新高考背景下大學物理實驗課探索*

趙榮霞 劉 慧 賈天俊

(濱州學院理學院 山東 濱州 256603)

伊厚會

(濰坊科技學院智能制造學院 山東 濰坊 262700)

王麗麗

(濱州實驗中學 山東 濱州 256600)

1 引言

2017年，浙江省和上海市執行了新高考政策．為了保障沒選高中物理的學生大學物理課程的教學質量，浙江工業大學施建青教授課程組和同濟大學倪忠強教授課程組分別開設了大學物理預修課和大學物理先導課．2020年山東省啟動了高等學校考試招生綜合改革．山東省新高考改革夏季高考實行了“3+3”模式，考試科目包括國家統一考試的語文、外語(含筆試和聽力)、數學等3科，物理作為選考科目，由合格考試和等級考試(選考)兩部分組成，合格考試僅涵蓋力學和電學部分內容，其教學要求僅相當于原來針對文科學生的教學內容．針對此情況我們進行了 “大學物理先導課”混合式課堂教學模式改革，并取得了不錯的效果．而實驗的授課遇到了同樣的問題，針對這種形勢我們探索形成基于“互聯網+”的線上、線上線下、自主學習等多種混合式大學物理實驗教學模式，將線下班級授課的群體學習優勢和網絡個性化融為一體，打造新時代線上線下混合式教學“金課”．2021年大學物理先導課獲批山東省本科教學和教支委兩項教改項目．

探索基于“互聯網+”的線上、線上線下、自主學習等多種混合式教學模式，圍繞學生的最終“成果”來組織和開展教學，以明確綜合能力的掌握為目標反向設計教學過程，最終促成學習目標的達成．在教學過程上更注重以學生為主體的自主學習，測試環節注重學生實驗觀察能力、動手能力和思維能力的培養，線下教學的分組討論、翻轉課堂等環節則注重學生積極主動的參與度．

2 “一個銜接”

大學物理實驗課程建設和教學銜接主要針對高中沒選物理的學生．由于受高中階段課程設置、模塊選修、學生個體差異等諸多因素的影響，學生生源狀況也參差不一．聚焦每個學生的學科發展和個性化需求，中學-大學做好實驗教學銜接是本項目的主要研究內容；為了完成“大學-高中銜接”，通過“調查研究→課程設置→資源建設→教學實踐→反饋、改進方案”，形成PDCA循環，不斷完善大學物理實驗課的課程建設與教學改革，提升大學物理實驗教學改革效果．注重學生學科發展和個性化需求，保障學生順利銜接大學物理實驗課程的學習．

(1)調查研究

通過調查統計、模擬測驗、對比分析等方式確定各年級各專業高中沒選物理的學生(哪些基礎薄弱、哪些物理基礎較好)的人數及名單，對大學物理實驗教學可能存在的問題及原因進行分析．通過學校學習通布置相關的實驗測試題，可以初步了解學生的實驗相關理論的儲備情況，第一輪的檢測已完成．能較好地區分哪些學生基礎薄弱，哪些學生基礎較好．

(2)課程設置

針對高中沒選物理的學生，大學物理實驗線上教學內容設置為基礎模塊、提高模塊和創新模塊3部分．不同模塊供不同層次的學生學習，其中提高模塊為必選模塊，并鼓勵選擇多模塊學習．經過一輪的教學實踐，學生基礎實驗能力得到提升．

3 “一個結合”

為了保障學生順利銜接后續課程的學習，促進大學物理實驗教學的持續改進，大學物理實驗的“一個結合”即“群體-個體相結合”必不可少．在教學中融入成果導向教育(OBE)理念，圍繞學生的最終“成果”來組織和開展教學，以明確綜合能力的掌握為目標反向設計教學過程，最終促成學習成果的達成．在教學實踐過程中，以成果導向(簡稱OBTL)理念為指導，實現教學范式由“內容為本”向“學生為本”的根本轉變．聚焦學生學科發展和個性化需求、個性差異和全面發展，實現從知識課堂向能力課堂的轉變，在教學目標、教學方式、學習方式和評價方式等方面進行變革，打造新時代線上線下混合式的教學“金課”．

4 “一個提升”

首先知識.高中物理課程的未修勢必影響到大學物理和大學物理實驗的教學，以至無法實現應有的教學目標．所以大學物理實驗教師在課堂設計時，要堅持目標導向、學生中心和產出導向原則，在提高學生的科學素養、創新意識的同時，更加注重基礎知識的培養．對于大學物理實驗基礎知識我們采用摸底排查的形式進行分類，基礎差的學生采用線上形式進行基礎知識的補充，基礎好的學生進行線上創新能力的培養，把實驗課堂的轟轟烈烈變成扎扎實實．

其次情感.潤物細無聲，借助大學物理實驗課課程，將社會主義核心價值觀、辯證唯物主義觀點、馬克思主義理論和哲學思想等有效融入到實驗教學當中．與傳統的大學物理課程相比，實驗課程的課堂自由度更大，教師有更充足的時間和空間與學生交流．因此，教師們可以充分利用這一優勢，嚴格要求自己，通過言傳身教去感染學生，切實落實傳播知識、塑造新人的時代重任．

最后能力.課堂討論可以提高學生參與度，激發學生的學習興趣，提高課堂教學效果．教師提前征集討論的興趣點，線上發布討論題目；學生準備分組討論資料時又可以借助文獻資料、網絡等擴大學習半徑，增加知識結構，增強求知欲；思想的撞擊會產生智慧的火花，通過分組課堂討論可以提高學生思辨能力，合作精神，激發學生的探究精神；基礎好的、感興趣的學生經過自愿報名，教師篩選后加入大學物理創新團隊，已經有很多學生加入并參加大學物理實驗競賽，取得了不錯的成績，提高了學生學習成效，增強了學生成就感．

