李　穎

(天津城建大學(xué)，天津　300384)

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大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)數(shù)字化教學(xué)改革的探索

李穎

(天津城建大學(xué)，天津300384)

將信息技術(shù)應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅可以豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，使一些教學(xué)內(nèi)容變得直觀、易懂，從而可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力，是改善物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效途徑。通過(guò)數(shù)字化教學(xué)改革及課程建設(shè)，我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心也于2015年被評(píng)為天津市示范實(shí)驗(yàn)中心。

數(shù)字化；物理實(shí)驗(yàn)；信息技術(shù)；教學(xué)改

信息技術(shù)的飛速發(fā)展、信息載體和傳播技術(shù)的更新，使大學(xué)教學(xué)的研究手段、研究對(duì)象以及研究成果正在以難以想象的速度走向數(shù)字化，信息技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)研究和教學(xué)上的全面運(yùn)用和滲透，正為新世紀(jì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)創(chuàng)一個(gè)全新的局面。探索如何運(yùn)用信息技術(shù)、建立數(shù)字化時(shí)代的信息化教學(xué)模式已成為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革和建設(shè)的重點(diǎn)方向。

數(shù)字化技術(shù)通過(guò)數(shù)字模擬、數(shù)字動(dòng)畫(huà)、數(shù)字作圖等形象化的表現(xiàn),使學(xué)生對(duì)抽象的物理圖像與概念有了較清晰的理解[1,2]。教育部于2007年內(nèi)頒發(fā)了兩個(gè)重要的質(zhì)量工程建設(shè)文件，即教育部2007年1號(hào)文件——《教育部財(cái)政部關(guān)于實(shí)施高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的意見(jiàn)》及教育部2007年2號(hào)文件——《教育部關(guān)于進(jìn)一步深化本科教學(xué)改革全面提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見(jiàn)》。文件指出“把信息技術(shù)作為提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段。信息技術(shù)正在改變高等教育的人才培養(yǎng)模式。高等學(xué)校要在教學(xué)活動(dòng)中廣泛采用信息技術(shù)，不斷推進(jìn)教學(xué)資源的共建共享，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)及管理的網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化。要進(jìn)一步培養(yǎng)和提高教師制作和使用多媒體課件、運(yùn)用信息技術(shù)開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)的能力，培養(yǎng)和提高本科生通過(guò)計(jì)算機(jī)和多媒體課件學(xué)習(xí)的能力，以及利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)的能力”。

我校大學(xué)物理教學(xué)中心在多年的教學(xué)實(shí)踐基礎(chǔ)上，確立了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)數(shù)字化教學(xué)改革的思路和特色，并對(duì)課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等進(jìn)行改革。不僅豐富了教學(xué)內(nèi)容，而且新的教學(xué)模式更有利于營(yíng)造素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的學(xué)習(xí)環(huán)境。數(shù)字化教學(xué)改革，更有助于學(xué)生自主學(xué)習(xí)，能真正提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和處理問(wèn)題的實(shí)際能力。

1　實(shí)驗(yàn)教學(xué)數(shù)字化建設(shè)的目標(biāo)

當(dāng)前，教師在教學(xué)工作中常遇到以下三個(gè)方面的矛盾。一是教學(xué)內(nèi)容增加和課時(shí)數(shù)不足之間的矛盾；二是教師的科研壓力增大，以至于他們不得不思考如何把教學(xué)與科研有機(jī)結(jié)合起來(lái)；三是學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格和習(xí)慣也發(fā)生了很大的變化，趨于更加自由和靈活，這與局限于書(shū)本和講授的教學(xué)方式產(chǎn)生了矛盾。在原有以教材為中心的紙質(zhì)教學(xué)資源及建設(shè)成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行數(shù)字化教學(xué)資源的建設(shè)和推廣，把數(shù)字化教學(xué)與傳統(tǒng)方式結(jié)合起來(lái)是解決以上矛盾，提高課程教學(xué)質(zhì)量的根本途徑[3]。我們建設(shè)數(shù)字化教學(xué)資源基于以下教學(xué)目標(biāo)：

