國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心（吉林師范大學(xué)），吉林 四平 136000]

在信息時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)對(duì)社會(huì)各方面的發(fā)展造成了極大的影響。網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在大學(xué)教育教學(xué)中的有效應(yīng)用，在創(chuàng)新教育模式、改善教育理念、提升教育質(zhì)量方面發(fā)揮了重要的推動(dòng)作用。在“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”教學(xué)中，可以綜合利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，促使學(xué)生積極參與物理實(shí)驗(yàn)并提高主動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提升與優(yōu)化。

1 “大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”實(shí)施探究性教學(xué)模式的意義

1.1 提升大學(xué)生的創(chuàng)新能力

在信息時(shí)代，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式出現(xiàn)重大變革，對(duì)高校的人才培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)模式提出了更高的要求。在社會(huì)發(fā)展的新形勢(shì)下，對(duì)具有較強(qiáng)實(shí)踐能力的創(chuàng)新型復(fù)合人才的需求越來(lái)越大[1]。因此，高校要結(jié)合社會(huì)對(duì)人才的新需求，綜合利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，推行新型的“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式，鼓勵(lì)大學(xué)生開(kāi)展自主探究式學(xué)習(xí)，優(yōu)化探究式教學(xué)設(shè)計(jì)，讓大學(xué)生在掌握基本的物理實(shí)驗(yàn)方法、知識(shí)、理論的基礎(chǔ)上，拓展其創(chuàng)造性和創(chuàng)新性思維，鍛煉其實(shí)踐能力，滿足社會(huì)發(fā)展新時(shí)期的人才需求?！按髮W(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程是理工科學(xué)生掌握基本物理知識(shí)的重要途徑，可以為大學(xué)生未來(lái)參與更加專(zhuān)業(yè)化和有針對(duì)性的物理實(shí)驗(yàn)奠定良好的基礎(chǔ)。教師要遵循自主探究性教學(xué)模式的原則，突出體現(xiàn)學(xué)生在教學(xué)設(shè)計(jì)中的主體地位，鼓勵(lì)大學(xué)生開(kāi)展自主實(shí)驗(yàn)探究，強(qiáng)化其實(shí)驗(yàn)操作和組織能力，幫助大學(xué)生樹(shù)立正確的科學(xué)探究意識(shí)，提升“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)的質(zhì)量，為社會(huì)輸送更多創(chuàng)新型人才。

1.2 創(chuàng)建輕松、民主的教學(xué)氛圍

在傳統(tǒng)的“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”教學(xué)中，學(xué)生往往具有沉重的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)，再加上教師的教學(xué)模式較為單一落后，難以激發(fā)學(xué)生的興趣。因此，以往的“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”教學(xué)氣氛較為沉悶，學(xué)生缺乏主動(dòng)參與和自主思考探究的積極性，甚至對(duì)枯燥的物理實(shí)驗(yàn)相關(guān)課程產(chǎn)生抵觸情緒[2]?；诖耍梢跃C合利用信息化教學(xué)手段，采取更加多樣化和靈活性的教學(xué)形式，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的趣味性，讓學(xué)生主動(dòng)參與課堂教學(xué)，讓學(xué)生真正成為課堂的主人，開(kāi)展自主性探究活動(dòng)，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，使整個(gè)課堂氛圍更加活躍和輕松，有利于學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造性思維。

1.3 強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐組織能力

在探究性教育模式下，教師和學(xué)生的角色發(fā)生了較大轉(zhuǎn)變，教師由原來(lái)的指揮者轉(zhuǎn)變?yōu)檩o助者，改變了以往“教師發(fā)布學(xué)習(xí)指令，學(xué)生被動(dòng)接受”的局面，學(xué)生也逐漸成為實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的主人，掌握了更多自主權(quán)，成為課堂的主導(dǎo)者，能夠自主開(kāi)展學(xué)習(xí)和規(guī)劃，并自行完成物理實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備、操作等學(xué)習(xí)活動(dòng)，而教師作為輔助者從旁指導(dǎo)[3]。通過(guò)這種方式，可以鍛煉學(xué)生的自主探究能力，強(qiáng)化其實(shí)驗(yàn)組織能力和實(shí)踐操作能力，提升其綜合能力。

2 信息背景下“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”網(wǎng)絡(luò)探究性教學(xué)

