肖立勇 尹 躍

(六盤水師范學(xué)院物理與電氣工程學(xué)院 貴州 六盤水 553001)

在高校中開(kāi)設(shè)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的初心就是希望大學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新和思考能力，激發(fā)大學(xué)生的創(chuàng)造能力.《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》針對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)明確指出[1～5]，重在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,突出在實(shí)驗(yàn)中把理論知識(shí)轉(zhuǎn)換為實(shí)踐的重要性，同時(shí)樹立學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性和務(wù)實(shí)性.

在新時(shí)代的帶領(lǐng)下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)要與時(shí)俱進(jìn)、潛移默化地融入現(xiàn)代信息化教學(xué)技術(shù)，重新打造教學(xué)模式，使教學(xué)方式多元化、教學(xué)內(nèi)容豐富化、學(xué)習(xí)方式多樣化和考核方式合理化[3].在2018年教育部頒布的《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見(jiàn)》中明確指出[5～10]，要讓現(xiàn)代科學(xué)信息技術(shù)服務(wù)教育、輔助教育和提升教育，并且在教育中優(yōu)化和推動(dòng)信息技術(shù)的發(fā)展[11～15]，讓信息技術(shù)和教學(xué)相輔相成、比肩前行.

除了傳統(tǒng)的教學(xué)以外，互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)逐步成為高校教學(xué)的方式之一.在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為了充分利用現(xiàn)代信息化教學(xué)技術(shù)，使教學(xué)方式符合當(dāng)代大學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，并使學(xué)生充分合理安排學(xué)習(xí)時(shí)間，本文將結(jié)合新時(shí)代教學(xué)方式和理念，利用學(xué)習(xí)通軟件，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和考核方式進(jìn)行相應(yīng)的改革，并在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力進(jìn)行培養(yǎng).

1 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀分析

在傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式下，學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，在教師的示范下完成實(shí)驗(yàn)，并機(jī)械化地撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對(duì)實(shí)驗(yàn)相應(yīng)的拓展性知識(shí)基本上沒(méi)有思考和深究.其次,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容沒(méi)有按照大學(xué)物理課程的進(jìn)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，且實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)沒(méi)有具體劃分和突出，同時(shí)學(xué)生的考核方式僅僅包括實(shí)驗(yàn)操作情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況，考核單一且不合理.學(xué)生在高中階段的實(shí)驗(yàn)操作偏少，在實(shí)驗(yàn)難易程度上不能很好地定位學(xué)生的接受能力，同時(shí)教師的教學(xué)單一，考核不全面，在教學(xué)方式和方法上不能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

在當(dāng)代信息技術(shù)背景下，學(xué)生對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)可度和依賴度逐步提升，為了學(xué)生能夠把上網(wǎng)時(shí)間有效地安排在學(xué)習(xí)上，把互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)作為正規(guī)教學(xué)的一部分是非常必要和可行的.互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)在教學(xué)方式上比傳統(tǒng)教學(xué)有一定的優(yōu)勢(shì)，它能夠以靈活、自由、豐富和可視化的方式展現(xiàn)給學(xué)生，但代替不了傳統(tǒng)教學(xué)的活動(dòng)性和儀式感，因此在教學(xué)過(guò)程中，互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的混合式教學(xué)是當(dāng)代大學(xué)教學(xué)的趨勢(shì).

2 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

2.1 提升教師的教學(xué)能力 培養(yǎng)教師的專業(yè)能力和思政教育能力

教師在教學(xué)中起到一個(gè)啟發(fā)者和解惑者的作用，是引導(dǎo)學(xué)生對(duì)某一知識(shí)領(lǐng)域理解的指南針.因此，教師要熟練掌握大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的基本知識(shí)，并能對(duì)其拓展性知識(shí)有一定的了解，還要有一定的解決突發(fā)事件的能力.在樹立科學(xué)實(shí)驗(yàn)觀的同時(shí)，逐步培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的能力和培養(yǎng)學(xué)生尊重實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的理念.與此同時(shí)，教師要深化自己的世界觀和價(jià)值觀，在教育過(guò)程中要潛移默化地給學(xué)生熏陶思政教育，在傳授專業(yè)知識(shí)的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義情懷.

教師上好一節(jié)課，不僅僅在于知識(shí)本身的講解，還要縱觀全局，收集和整理大量的信息，以最優(yōu)化的方式傳授給學(xué)生，重在豐富和拓展學(xué)生的知識(shí)面.每完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)該要完成如圖1所示的工作.

