基于慕課的專科物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

秦立山

(鹽城幼兒師范高等?？茖W(xué)校，江蘇 鹽城 224005)

引言

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，從物理學(xué)的發(fā)展歷程來(lái)看，不管是物理理論的發(fā)展還是物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，基本上都建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上.同時(shí)從人類發(fā)展的歷程進(jìn)行分析我們也可以發(fā)現(xiàn)，任何一次產(chǎn)業(yè)革命的發(fā)生都是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的物理理論發(fā)展的結(jié)果.第一次工業(yè)革命是隨著人們對(duì)于經(jīng)典力學(xué)的認(rèn)知得到拓展的前提下才得以發(fā)展起來(lái)的，而電氣工業(yè)革命則是以電磁學(xué)為代表的物理理論在被應(yīng)用到實(shí)際中才發(fā)生的[1]134-135.從中我們可以發(fā)現(xiàn)，以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的物理學(xué)科是自然科學(xué)發(fā)展的最重要前提，也是現(xiàn)階段的人才必須要掌握的一門重要技術(shù).基于此種情況，在我國(guó)現(xiàn)階段的?？平虒W(xué)當(dāng)中，許多理工科專業(yè)的學(xué)生都需要學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn).但是在最近幾年當(dāng)中，隨著教育改革的不斷深入，作為公共基礎(chǔ)課的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)處于不斷被壓縮的狀態(tài)當(dāng)中，教學(xué)課時(shí)逐漸減少，從而使得學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ο鄬?duì)較差.基于此種情況，在慕課這一教學(xué)浪潮的背景之下，將其引入到?？圃盒５奈锢韺?shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，可以有效提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率.

1 專科物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入慕課教學(xué)的必要性

在最近幾年中，隨著教育改革的不斷深入，?？圃盒Ｃ媾R著應(yīng)用型課程課時(shí)增加、公共基礎(chǔ)課課時(shí)不斷減少的現(xiàn)狀，在這樣的背景下，?？圃盒１仨氁粩鄿p少物理的教學(xué)時(shí)間，這就導(dǎo)致了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間被明顯縮短，學(xué)生通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)所學(xué)習(xí)到的知識(shí)也就相對(duì)較少，從而使得學(xué)習(xí)效果逐漸變差.慕課時(shí)代的到來(lái)，為專科院校的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇[2]196-199.筆者認(rèn)為，當(dāng)前階段?？圃盒Ｐ枰阅秸n為契機(jī)，將慕課教育模式引入到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，主要是由于以下幾個(gè)方面的原因.

1.1 課程內(nèi)容更加新穎

目前階段大部分的專科院校在教學(xué)資金方面都存在著較大的不足，作為公共基礎(chǔ)課的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，無(wú)法花費(fèi)大量的資金進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的購(gòu)買，因此，在教學(xué)資源方面存在著很大的缺陷.而在慕課當(dāng)中，許多世界名校教學(xué)資源面向所有的受眾，這些院校在實(shí)驗(yàn)設(shè)備方面都較為先進(jìn)，有許多?？圃盒６疾痪邆涞南冗M(jìn)設(shè)備儀器.通過(guò)慕課，學(xué)生不僅可以了解到在日常學(xué)習(xí)當(dāng)中沒(méi)有接觸過(guò)的各種先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器，掌握其使用方法，同時(shí)還可以增加自己的知識(shí)儲(chǔ)備，提高對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣.同時(shí)還能不斷拓寬學(xué)生的視野，使得學(xué)生內(nèi)在的創(chuàng)造力得以激發(fā)[3]3.