通過低階知識目標的實現、專業知識和基本技能的能力目標的實現，以及專業拓展的情感目標的實現達成進階式學習，最終實現綜合實驗能力的提升．

5 大學物理實驗教學探索

由于高中階段課程設置、模塊選修、學生個體差異等諸多因素的影響，學生生源狀況參差不一，聚焦每個學生的學科發展和個性化需求，大學物理實驗課擬建設以下3個模塊(圖1)，供不同層次的學生學習，并鼓勵參與多模塊學習．

(a)大學物理實驗創新模塊

將3個模塊通過線上、線上線下、自主學習等多種混合式教學模式展開．在教學過程上更注重以學生為主體，教學范式由“以教材和教師為中心”向“學生為本”轉變．在教學評價上注重多元化：以促進學生全面發展為目的，強化發展性評價，弱化終結性評價，吸收學生參與評價，豐富評價主體、評價內容和評價方式．

(1)教學內容研究

結合中學物理合格考試、等級考試及后續大學物理實驗大綱要求，在教學內容上更注重選擇性，重組教學內容．大學物理實驗課各模塊對應的內容分析如下.

基礎模塊：內容為已錄制的8個專題視頻(已完成)．沒進行實驗教學模式改革前高中未修物理的學生基本的數據記錄和處理都無法完成，嚴重影響正常的實驗授課；通過本模塊的學習，旨在提升學生的實驗基本數據處理能力和基本儀器的使用能力，全部采用線上學習；8個錄制的教學視頻是大學物理實驗中用到的基本數據處理方法和基本測量工具，具體內容如下.

視頻1：科學記數；

視頻2：逐差法；

視頻3：最小二乘法；

視頻4：作圖法；

視頻5：列表法；

視頻6：螺旋測微器；

視頻7：游標卡尺；

視頻8：誤差.

提高模塊：內容為已錄制的8個專題視頻(已完成)．通過本模塊的學習，掌握基礎的大學物理實驗項目的操作方法、數據處理方式和實驗報告的撰寫．8個錄制的教學視頻內容如下.

視頻1：薄透鏡焦距的測量；

視頻2：牛頓環曲率半徑的測量；

視頻3：示波器的使用；

視頻4：開爾文雙臂電橋；

視頻5：聲速的測量；

視頻6：剛體轉動慣量的測量；

視頻7：液體表面張力系數測量；

視頻8：電阻溫度特性測量.

創新模塊：內容為已錄制的6個專題視頻(待完成)．通過本模塊的學習，培養學生的學習興趣，提高學生的創新精神和科學素養．6個擬錄制創新專題內容如下.

視頻1：霍爾效應；

視頻2：電表的改裝；

視頻3：科學實驗素養；

視頻4：獲獎實驗比賽項目；

視頻5：創新項目探索；

視頻6：科技前沿.

3個模塊的專題視頻采用錄屏(所用軟件為Snagit)的方式進行錄制．

(2)教學模式改革

教學模式采用學思結合和學用結合的方式，通過線上學習、問題牽引進行引入，思維挑戰的方式研討，通過線下教師講授引導法進行知識的傳授，最后實現學以致用知行合一的實踐和創新．各模塊對應的教學模式如下.

基礎模塊：主要采用8學時線上教學模式.

提高模塊：主要采用24學時線上線下教學模式.

創新模塊：主要采用6學時自主學習模式．

(3)課程評價體系改革

以促進學生全面發展為目的，對學生的學習過程進行持續觀察、記錄及反思而做出發展性評價，弱化終結性評價，吸收學生參與評價，豐富評價主體、評價內容和評價方式．將評價焦點放在學生的“能力指標”上，通過多方面的評價確保學生達成預期學習目標．

基礎模塊評價通過線上完成，最終考核結果由學習通里面的教學視頻觀看、作業完成(每個專題視頻對應一次作業)、問題討論(每個班級班長負責收集打包上傳)3部分組成，占比為4∶4∶2．

提高模塊采用線上線下相結合的方式完成，線上視頻觀看和對應作業占比20%，線下實驗基本操作能力和預習報告占比20%；實驗報告的書寫占比30%；線下操作考核占比30%．其中預習報告和實驗報告成績由學生互相打分和教師打分構成．

提高模塊采取自愿的方式和教師鼓勵的方式自主選擇，旨在提高學生的創新精神和科學素養，不進行學業方面的考核，學生完成對應的視頻學習任務后，教師給出往年的實驗競賽項目或者新的實驗項目，感興趣的學生可以組隊，加入大學物理創新團隊，參加各種實驗項目比賽．

6 創新

通過構建“線上線下+群體個體”相結合的教學機制，使教學效果和教學質量“雙提升”；教師針對新高考和學生實際情況，引導學生進行科學有效的學習，實現低階到高階的階梯式大學物理實驗學習，對學生的評價采用發展的多維評價．

7 結束語

“大學物理實驗”圍繞新高考改革背景下大學物理實驗教學內容、教學模式、課程評價、課程資源等進行教學研究與改革實踐．開展中學-大學物理教學銜接研究，保障學生順利銜接大學各課程學習，注重學生不同層次的獲得感和成就感，根據發展和個性化需求，促進教學范式由“教材和教師為中心”向“學生為本”轉變，使學生綜合能力得到提升．線上教學目標的完成主要通過線上資料為支撐進行自主學習，線下目標的完成主要是通過以教師為主導，對學生組織引導、布置任務驅動等實現；大學物理實驗全面聚焦學生學科發展和個性化需求，圍繞學生的最終“成果”來組織和開展教學，以明確的綜合能力的掌握為目標反向設計教學過程，最終促成學習成果的達成．