圖1 教師任務(wù)框架圖

從圖1可以看出，教師在課前，要準(zhǔn)備好視頻課件和PPT，同時(shí)也要掌握實(shí)驗(yàn)的基本原理和實(shí)驗(yàn)步驟，并在學(xué)習(xí)通中給學(xué)生布置相應(yīng)的測(cè)試，測(cè)試過(guò)關(guān)后才能夠進(jìn)行實(shí)驗(yàn).在查閱資料時(shí)要注重查找與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的歷史人物以及實(shí)驗(yàn)的歷史發(fā)展情況，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)歷史情懷.在講解基本原理和步驟的同時(shí)，要拓展實(shí)驗(yàn)的人文歷史和注意事項(xiàng)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性和創(chuàng)新性.課后仔細(xì)批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告，注重批閱實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理和學(xué)習(xí)心得，重在培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題和分析問(wèn)題的能力.最后對(duì)學(xué)生的成績(jī)按照比例算出總成績(jī)，并對(duì)存在問(wèn)題的學(xué)生進(jìn)行進(jìn)一步指正和輔導(dǎo).

2.2 因材施教 與時(shí)俱進(jìn) 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的實(shí)驗(yàn)觀

在教學(xué)過(guò)程中，給學(xué)生一定程度上的施壓，對(duì)學(xué)生有一定的促進(jìn)作用，但也要根據(jù)學(xué)生的具體情況來(lái)綜合考慮.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)一般開(kāi)設(shè)于大二的第一學(xué)期，對(duì)于此階段的學(xué)生在學(xué)習(xí)態(tài)度上是比較端正的，在學(xué)習(xí)中的沖勁是比較足的，在學(xué)習(xí)的熱情上是比較高的.特別是在實(shí)驗(yàn)的操作上是比較渴望的，在此，一定要嚴(yán)格要求學(xué)生，培養(yǎng)他們正規(guī)化的學(xué)習(xí)模式和積極的學(xué)習(xí)態(tài)度.在實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)學(xué)生操作能力的差異和學(xué)習(xí)能力的強(qiáng)弱，在實(shí)驗(yàn)操作中要認(rèn)真教會(huì)他們做實(shí)驗(yàn)的基本原理和基本操作，引導(dǎo)他們對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的尊重，杜絕在實(shí)驗(yàn)中篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和抄襲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)性，提升學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)可度和尊重心.在撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)要突出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的科學(xué)性和實(shí)驗(yàn)報(bào)告心得的重要性，要渲染出數(shù)據(jù)處理是很嚴(yán)密且有方式方法的過(guò)程，實(shí)驗(yàn)報(bào)告心得是展示出一個(gè)實(shí)驗(yàn)收獲的關(guān)鍵點(diǎn).

2.3 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容 同步理論教學(xué)內(nèi)容 適應(yīng)學(xué)生的接受能力

在以往的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容是按照實(shí)驗(yàn)的難易程度來(lái)進(jìn)行排列和安排授課的，與理論課程的內(nèi)容存在一定的錯(cuò)位，且在實(shí)驗(yàn)時(shí)間上存在一定的偏差，則在具體實(shí)驗(yàn)時(shí)，理論理解不到位，就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)盲目操作、思維遲鈍.其次，在實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)劃分上比較單一，在以往的實(shí)驗(yàn)中基本上是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，探究性的實(shí)驗(yàn)操作偏少，要在教學(xué)內(nèi)容的時(shí)間安排和實(shí)驗(yàn)性質(zhì)上進(jìn)行優(yōu)化.在理論和實(shí)驗(yàn)上，要使理論課堂教學(xué)同步或超越實(shí)驗(yàn)教學(xué)，增加探究性實(shí)驗(yàn)的比重.要以理論教學(xué)為核心，使理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相輔相成，讓學(xué)生在清晰明了理論的前提下進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

2.4 改進(jìn)教學(xué)方法 重新定位學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和方法

在互聯(lián)網(wǎng)日益發(fā)展和普遍的情況下，信息的傳遞和授予基本來(lái)自于網(wǎng)絡(luò)，因此互聯(lián)網(wǎng)成為大學(xué)生生活的一部分，這是社會(huì)發(fā)展的必然結(jié)果.在這種大趨勢(shì)下，若想讓學(xué)生遠(yuǎn)離手機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)，那是一件不可能的事，也是一件不合理的事，所以在教學(xué)過(guò)程中要善于運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)手段來(lái)教學(xué)，使其服務(wù)教學(xué)，輔佐教學(xué)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中“玩手機(jī)”，在“玩手機(jī)”中學(xué)習(xí).同時(shí)也要加大對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的認(rèn)可，傳統(tǒng)教學(xué)的板書和講授在教學(xué)中也是不可或缺的，傳統(tǒng)教學(xué)的可視性和體驗(yàn)性教學(xué)是互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)不可代替的.