1.1實(shí)現(xiàn)開(kāi)放學(xué)習(xí)與資源共享

開(kāi)放的數(shù)字化資源體系是整個(gè)數(shù)字化教學(xué)的核心，學(xué)生可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)以適合自己的方式學(xué)習(xí)課程；數(shù)字化資源不是封閉的、一成不變的，而是開(kāi)放的、不斷豐富的，這對(duì)構(gòu)建學(xué)習(xí)型社會(huì)和構(gòu)建終身學(xué)習(xí)體系是十分重要的。

1.2構(gòu)建全新的數(shù)字化教學(xué)模式

數(shù)字化資源提供給教師的是現(xiàn)代化教學(xué)手段、豐富的教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)與數(shù)字化優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，形成科學(xué)的、多樣的授課方式[4]。

隨時(shí)調(diào)用資源體系中現(xiàn)成多媒體資源或者原始素材進(jìn)行上課，或者在上課前將所需要的素材內(nèi)容從相應(yīng)資源中直接下載到移動(dòng)硬盤(pán)上，上課時(shí)根據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì)的過(guò)程隨時(shí)調(diào)用。

1.3進(jìn)行靈活的數(shù)字化備課

有了數(shù)字化資源，教師更方便根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)的需要，利用多媒體電腦進(jìn)行備課。教師既可以單獨(dú)備課，也可以采取同一課程的多名教師分工協(xié)作、集體備課[5]。

2　實(shí)驗(yàn)教學(xué)數(shù)字化建設(shè)的內(nèi)容

數(shù)字化建設(shè)的指導(dǎo)思想是注重創(chuàng)新，考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)；綜合發(fā)展，整體優(yōu)化；突出基礎(chǔ)，加強(qiáng)應(yīng)用。通過(guò)課程教學(xué)內(nèi)容的組織和表現(xiàn)形式多樣化，保證教學(xué)質(zhì)量。充分體現(xiàn)信息化、互動(dòng)式教學(xué)的特點(diǎn)，以學(xué)生為中心，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性.

2.1教學(xué)儀器的數(shù)字化

我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及購(gòu)置的儀器設(shè)備在逐步向數(shù)字化發(fā)展，包括數(shù)字電表、數(shù)字示波器，及其它含有數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)的儀器設(shè)備。同時(shí)，我們也在嘗試改進(jìn)已有設(shè)備和實(shí)驗(yàn)裝置，使之逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化[6,7]。

2.2數(shù)字化教學(xué)資源的建設(shè)

目前，我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心已經(jīng)建立了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)站，并建立了豐富的數(shù)字化教學(xué)資源數(shù)字化資源包括：開(kāi)課要求、注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、電子教案、常用軟件、仿真實(shí)驗(yàn)、動(dòng)畫(huà)、趣味物理、拓展延伸等[8]。

2.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)中計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

在實(shí)驗(yàn)中引入計(jì)算機(jī)是很必要的,這包括電子教案的準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)過(guò)程的模擬、過(guò)程控制的實(shí)施，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、所采數(shù)據(jù)的分析處理等。數(shù)字化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)教學(xué)現(xiàn)代化的有力支撐，能大大豐富基礎(chǔ)物理內(nèi)容，并把許多難教難學(xué)的內(nèi)容變得簡(jiǎn)明易懂。

(1)用計(jì)算機(jī)模擬物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程

用計(jì)算機(jī)模擬物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程，即虛擬實(shí)驗(yàn)，也是實(shí)驗(yàn)中引入計(jì)算機(jī)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。近三年，我校業(yè)已開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的仿真實(shí)驗(yàn)有：游標(biāo)卡尺的使用、螺旋測(cè)微器的使用、楊氏雙縫干涉等二十多個(gè)，其中有的項(xiàng)目吸收學(xué)生參與，獲得校級(jí)立項(xiàng)八項(xiàng)、市級(jí)課題三項(xiàng)，獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利四項(xiàng)，2013年還獲取全國(guó)高校第11屆物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器評(píng)比一等獎(jiǎng)一項(xiàng)。