在信息技術(shù)背景下，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)探究性教學(xué)平臺(tái)，開(kāi)展有效的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)自主探究，提高教學(xué)質(zhì)量。

2.1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)要求

在設(shè)計(jì)“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”探究性教學(xué)平臺(tái)時(shí)，首先，要注重遵循以人為本的設(shè)計(jì)理念，從人的角度出發(fā)，盡可能地保障平臺(tái)界面簡(jiǎn)潔化和直觀化，方便學(xué)生和教師使用。為了吸引學(xué)生的使用興趣，還可以添加一些美觀性元素，使界面更加生動(dòng)形象，強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果[4]。其次，要提高平臺(tái)設(shè)計(jì)技術(shù)的穩(wěn)定性和安全性，加大技術(shù)投入，提升設(shè)計(jì)技術(shù)水平，降低出錯(cuò)率，保障物理實(shí)驗(yàn)探究性活動(dòng)有序開(kāi)展，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。再次，要保障平臺(tái)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，確保物理實(shí)驗(yàn)理論、方法、技能知識(shí)等方面能夠遵循相關(guān)規(guī)范，保障平臺(tái)運(yùn)行的可靠性。最后，要保障平臺(tái)設(shè)計(jì)的實(shí)用性，結(jié)合探究性教學(xué)的實(shí)際需求，保障平臺(tái)功能設(shè)置和模塊劃分具有較強(qiáng)的實(shí)用性，實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)網(wǎng)站的建設(shè)

在探究性“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”平臺(tái)網(wǎng)站的架構(gòu)中，主要分為六大功能模塊：（1）情感感知模塊，主要是結(jié)合學(xué)生的實(shí)際生活以及學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的相關(guān)現(xiàn)象和問(wèn)題，帶領(lǐng)學(xué)生自主探討，聯(lián)系實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，為學(xué)生創(chuàng)建真實(shí)的教學(xué)情境，在吸引學(xué)生興趣的同時(shí)，又提升了物理實(shí)驗(yàn)探究的深度和廣度，并將學(xué)生的注意力較好地集中到物理實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中。 （2）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)模塊，主要是在教師的協(xié)助下，引導(dǎo)學(xué)生掌握學(xué)習(xí)目標(biāo)，探究學(xué)習(xí)內(nèi)容和主要目的，全面了解和掌握探究實(shí)驗(yàn)所用到的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、試劑等使用方法和注意事項(xiàng)，采取科學(xué)的方法營(yíng)造科學(xué)的實(shí)驗(yàn)氛圍，幫助學(xué)生開(kāi)展主動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，在教師的指導(dǎo)下，遵循相關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)要求，結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，制定科學(xué)、合理的實(shí)驗(yàn)探究方案，并全面、真實(shí)地記錄。（3）探究實(shí)驗(yàn)?zāi)K，主要為學(xué)生提供一些物理學(xué)習(xí)資源，讓學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行仿真模擬物理實(shí)驗(yàn)探究，并掌握一些學(xué)習(xí)工具的應(yīng)用方法等。（4）協(xié)作交流模塊，主要是網(wǎng)絡(luò)線上交流模塊，引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)開(kāi)展即時(shí)性的交流溝通，如聊天室、BBS、電子郵件等，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的開(kāi)展進(jìn)行互動(dòng)交流，交換意見(jiàn)和想法，保障物理實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)順利進(jìn)行[5]。（5）成果評(píng)價(jià)模塊，通過(guò)該模塊，學(xué)生可以把物理實(shí)驗(yàn)自主探究的成果上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的后臺(tái)，教師也可以在該模塊為學(xué)生提供一些測(cè)試題目、實(shí)驗(yàn)等，對(duì)學(xué)生進(jìn)行在線測(cè)試，為物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)探究教學(xué)的效果評(píng)價(jià)提供參考依據(jù)。（6）拓展延伸模塊，主要是為了進(jìn)一步提升物理探究實(shí)驗(yàn)的深度和廣度，為學(xué)生提供一些物理實(shí)驗(yàn)之外的、與之相關(guān)的拓展性學(xué)習(xí)材料，并提供最新的物理知識(shí)，也可以放置一些和物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)相關(guān)的網(wǎng)站鏈接，方便學(xué)生進(jìn)行拓展性學(xué)習(xí)，擴(kuò)大物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)范圍，開(kāi)拓物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)視野。

2.3 建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫(kù)

