王素紅　張 巖

(信息工程大學(xué)理學(xué)院　河南 鄭州　450001)

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基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究與實(shí)踐

王素紅張 巖

(信息工程大學(xué)理學(xué)院河南 鄭州450001)

本文結(jié)合我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程改革的具體實(shí)際，介紹了課程教學(xué)的設(shè)計(jì)理念和課程教學(xué)的組織模式，通過課程改革的運(yùn)行，總結(jié)出大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程改革對(duì)人才培養(yǎng)發(fā)揮的作用，指出了課程改革存在的問題，以及解決問題的方法．

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理念組織模式

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)覆蓋廣泛的學(xué)科領(lǐng)域，具有多樣化的實(shí)驗(yàn)方法和手段以及綜合性很強(qiáng)的基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，使之成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力、引導(dǎo)學(xué)生確立正確的科學(xué)思想和科學(xué)方法，提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的重要基礎(chǔ)．我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程利用總部實(shí)驗(yàn)室建設(shè)專項(xiàng)，建立了基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的物理實(shí)驗(yàn)室規(guī)范化管理體系，在此基礎(chǔ)上，我們對(duì)課程教學(xué)的設(shè)計(jì)理念、組織運(yùn)行模式、考核方式進(jìn)行了一系列的改革，取得了一定的成果．

1　課程教學(xué)的設(shè)計(jì)理念

課程按照慕課(MOOC)教學(xué)的理念，“翻轉(zhuǎn)課堂”的模式組織教學(xué)．利用微格教室，將每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目錄制成15 min左右的“微課”，“微課”主要介紹實(shí)驗(yàn)背景、實(shí)驗(yàn)方法、儀器的使用、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的拓展研究、實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的故障及排除故障的方法等，可供學(xué)生反復(fù)觀看．通過對(duì)教材和“微課”的學(xué)習(xí)，了解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路、基本方法和實(shí)驗(yàn)原理，利用預(yù)習(xí)題庫(kù)自動(dòng)組卷，進(jìn)行預(yù)習(xí)測(cè)試，只有通過預(yù)設(shè)的準(zhǔn)入門檻分?jǐn)?shù)，學(xué)生才算完成預(yù)習(xí)，刷卡進(jìn)行派位并遠(yuǎn)程開啟實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，刷卡開啟實(shí)驗(yàn)室門禁，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．如果沒有通過預(yù)習(xí)題測(cè)試，派位機(jī)不能對(duì)學(xué)生實(shí)現(xiàn)派位，也打不開實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，要求學(xué)生重新預(yù)習(xí)[1]．

針對(duì)課內(nèi)開放，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室有專職教師輔導(dǎo)，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的問題加以引導(dǎo)，對(duì)學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)問題進(jìn)行討論，讓學(xué)生帶著問題和興趣走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，課內(nèi)教學(xué)突出了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)．學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)以學(xué)生課外自學(xué)為主，充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的輔助教學(xué)功能，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容得以擴(kuò)充，克服實(shí)驗(yàn)教學(xué)長(zhǎng)期受到課堂和學(xué)時(shí)限制的困擾．實(shí)現(xiàn)了課下自學(xué)、課上教師輔導(dǎo)的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)組織模式．

針對(duì)課外開放，學(xué)生只需要在實(shí)驗(yàn)室開放管理系統(tǒng)中選課(如果第一次進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，還需要完成預(yù)習(xí)準(zhǔn)入)，即可實(shí)現(xiàn)刷卡派位和開啟門禁進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)的所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目全天候?qū)W(xué)生開放[2]．

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室全部安裝有監(jiān)控系統(tǒng)，可以對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行全程監(jiān)控，教師只需要在監(jiān)控室，就可以完成對(duì)各實(shí)驗(yàn)室的監(jiān)控和對(duì)講．

2　課程教學(xué)的組織模式

按照課程教學(xué)計(jì)劃的安排，采取先理論講授后實(shí)驗(yàn)操作的方式進(jìn)行組織．首先安排大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)理論知識(shí)講授，采取集中授課方式．本次理論講授主要內(nèi)容是介紹大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的地位、任務(wù)，有效數(shù)字的讀取及計(jì)算，誤差及不確定度的有關(guān)知識(shí)，數(shù)據(jù)處理方法，物理實(shí)驗(yàn)方法介紹等，教師還會(huì)介紹物理實(shí)驗(yàn)的基本流程及注意事項(xiàng)．本次課是課程唯一一次理論講授，實(shí)踐教學(xué)按照?qǐng)D1流程組織運(yùn)行[1]：