1.2 課程體系更加完善

一般情況下，在?？圃盒Ｖ形锢韺?shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí)相對(duì)較少，為了在有限的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行更多的實(shí)驗(yàn)教學(xué)就要求不斷減少不同實(shí)驗(yàn)的實(shí)際教學(xué)時(shí)間，這就使得學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ陌l(fā)揮受到了很大的限制.將慕課應(yīng)用到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中就可以有效解決這一問(wèn)題.教師可以通過(guò)慕課平臺(tái)將相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行必要的講解，學(xué)生在開(kāi)始實(shí)驗(yàn)之前對(duì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)[4]137-138.在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生可以針對(duì)之前學(xué)習(xí)的內(nèi)容提出針對(duì)性的意見(jiàn)，從而有效地節(jié)省時(shí)間.此外，通過(guò)這種模式，還實(shí)現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)課堂，促進(jìn)了學(xué)生的自學(xué)能力的提升.

1.3 減少了教學(xué)投入

對(duì)于?？圃盒?lái)說(shuō)，辦學(xué)資金本身就較為緊張，由于物理實(shí)驗(yàn)是作為公共基礎(chǔ)課進(jìn)行教學(xué)，其作用就更得不到重視，許多專業(yè)院校都無(wú)法為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)配備充足的資金.而將慕課應(yīng)用到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以有效地解決學(xué)校無(wú)力購(gòu)買相關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器的現(xiàn)況.通過(guò)慕課再加上教師的講解，許多貴重的實(shí)驗(yàn)儀器不需要購(gòu)買，學(xué)生就可以了解到其使用方法以及基本原理，從而有效地解決資金短缺這一問(wèn)題.

2 ?？莆锢斫虒W(xué)中融入慕課的改革策略

2.1 改革傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

現(xiàn)階段專科院校需要加強(qiáng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中在線視頻教學(xué)的使用力度，通過(guò)慕課為學(xué)生提供更加豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，例如可以通過(guò)慕課為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)背景、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及注意事項(xiàng).目前浙江大學(xué)、南京大學(xué)等高校都逐漸加大了在線視頻教學(xué)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的教學(xué)力度，如下圖1中所示為南京大學(xué)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在線平臺(tái).該平臺(tái)不僅配置了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，同時(shí)也增加了理論教學(xué)的內(nèi)容，可以滿足學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)需求，因此，對(duì)于教學(xué)效率的提升具有明顯的優(yōu)勢(shì).

圖1 南京大學(xué)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)慕課平臺(tái)

在慕課平臺(tái)建設(shè)中，教學(xué)視頻開(kāi)發(fā)是其中的重點(diǎn)，當(dāng)前階段高校必須要組織大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)骨干教師進(jìn)行教學(xué)視頻的開(kāi)發(fā)工作.在錄制之前要組織教師熟悉錄制設(shè)備，同時(shí)根據(jù)自己的教學(xué)計(jì)劃安排錄制計(jì)劃，在多人的配合之下完成錄制.同時(shí)在慕課平臺(tái)當(dāng)中，還可以增加習(xí)題考核系統(tǒng)，學(xué)生在接受對(duì)應(yīng)的教育之后，還需要完成對(duì)應(yīng)的習(xí)題，從而加深對(duì)于學(xué)習(xí)原理的理解[5]244-245.此外，在慕課平臺(tái)當(dāng)中還需要設(shè)置互動(dòng)模塊，在互動(dòng)模塊當(dāng)中學(xué)生可以與其他的學(xué)習(xí)者進(jìn)行溝通與交流，同時(shí)還可以與教師進(jìn)行互動(dòng)，從而可以有效地解決學(xué)生在實(shí)際的學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中所遇到的相關(guān)問(wèn)題.通過(guò)這種模式，學(xué)生不再是被動(dòng)的學(xué)習(xí)者，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的靈活性，使得學(xué)生可以隨時(shí)隨地的進(jìn)行學(xué)習(xí).如下表1中所示為筆者所調(diào)查的學(xué)生使用慕課平臺(tái)前后對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的滿意度情況調(diào)查，從中發(fā)現(xiàn)慕課平臺(tái)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