2.5 重新配套考核方式 全面考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/h3>

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于學(xué)生人數(shù)較多，基本上采用教師帶班級(jí)按照實(shí)驗(yàn)室分布去做實(shí)驗(yàn)，這種“教師移動(dòng)式”教學(xué)，就造成教師沒(méi)有足夠的時(shí)間去洞悉和考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和平時(shí)學(xué)習(xí)能力，這會(huì)使教師的考核方式和方法僅限于實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)操作，導(dǎo)致考核不全面.動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生得不到相應(yīng)的展示和表現(xiàn)，動(dòng)手能力弱的學(xué)生得不到教師的指導(dǎo)和關(guān)注.在新時(shí)代的混合式教學(xué)模式下，將改變這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式，采用線上和線下雙重實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，考核方式豐富全面，學(xué)生學(xué)習(xí)效果好.在線上，學(xué)生要參與微課視頻學(xué)習(xí)和相應(yīng)的練習(xí)，只有通過(guò)線上視頻預(yù)習(xí)和習(xí)題練習(xí)，才可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫.其中的考核包括視頻學(xué)習(xí)、題目練習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作練習(xí)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫，如圖2所示.其中的習(xí)題練習(xí)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不過(guò)關(guān)需要學(xué)生重新學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)報(bào)告未達(dá)標(biāo)需要重新撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告.考核評(píng)分都是通過(guò)學(xué)習(xí)通線上評(píng)定和匯總，線下只是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作.在具體實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，“教師坐班制”教學(xué)是一項(xiàng)重要改革，教師坐班制教學(xué)就是一位教師在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，各班學(xué)生按照分組依次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣不僅可以提高教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的熟練程度，也可以提升教師處理突發(fā)情況的能力，從而有效地提高教學(xué)效果.

圖2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本流程

3 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐和應(yīng)用

教學(xué)的目的在于傳授知識(shí)和傳遞思想，培養(yǎng)有獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力的人.在當(dāng)代社會(huì)環(huán)境下，大學(xué)生的思維活躍，想法超前，對(duì)待事物的看法也有自己的觀點(diǎn)，則在教學(xué)中，僅僅以傳統(tǒng)的教學(xué)模式來(lái)教學(xué)，是很難提高他們學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力.對(duì)于追求新鮮感和時(shí)代性的大學(xué)生，在教學(xué)中一定要融入現(xiàn)代化的教學(xué)手段，那就是互聯(lián)網(wǎng)混合式教學(xué).本實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革在線上利用學(xué)習(xí)通為媒介，采用實(shí)驗(yàn)室為實(shí)體，對(duì)學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)、動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫上進(jìn)行相應(yīng)的考核，如圖3所示.

圖3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本框架圖

其中線上是通過(guò)學(xué)習(xí)通與學(xué)生進(jìn)行交流和考核，線下是在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行討論和操作.實(shí)驗(yàn)前包括視頻學(xué)習(xí)情況(占10%)和練習(xí)完成情況(占10%)，實(shí)驗(yàn)中包括實(shí)驗(yàn)操作(占20%)和實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)記錄(占20%)，實(shí)驗(yàn)后主要是實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫情況(占40%)，其中實(shí)驗(yàn)報(bào)告重在考查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)論和心得體會(huì).

3.1 創(chuàng)建線上班級(jí) 建立流水式實(shí)驗(yàn)流程

根據(jù)學(xué)校實(shí)驗(yàn)課的安排以及班級(jí)的人數(shù)情況進(jìn)行編組，然后在學(xué)習(xí)通中建立大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程，在課程中建立班級(jí)，班級(jí)就以編組來(lái)命名.建立班級(jí)后，在學(xué)習(xí)通課程設(shè)置中對(duì)成績(jī)權(quán)重進(jìn)行設(shè)置，其中視頻學(xué)習(xí)、練習(xí)完成情況、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)記錄、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫在綜合成績(jī)的比例為1∶1∶2∶2∶4.除此之外把相應(yīng)的教案、資料、視頻資料、作業(yè)和考試題庫(kù)上傳到系統(tǒng)，課前視頻學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)測(cè)試通過(guò)章節(jié)測(cè)試來(lái)完成.除此之外，建立QQ群，允許實(shí)驗(yàn)教師和每組的組長(zhǎng)進(jìn)入該群，以便教師通知的發(fā)放和平時(shí)問(wèn)題的交流，同時(shí)學(xué)生也可以通過(guò)學(xué)習(xí)通與教師交流，讓教師隨時(shí)隨地都可以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況.