以電位差計(jì)實(shí)驗(yàn)為例：在計(jì)算機(jī)上用LabVIEW建立電路模型，基本結(jié)構(gòu)是滑動(dòng)變阻器分壓結(jié)構(gòu)，電壓、電流及電阻的變化隨變阻器滑動(dòng)端的變化產(chǎn)生相應(yīng)的改變并以數(shù)字顯示。其輸出的模擬量可以用于燈光強(qiáng)度變化的調(diào)整模型演示。在此基礎(chǔ)上，用場(chǎng)效應(yīng)管替代滑動(dòng)變阻器，用虛擬數(shù)字電位做控制，輸出量化電位可作為電視頻道切換的模擬演示，若將電壓改為交流輸入，則變化的輸出交流量可以模擬音響設(shè)備的音量等。因此，虛擬實(shí)驗(yàn)不僅可以將實(shí)驗(yàn)的物理概念清楚地表現(xiàn)出來(lái)，更可以將這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的性，用完全不同的物理形態(tài)和實(shí)際應(yīng)用清晰地展示給學(xué)生[9,10]。

(2)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理

使用計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)快捷而又準(zhǔn)確，Excel、Matlab等軟件在物理實(shí)驗(yàn)中廣泛應(yīng)用，常引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)字化教學(xué)資源自學(xué)，在之后的一些實(shí)驗(yàn)要求用該軟件的圖表功能、函數(shù)功能處理數(shù)據(jù)，如曲線(xiàn)擬合，用最小二乘法作線(xiàn)性或非線(xiàn)性參數(shù)估計(jì)，任意函數(shù)的間接測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算等，這些用計(jì)算機(jī)很容易處理[11]。Matlab在數(shù)值計(jì)算、矩陣運(yùn)算、符號(hào)運(yùn)算、圖形顯示等方面非常出色，有豐富的庫(kù)函數(shù)和各種專(zhuān)業(yè)工具箱，如果將它應(yīng)用到物理實(shí)驗(yàn)中，可較好地解決物理實(shí)驗(yàn)中的各種數(shù)據(jù)處理問(wèn)題，把學(xué)生從煩瑣重復(fù)的手工計(jì)算中解放出來(lái)，把更多的時(shí)間用于物理概念和物理思想的思考、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理念的感悟。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理時(shí)將Matlab引入，既可避免手工計(jì)算和作圖的麻煩，又增加數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和興趣，還可鍛煉學(xué)生計(jì)算機(jī)操作和編程能力。

3　實(shí)驗(yàn)數(shù)字化教學(xué)改革的探索

3.1物理實(shí)驗(yàn)數(shù)字化資源的運(yùn)用原則

在教學(xué)資源利用上我們注意處理好一下幾個(gè)關(guān)系，處理好物理知識(shí)的繼承性與現(xiàn)代信息技術(shù)的關(guān)系；注意處理好物理實(shí)驗(yàn)傳授與素質(zhì)培養(yǎng)的關(guān)系；注意處理好教師主導(dǎo)和學(xué)生主動(dòng)的關(guān)系。在具體的教學(xué)活動(dòng)中重視方法和思想；加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，注意發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，鼓勵(lì)創(chuàng)造性思維，也就是說(shuō)在教學(xué)中要讓學(xué)生動(dòng)腦、動(dòng)手、動(dòng)口，使學(xué)生敢想、敢做、敢講，鼓勵(lì)奇思妙想。

3.2數(shù)字化的教學(xué)改革的效果

從而改變了教學(xué)過(guò)程中“教”與“學(xué)”的關(guān)系，單向的“教”與“學(xué)”變成了多向的“教學(xué)互動(dòng)”；在資源的利用上我們注意引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，全方位強(qiáng)化應(yīng)用知識(shí)和能力的訓(xùn)練，并為物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)增添了新的內(nèi)容；注重啟發(fā)式教學(xué)，注意不同層次的需求；注重學(xué)生個(gè)性的發(fā)展，融大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)活動(dòng)于相關(guān)的資源中，加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生物理思維方法和綜合能力的訓(xùn)練。

(1)拉近了師生空間距離，可以遠(yuǎn)程互動(dòng)

大學(xué)物理和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)由于受益面非常廣，所以與學(xué)生交流是個(gè)難題。有了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，可以發(fā)通知，答疑，與學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)或被動(dòng)的交流。

(2)為學(xué)生提供了充足的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)以及教學(xué)輔助資源，拓展了教學(xué)開(kāi)放空間