在“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)探究性教學(xué)活動(dòng)中，需要同時(shí)構(gòu)建完善的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫(kù)，為學(xué)生和教師提供全面的實(shí)驗(yàn)資源等資料，保障網(wǎng)絡(luò)探究學(xué)習(xí)活動(dòng)的有效開(kāi)展[6]。其中，網(wǎng)絡(luò)資源教學(xué)庫(kù)中主要包含以下模塊：（1）實(shí)驗(yàn)素材庫(kù)，為物理實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展提供全面的素材資源；（2）專(zhuān)題知識(shí)素材庫(kù)，整理物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)，并形成多個(gè)知識(shí)專(zhuān)題，便于學(xué)生進(jìn)行集中化學(xué)習(xí)；（3）協(xié)作學(xué)習(xí)庫(kù)和探究成果庫(kù)，記錄并上傳學(xué)生協(xié)作探究和實(shí)驗(yàn)探究的成果，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、成果、實(shí)驗(yàn)思想等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面記錄和存儲(chǔ)，便于學(xué)生查找和教師評(píng)價(jià)等；（4）拓展素材庫(kù)，為學(xué)生提供多樣化和全面性的物理實(shí)驗(yàn)拓展知識(shí)，助力學(xué)生拓寬物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)視野，提升物理探究實(shí)驗(yàn)的深度和廣度。此外，在資料庫(kù)中還有研究課題庫(kù)，為學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)的開(kāi)展提供學(xué)習(xí)模板，讓學(xué)生選擇合適的課堂開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)，也可以為學(xué)生提供多樣化的探究性課題，讓學(xué)生在沒(méi)有合適的探究課題時(shí)進(jìn)行選擇。

2.4 “大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”探究性教學(xué)評(píng)價(jià)

教學(xué)評(píng)價(jià)是開(kāi)展探究性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，不僅可以綜合檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，也可以為教師探究性網(wǎng)絡(luò)教學(xué)設(shè)計(jì)的改善和優(yōu)化提供依據(jù)，保障教學(xué)設(shè)計(jì)的合理性和可行性。在探究性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以從知識(shí)、能力、情感3個(gè)方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)[7]。在信息技術(shù)背景下，首先，可以利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中的實(shí)驗(yàn)成果和在線測(cè)試結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，檢測(cè)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)、技能的掌握程度；其次，在學(xué)生開(kāi)展自主性探究實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，教師要注重對(duì)學(xué)生的探究態(tài)度、思路、方法等進(jìn)行過(guò)程性動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)；再次，還要注重對(duì)學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出來(lái)的創(chuàng)新能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)等進(jìn)行評(píng)價(jià)；最后，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià)并與同學(xué)相互評(píng)價(jià)，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)成果交流會(huì)，鼓勵(lì)學(xué)生自主發(fā)言，強(qiáng)化自主思考能力。

3 “大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”探究性翻轉(zhuǎn)應(yīng)用

在信息技術(shù)背景下，教師可以開(kāi)展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，實(shí)行線上線下混合教學(xué)方法，為學(xué)生提供更廣闊的自主思考和探究的空間，提升物理實(shí)驗(yàn)探究性教學(xué)效果和質(zhì)量[8]。在上課前，教師可以將相關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)，如實(shí)驗(yàn)理論、實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用方法、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等制作成微視頻，上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，讓學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，并記錄難點(diǎn)、疑點(diǎn)知識(shí)，或者利用網(wǎng)絡(luò)溝通平臺(tái)及時(shí)向教師咨詢(xún)；在實(shí)驗(yàn)課期間，由于學(xué)生已經(jīng)進(jìn)行了課前預(yù)習(xí)，掌握了基本的實(shí)驗(yàn)知識(shí)，教師可以直接引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)探究性操作，節(jié)省課堂實(shí)踐時(shí)間，也可以提升學(xué)生的操作能力。其間，教師要引導(dǎo)學(xué)生自由探討，提升物理實(shí)驗(yàn)課堂氛圍的活躍性，激發(fā)學(xué)生的靈感，提升其創(chuàng)新能力和創(chuàng)造能力。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的逐漸發(fā)展，信息技術(shù)手段和設(shè)備在教育教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用。在此背景下，開(kāi)展“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”探究性教學(xué)，可以借助功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展自主探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，充分發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的積極性和主動(dòng)性。采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生興趣，提升“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”教學(xué)的有效性，全面提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)造能力，為社會(huì)輸送更多高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，助力社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。