圖1　物理實(shí)驗(yàn)的基本流程

3　教學(xué)改革后效益分析

利用實(shí)驗(yàn)室專項(xiàng)建設(shè)經(jīng)費(fèi)，我們建立了基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的物理實(shí)驗(yàn)室信息化管理軟件平臺(tái)、監(jiān)控系統(tǒng)、預(yù)習(xí)題庫(kù)及預(yù)習(xí)自動(dòng)評(píng)判系統(tǒng)、電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告自動(dòng)評(píng)判系統(tǒng)，改革了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方法，通過試運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性明顯提高，主要表現(xiàn)在：

(1)主動(dòng)預(yù)習(xí)的意識(shí)明顯提高

依據(jù)物理實(shí)驗(yàn)課程特點(diǎn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容安排比較飽滿，而且每個(gè)實(shí)驗(yàn)所使用的儀器完全不同，為了在3個(gè)學(xué)時(shí)內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生的預(yù)習(xí)提出了更高的要求．預(yù)習(xí)準(zhǔn)入門檻的設(shè)定，有效督促了學(xué)生課前預(yù)習(xí).學(xué)生說，不認(rèn)真預(yù)習(xí)，就不能通過預(yù)習(xí)門檻，派位系統(tǒng)就不能安排座位，更進(jìn)不了實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

(2)獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的意識(shí)加強(qiáng)

批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告占用了實(shí)驗(yàn)課教師大量的時(shí)間，借助于信息化平臺(tái)，我們對(duì)計(jì)算量大的實(shí)驗(yàn)，制訂了詳盡的電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告自動(dòng)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，只要學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告通過系統(tǒng)提交，計(jì)算機(jī)會(huì)按照已定標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)對(duì)提交的報(bào)告進(jìn)行評(píng)閱，規(guī)范了數(shù)據(jù)處理過程，杜絕了抄襲實(shí)驗(yàn)結(jié)果現(xiàn)象的發(fā)生．對(duì)計(jì)算量小或設(shè)計(jì)性、課題型的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，我們采取網(wǎng)絡(luò)提交、人工批閱的方法．由于學(xué)生的原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)過教師簽章后需要上傳到電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，數(shù)據(jù)處理的結(jié)果是以原始數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行的，有效避免了實(shí)驗(yàn)報(bào)告中自己的數(shù)據(jù)是別人的結(jié)果情況發(fā)生．

(3)自主學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性提升

課程組織模式和考核方式改革，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，從實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)到完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，從課內(nèi)實(shí)驗(yàn)到課外探究，學(xué)生們對(duì)學(xué)習(xí)都表現(xiàn)出了極大的興趣．例如在操作考試前實(shí)驗(yàn)室開放的一周內(nèi)，從早上8點(diǎn)到晚上，中午不休息，學(xué)生們到實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和討論研究，考試所用的儀器是實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)提供的，具體內(nèi)容由監(jiān)考教師臨時(shí)公布，每個(gè)位置測(cè)量的內(nèi)容不同，有效避免了學(xué)生抄數(shù)據(jù)和泄露考題的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)．

(4)教、學(xué)、管各負(fù)其責(zé)，學(xué)生綜合素質(zhì)明顯提高

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)全過程實(shí)行了信息化管理，從預(yù)習(xí)準(zhǔn)入、選課、電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交、考勤、成績(jī)統(tǒng)計(jì)、監(jiān)控等實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制、無紙化、一卡通．教師只需要把主要精力放在課堂教學(xué)組織上，不需要關(guān)注學(xué)員遲到、早退、曠課等，學(xué)生需要管理好自己的課程和成績(jī)，做好預(yù)習(xí)，按時(shí)刷卡，管理干部在一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)電腦上便可追蹤學(xué)員行蹤，方便了教學(xué)和管理．

4　教學(xué)改革中存在的問題

課程改革雖然取得了一定的效果，但是在運(yùn)行過程中，我們也發(fā)現(xiàn)了不少的問題，主要表現(xiàn)在：

(1)課程的教學(xué)組織模式存在的問題

課程的教學(xué)組織模式和我校現(xiàn)行的組織管理模式不一致，給學(xué)員的學(xué)習(xí)壓力很大，加上軍訓(xùn)網(wǎng)環(huán)境的問題，少數(shù)學(xué)員存在抵觸情緒，經(jīng)過座談了解，總的來說學(xué)員是認(rèn)可的，下一步我們準(zhǔn)備設(shè)置幾個(gè)公用賬號(hào)，分配給校、院機(jī)關(guān)和各營(yíng)，方便查詢和管理．