對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)，僅憑一本教材是難以在實(shí)驗(yàn)前對(duì)實(shí)驗(yàn)有所了解的，而課前不了解實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)在三學(xué)時(shí)內(nèi)做好實(shí)驗(yàn)也是很困難的，因此各學(xué)校想盡辦法開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)空間，讓學(xué)生在課前能夠充分地預(yù)習(xí)；大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的開(kāi)通，極大地拓展了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)放空間；學(xué)生可以通過(guò)電腦、手機(jī)瀏覽網(wǎng)上資源，尤其是PPT和仿真實(shí)驗(yàn)，能夠讓學(xué)生在課前對(duì)儀器和操作過(guò)程有充分的了解。仿真實(shí)驗(yàn)是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教師自己開(kāi)發(fā)的系列教學(xué)課件，可以在網(wǎng)上直接播放，研制中把學(xué)生引入到開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用和創(chuàng)新能力。

3.3建設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力

為了重點(diǎn)培養(yǎng)基礎(chǔ)好，有特長(zhǎng)的學(xué)生，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心建立了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，組建了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，學(xué)生自愿報(bào)名，無(wú)償參與，自愿退出。根據(jù)學(xué)生的能力和興趣引導(dǎo)學(xué)生協(xié)助老師準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，與教師同步示范實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程；協(xié)助教師檢查實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程；儀器故障的報(bào)修、記錄，簡(jiǎn)單的維修；實(shí)驗(yàn)配套教學(xué)輔助資源的建設(shè)(實(shí)驗(yàn)儀器的研制以及軟件開(kāi)發(fā)等)；實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的相關(guān)教學(xué)研究工作；教師的科研工作；實(shí)驗(yàn)室條件允許情況下自己開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究。

3.4物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的模塊化實(shí)施

物理實(shí)驗(yàn)從教學(xué)內(nèi)容到組織形式樹(shù)立“強(qiáng)化應(yīng)用、壓縮經(jīng)典、重視現(xiàn)代”的指導(dǎo)思想，在實(shí)施方式方面，貫徹因材施教，按不同專(zhuān)業(yè)，不同要求，分模塊教學(xué)。按照不同專(zhuān)業(yè)進(jìn)行分類(lèi)，分模塊組織教學(xué)。不同的模塊中理論和實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、組織形式和教學(xué)模式以及教材均有所不同。構(gòu)建以虛擬實(shí)驗(yàn)室、演示實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)為主，且包含虛擬課堂、網(wǎng)上輔導(dǎo)、網(wǎng)上測(cè)試、網(wǎng)上答疑、物理論壇等欄目的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，補(bǔ)充和延伸應(yīng)用教學(xué)和實(shí)踐系統(tǒng)。

在開(kāi)設(shè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建立以培養(yǎng)應(yīng)用能力為主體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基地。該基地以教師開(kāi)發(fā)用于學(xué)生感性認(rèn)識(shí)，或者親歷其境體驗(yàn)的側(cè)重生活實(shí)際和工程訓(xùn)練的綜合性實(shí)驗(yàn),動(dòng)手制作適合學(xué)生動(dòng)手能力以及應(yīng)用能力培養(yǎng)的教學(xué)儀器，加大學(xué)生動(dòng)手能力培養(yǎng)的力度。同時(shí)適時(shí)組織學(xué)生參與部分儀器的制作、調(diào)試和操作以及物理實(shí)驗(yàn)技能競(jìng)賽、物理實(shí)驗(yàn)興趣小組等。