表1 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)生滿意度調(diào)查

2.2 實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)模式的改革

在通過(guò)慕課學(xué)習(xí)完基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)知識(shí)之后，教師還需要帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué).實(shí)驗(yàn)課堂的教學(xué)需要采用如下的步驟進(jìn)行：第一，在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之后，要求學(xué)生根據(jù)在慕課當(dāng)中所學(xué)習(xí)到的知識(shí)，將實(shí)驗(yàn)完成，并將在實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中所得到的現(xiàn)象以及相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，是否符合實(shí)際狀況.第二，在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)之后，教師還需要引導(dǎo)學(xué)生就具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行討論，在進(jìn)行問(wèn)題討論的過(guò)程當(dāng)中，需要遵循由淺入深的方式.例如，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中誤差的基本來(lái)源以及減小誤差的方式進(jìn)行分析與論證，從而有效地降低誤差.第三，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，同時(shí)教師給予必要的指導(dǎo)，從而輔助學(xué)生順利地完成實(shí)驗(yàn)，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，給學(xué)生一定的主動(dòng)權(quán)，讓其獨(dú)立地思考，了解自己的缺點(diǎn)與弱點(diǎn)，從而制定具有針對(duì)性的改進(jìn)方案，提高學(xué)習(xí)效率[6]113-115.第四，指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的搭建.在教師的引導(dǎo)之下，重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)裝置的搭建，并對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行分析與研究，最后完成誤差分析與計(jì)算.在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生可以提出一些具有創(chuàng)造性的想法，并在實(shí)驗(yàn)中實(shí)施，從而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神.

2.3 實(shí)現(xiàn)慕課實(shí)驗(yàn)教學(xué)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效結(jié)合

雖然慕課教學(xué)模式具有很多優(yōu)點(diǎn)，但是與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比在教學(xué)的真實(shí)性方面還存在著許多欠缺，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)本身就是一種實(shí)踐性較強(qiáng)的教學(xué)活動(dòng)，因此，完全摒棄傳統(tǒng)的教學(xué)模式對(duì)于學(xué)生的全面發(fā)展來(lái)說(shuō)具有非常不利的影響，基于此種情況，必須要實(shí)現(xiàn)慕課實(shí)驗(yàn)教學(xué)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效結(jié)合.具體可以采用以下方式進(jìn)行，將實(shí)驗(yàn)的理論學(xué)習(xí)放在慕課平臺(tái)當(dāng)中，讓學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，而對(duì)于實(shí)踐內(nèi)容的學(xué)習(xí)則放在實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中教學(xué).通過(guò)這種方式，不僅有效提高了教學(xué)效率，同時(shí)也使得學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力可以得到穩(wěn)步提升.此外，學(xué)生還需要通過(guò)慕課平臺(tái)將實(shí)驗(yàn)報(bào)告及時(shí)地提交給教師，并與教師進(jìn)行溝通與交流.

2.4 改革考核方式

在使用慕課平臺(tái)進(jìn)行專科院校物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程中，還需要通過(guò)制定嚴(yán)格的考核制度，來(lái)確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高.現(xiàn)階段?？圃盒Ｎ锢韺?shí)驗(yàn)教學(xué)考核一般都是從2個(gè)方面進(jìn)行，即實(shí)驗(yàn)操作考試加筆試成績(jī)，比例分配各占50%.筆者認(rèn)為，這種考核方式存在著較大的單一性，無(wú)法有效滿足?？圃盒Ｎ锢韺?shí)驗(yàn)的教學(xué)要求.現(xiàn)階段專科院校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該采用線上測(cè)評(píng)、實(shí)驗(yàn)考核以及筆試考核的方式進(jìn)行，比例分別為10%、40%、50%.通過(guò)這種多樣的考核方式，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)可以被全面的納入到考核范疇當(dāng)中，從而提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量.

3 結(jié)語(yǔ)

隨著慕課時(shí)代的到來(lái)，?？圃盒５奈锢韺?shí)驗(yàn)教學(xué)面臨著新的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也面臨著挑戰(zhàn).現(xiàn)階段的?？圃盒１仨氁q證地看待慕課，積極發(fā)揮慕課平臺(tái)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展，最終提高?？圃盒Ｎ锢韺?shí)驗(yàn)的教學(xué)效率.