(2)預(yù)習(xí)準(zhǔn)入門檻設(shè)定存在的問題

試運(yùn)行期間，我們將學(xué)生預(yù)習(xí)準(zhǔn)入門檻設(shè)定為滿分(10分)，根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，85%的學(xué)生通過不止一次預(yù)習(xí)測(cè)試能夠通過門檻，也有15%的學(xué)生沒有通過．2015年大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室全部實(shí)行預(yù)習(xí)準(zhǔn)入門檻，為了讓學(xué)生通過認(rèn)真觀看視頻，順利通過預(yù)習(xí)自動(dòng)評(píng)判系統(tǒng)，擬將預(yù)習(xí)準(zhǔn)入門檻設(shè)置為8分，預(yù)習(xí)滿分為10分．

(3)電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告自動(dòng)評(píng)判模板制定存在的問題

在制定電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，盡管進(jìn)行了多次討論修改，試運(yùn)行時(shí)還是發(fā)現(xiàn)或多或少的問題．從數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)情況看，計(jì)算機(jī)自動(dòng)評(píng)判的實(shí)驗(yàn)報(bào)告分?jǐn)?shù)普遍比較低，不及格率偏高．我們分析主要原因：一是學(xué)生還沒扭轉(zhuǎn)抄襲作業(yè)壞毛病，二是相對(duì)我們的學(xué)生，制定的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)偏高．我們結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況進(jìn)行修改，制定的標(biāo)準(zhǔn)既正確、規(guī)范，又合理、符合實(shí)際．

(4)學(xué)生綜合素質(zhì)提升問題

國(guó)外的大學(xué)，學(xué)生每學(xué)期選修什么課程、選課前預(yù)修什么課程、課程成績(jī)等都是依托網(wǎng)絡(luò)完成，學(xué)生很自覺地安排好每學(xué)期自己要選幾門課，選什么課，課程是否拿到學(xué)分等等．相比較而言，我們的學(xué)生管理自己的能力有待提高．對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程而言，在實(shí)驗(yàn)選課前，我們會(huì)安排物理實(shí)驗(yàn)理論課，本次課是面向所有必修大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)生，也是唯一一次理論課．在這次課上，任課教師會(huì)詳細(xì)講解物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)理論知識(shí)、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的基本程序、實(shí)驗(yàn)過程中的問題及注意事項(xiàng)．對(duì)教學(xué)組織過程中的一些常見問題，我們組織編寫了《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)指導(dǎo)書》，對(duì)一些臨時(shí)情況，我們會(huì)通過門戶網(wǎng)站及時(shí)發(fā)布信息，希望必修大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)生關(guān)注．課程的組織運(yùn)行模式對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的提升起到一定的促進(jìn)作用．

總之，通過大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的研究與探索，逐步形成了好的學(xué)習(xí)環(huán)境，好的激勵(lì)機(jī)制和管理機(jī)制，逐步調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，為提高教學(xué)質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)．2015年是我校教育轉(zhuǎn)型的攻堅(jiān)年，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程改革全面鋪開，全體教師在不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，逐步完善各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，為高標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)信息化條件下新型軍事人才而努力．

1王素紅主編.《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書.鄭州：信息工程大學(xué)出版社，2015.3～11

2王素紅.基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)管理體系建設(shè).第八屆全國(guó)高等學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研討會(huì)論文集，2014.33～35

Based on the Network Environment of University Physics Experiment Teaching Reform Research and Practice

Wang SuhongZhang Yan

(Information engineering university Institute of science，zhengzhou，Henan450001)

The use of special funds to support the military training department of laboratory construction, the construction of physical laboratory teaching management system based on network environment , mainly including the use of video preview, simulation and automatic test system implement preview access, experimental process monitoring, the electronic experimental report of the automatic evaluation, Microteaching system and power control, attendance management implementation a card management, the construction project is widely used in the course of university physics experiment teaching.In this paper, combined with the actual of the reform in physics experiment course, the paper introduces the design of the teaching idea and teaching organization mode, through the operation of the curriculum reform, summarizes the university physics experiment curriculum reform to the role of talent training, points out the problems existing in the curriculum reform, and the method to solve the problem.

the university physics experiment; design concept ;organization mode

王素紅(1965-)，女，副教授，主要從事物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)科研工作，研究方向?yàn)樾畔⒐こ蹋?/p>

2016-04-19)