也把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容劃分成不同的模塊，如探索類(lèi)研究實(shí)驗(yàn)?zāi)K，探索類(lèi)實(shí)驗(yàn)是指那些能為學(xué)生提供廣大思考空間的實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容靈活多變，實(shí)驗(yàn)手段不一，實(shí)驗(yàn)方法眾多。它能吸引學(xué)生的目光，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生無(wú)限的想象，吸引學(xué)生去探索物理現(xiàn)象。比如：“YAG激光光譜分析與研究”、“多介質(zhì)法超聲波干涉”、“邁克爾遜干涉儀測(cè)鈉光波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)方法改進(jìn)”、“測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定等等題目”[12]。通過(guò)這些探索類(lèi)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不斷拓寬學(xué)生的視野，激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。設(shè)計(jì)類(lèi)研究實(shí)驗(yàn)?zāi)K，設(shè)計(jì)類(lèi)實(shí)驗(yàn)是一個(gè)開(kāi)放的工作平臺(tái)，主要培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和開(kāi)發(fā)能力。設(shè)計(jì)類(lèi)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容很廣泛，學(xué)生接觸的同類(lèi)儀器比較全面，便以學(xué)生學(xué)到更全面的相關(guān)知識(shí)。而且試驗(yàn)方法很靈活，試驗(yàn)過(guò)程很有趣，大大提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。比如：“傳感器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”、“太陽(yáng)能電池板性能比較實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”、“低溫系列設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”等，這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中大多是一個(gè)實(shí)驗(yàn)中包含了許多相關(guān)的其它實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。設(shè)計(jì)類(lèi)實(shí)驗(yàn)最大的特點(diǎn)是同一個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由多臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀器完成。這些儀器既有進(jìn)口儀器，又有國(guó)產(chǎn)儀器，還有自制儀器。所以大大拓展了學(xué)生的視眼，增加了學(xué)生用多種方法測(cè)量同一物理量的能力。設(shè)計(jì)類(lèi)實(shí)驗(yàn)主要提高了學(xué)生的儀器開(kāi)發(fā)和應(yīng)用能力，增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)趣味。

3.5物理實(shí)驗(yàn)考核方式的改革

(1)口試

要求學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)教師提出的問(wèn)題進(jìn)行回答，口試試題既包括對(duì)實(shí)驗(yàn)理論的理解、實(shí)驗(yàn)公式的闡述、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的分析，也包括對(duì)實(shí)驗(yàn)操作步驟的講授和實(shí)際操作。例如示波器的調(diào)整既有考察學(xué)生對(duì)電壓和周期計(jì)算公式表述的試題，也有要求學(xué)生根據(jù)提供的各種波形口頭回答調(diào)整步驟的試題[13]。這種面試形式試題豐富，能夠涵蓋學(xué)生所做實(shí)驗(yàn)的各個(gè)方面，而且相對(duì)于筆試更能夠讓學(xué)生通過(guò)考試了解自身在實(shí)驗(yàn)操作中存在的缺失和不規(guī)范。例如千分尺的使用，要求學(xué)生在測(cè)量漆包線(xiàn)直徑時(shí)規(guī)范各項(xiàng)操作步驟，包括棘齒輪的使用、初始讀數(shù)的讀取、多次測(cè)量、使用后千分尺的放置等。

在口試答辯考核中通過(guò)質(zhì)疑和提問(wèn)，教師可以比較真實(shí)地了解學(xué)生的實(shí)驗(yàn)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能水平。提問(wèn)的內(nèi)容可以是針對(duì)實(shí)驗(yàn)課堂的問(wèn)題，如考查學(xué)生對(duì)基本概念性知識(shí)的理解、對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題和現(xiàn)象的分析等，也可以是擴(kuò)展性、延伸性的問(wèn)題，如考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)備或?qū)嶒?yàn)結(jié)論等進(jìn)一步綜合應(yīng)用的能力。

(2)討論式

有時(shí)也讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)題目進(jìn)行講解，講解的內(nèi)容既可以是自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)論或?qū)嶒?yàn)心得，也可以提出在實(shí)驗(yàn)中遇到的難點(diǎn)或疑問(wèn)，其他學(xué)生可以加入交流討論，教師則在必要時(shí)加以點(diǎn)撥或總結(jié)。這一考核方式要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后整理自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，必要時(shí)可以查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，然后將自己的實(shí)驗(yàn)心得、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等用簡(jiǎn)明扼要的語(yǔ)言加以組織整理并加以口頭闡述。交流討論不僅促進(jìn)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能動(dòng)性，使學(xué)生通過(guò)小組互相交流討論從不同的角度理解實(shí)驗(yàn)，并且鍛煉了學(xué)生的思辨和語(yǔ)言表達(dá)能力。