3.2 線上學(xué)習(xí)和考核

在實(shí)驗(yàn)課前一天，教師通過(guò)學(xué)習(xí)通向?qū)W生發(fā)布實(shí)驗(yàn)任務(wù)，要求學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)通對(duì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、操作和注意事項(xiàng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，并在線上進(jìn)行考試.考試合格后，方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，否則不能進(jìn)行實(shí)驗(yàn).在此考核中，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)學(xué)生的回答問(wèn)題情況來(lái)給學(xué)生評(píng)分.其次,在實(shí)驗(yàn)室里教師根據(jù)學(xué)生的操作情況給學(xué)生評(píng)定實(shí)驗(yàn)操作分，學(xué)生把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上傳學(xué)習(xí)通之后，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)情況給學(xué)生打分.最后,學(xué)生把實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫好后，上傳到學(xué)習(xí)通，教師在學(xué)習(xí)通中對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行批閱，若實(shí)驗(yàn)報(bào)告存在問(wèn)題可以通過(guò)學(xué)習(xí)通讓學(xué)生重新撰寫和修改.通過(guò)以上的考核方式和方法，最后得出的成績(jī)就是學(xué)生的最終綜合成績(jī).

4 改革效果和總結(jié)

通過(guò)以上的教學(xué)改革和考核方式，我們從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果情況將傳統(tǒng)教學(xué)和混合式教學(xué)進(jìn)行相應(yīng)的對(duì)比.通過(guò)調(diào)查和對(duì)比發(fā)現(xiàn)，混合式教學(xué)在學(xué)生的考核認(rèn)可度、知識(shí)獲得感、授課效率性和授課時(shí)間方面具有一定的優(yōu)勢(shì)如表1所示.

表1 傳統(tǒng)教學(xué)和混合式教學(xué)的對(duì)比

在混合式教學(xué)方法的認(rèn)可度上從傳統(tǒng)教學(xué)的87.65%提高到了混合式教學(xué)的98.84%.在知識(shí)獲得感上，傳統(tǒng)教學(xué)中只有78.59%的學(xué)生認(rèn)為通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以獲得書本以外的內(nèi)容，而通過(guò)混合式教學(xué)，在實(shí)驗(yàn)室里，學(xué)生有充分的時(shí)間和清晰的思維進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，基本上所有的學(xué)生都(99.54%)認(rèn)為通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)了他們的動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維能力，讓他們獲得了書本上學(xué)不到的知識(shí).這使學(xué)生對(duì)理論和實(shí)踐的關(guān)系有了更深層次的理解.

從教學(xué)效率上分析，傳統(tǒng)教學(xué)中每學(xué)期每個(gè)教師帶3組學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，混合式教學(xué)中每學(xué)期每個(gè)教師帶5組學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，由此可見(jiàn)，混合式教學(xué)大大提高了教師的教學(xué)效率.在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間上混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課堂時(shí)間變短.正常的實(shí)驗(yàn)安排，每個(gè)實(shí)驗(yàn)為2節(jié)課(110 min)，在傳統(tǒng)的教學(xué)中，平均每一次的實(shí)驗(yàn)時(shí)間為96 min，而在混合式教學(xué)中，其平均時(shí)間為78 min，相對(duì)于傳統(tǒng)的教學(xué)時(shí)間要縮短18 min，這對(duì)以后的實(shí)驗(yàn)安排和調(diào)整具有重要的指導(dǎo)意義.

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革是一個(gè)不斷優(yōu)化和探索的過(guò)程，在教學(xué)改革中，由于學(xué)生生源的差異性和學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備的完備性不同，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的優(yōu)化上會(huì)存在不同.同時(shí),在考核方式上針對(duì)不同的專業(yè)其考核的內(nèi)容和比重也應(yīng)該存在不同的差異.因此，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的路途中仍需要實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作愛(ài)好者繼續(xù)進(jìn)行探討和研究，逐步把實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量提高到一個(gè)新的水平.