(3)創(chuàng)新能力考核

不僅對(duì)常用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理納入考核指標(biāo)，而且對(duì)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)考核，允許學(xué)生自主選題、自主設(shè)計(jì)、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)并最終寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)的總結(jié)報(bào)告；另一方面學(xué)生利用網(wǎng)上選課系統(tǒng)[14]，學(xué)生可以選擇自己感興趣的實(shí)驗(yàn)，借助網(wǎng)絡(luò)教案，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不僅減輕實(shí)驗(yàn)教師的教學(xué)工作量，而且能提高學(xué)生做物理實(shí)驗(yàn)的積極性、主動(dòng)性、創(chuàng)造性以及現(xiàn)代科學(xué)思維方法的形成。

(4)科技論文寫(xiě)作

近代物理實(shí)驗(yàn)改革了成績(jī)考核方式，由傳統(tǒng)的筆試，改革為筆試和科技小論文相結(jié)合的方式。學(xué)生在完成了基本實(shí)驗(yàn)題目之后，進(jìn)行小論文研究。論文選題主要來(lái)源于以往學(xué)生做過(guò)的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，比如在核磁共振實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)共振峰高度不一致；微波波導(dǎo)傳輸與檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中晶體檢波率測(cè)量誤差過(guò)大[15]；以及對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)等等。指導(dǎo)教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的設(shè)備條件提出了一些與自己的科研課題相關(guān)的，比較簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，是小論文選題的另一個(gè)來(lái)源。學(xué)習(xí)方式按照科研課題的方式進(jìn)行，從選題、查閱文獻(xiàn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、進(jìn)行、論文撰寫(xiě)完全由學(xué)生自主進(jìn)行。

多樣化的考核方式首先針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生提出了不同層次的要求和培養(yǎng)模式，符合學(xué)生的專(zhuān)業(yè)需求和今后的發(fā)展方向。其次對(duì)學(xué)生的能力和素質(zhì)培養(yǎng)提出了更高的要求，既要求學(xué)生能夠熟練掌握實(shí)驗(yàn)的理論原理，更要求學(xué)生深入理解掌握各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技能，避免了學(xué)生為了應(yīng)付筆試而對(duì)實(shí)驗(yàn)理論死記硬背，使學(xué)生各方面的能力得到較為全面的展示和提高。

4　結(jié)　　語(yǔ)

對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行數(shù)字化教學(xué)改革，建設(shè)科學(xué)合理的教學(xué)體系，不僅是傳統(tǒng)教學(xué)的補(bǔ)充，而且是一種新的學(xué)習(xí)方式，是信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)和多媒體發(fā)展到一定程度的必然產(chǎn)物[16]。信息化教學(xué)是未來(lái)教學(xué)發(fā)展的方向，我校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心通過(guò)多年的嘗試和改革，基本上將信息技術(shù)應(yīng)用到了實(shí)驗(yàn)物理教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，取得了顯著效果，我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心也于2015年被評(píng)為天津市實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，取得可喜成績(jī)。

教學(xué)內(nèi)容信息化是高校提升教學(xué)質(zhì)量的重要體現(xiàn)，同時(shí)也是一種責(zé)任，是教學(xué)育人的責(zé)任。信息化實(shí)驗(yàn)物理教學(xué)是一個(gè)任重而道遠(yuǎn)的過(guò)程，需要進(jìn)一步完善課程建設(shè)，使大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)這門(mén)課在持久保持時(shí)代魅力。

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Exploration on the Reform of Digital TeachinginCollegePhysicsExperiment

LI Ying

(Tianjin Chengjian University,Tianjin 300384)

Applyinginformationtechnologytophysicsexperimentteaching,notonlycanenrichthecontentofexperimentteaching,theteachingcontentbecomeintuitiveandeasytounderstand,whichcaneffectivelyimprovethestudents'interestinlearning,innovativethinkingandcreativeability,itisaneffectivewaytoimprovethephysicsexperimentteaching.Throughthedigitalteachingreformandcurriculumconstruction,ouruniversityphysicsexperimentcenterin2015wasnamedTianjinexperimentaldemonstrationcenter.

digitization；physicsexperiment；informationtechnology；teachingreform

2016-02-01

天津城建大學(xué)教育教育改革研究項(xiàng)目(JG-1344 )

1007-2934(2016)04-0104-05

G642.0

ADOI：10.14139/j.cnki.cn22-1228.2016.004.032