“微課式”評價在大學物理實驗教學中的應用

孟慶國　孫民華　張明義

[摘 要] “微課”是一種充分利用現(xiàn)代教學手段、教學技能，并具有很強針對性、靈活性的教學方式。在大學物理實驗教學中采用這種教學方式對實驗教學進行考核評價。包括實驗原理、實驗過程、實驗數(shù)據(jù)分析、實驗結(jié)果討論，通過這種教學方法的實施，收到了良好的教學效果。

[關鍵詞] 微課式評價；物理實驗；教學方法

[中圖分類號] G42 [文獻標志碼] A [文章編號] 1008-2549（2016） 04-0080-02

大學物理實驗課是培養(yǎng)學生動手能力、實驗技能、科學研究能力不可或缺的平臺，它也是大學物理教學中不可缺少的教學課程。傳統(tǒng)的實驗教學方式多以模仿式、驗證式、獨立式為主，也就是學生主要是通過模仿老師講解、操作的實驗去驗證書本中已經(jīng)給出結(jié)論或現(xiàn)象的實驗[1]。而老師考核學生實驗課效果的方式多以實驗報告的方式進行。這種考核方式缺少針對性，不能科學的評價學生實驗效果和存在的實際問題。“微課”是伴隨教育信息化發(fā)展到Web2.0時代而出現(xiàn)的一種全新的資源類型與課程表現(xiàn)形式，具有主題突出、高度聚焦，資源類型多樣、應用情景真實，交互性強、使用方便，短小精悍、應用面廣，半結(jié)構化、動態(tài)生成等特點[2]。 目前，“微課”教學方式以其靈活并具有針對性等特點在大學各學科的教學中得到很好的運用，并獲得了良好的教學效果，我們將這種教學方法運用到物理實驗教學考核與評價中同樣收到了很好的教學效果。

一 實驗課前“微課式”評價

1 實驗原理、目的的評價

我們知道一節(jié)實驗課能否成功，前提是實驗原理是否清晰，實驗目的是否明確，為此我們采取這樣的方式，讓同學們錄制好下周要上的實驗課的原理部分的視頻，以匯報的方式上傳至實驗課群中，由老師或者群里的負責同學進行集體討論評價。將原理部分分為4～10分，只有獲得6分以上的同學，才有資格進行實驗，若沒有達到要求分數(shù)，則需要重新上傳視頻，在獲得有效分數(shù)后才可以上實驗課。在進行這個環(huán)節(jié)時充分發(fā)揮微課短小便捷的功能，讓學生相互間進行交流探討，也就是針對學生們上交的視頻，他們可以進行網(wǎng)上交流，不但要弄清楚這樣做的實驗原理、目的，還要弄明白他的優(yōu)缺點在哪里，這樣做的目的就是讓同學們在全面掌握實驗原理、目的的基礎上，清楚要用什么原理來做什么實驗。當然他們也可以自己設計新的實驗，不一定要和書上實驗原理相同，只要原理正確具有可操作性就可以到實驗室進行實驗。這樣一來同學們都要仔細進行原理分析，為下一步更好地實驗做了很好的鋪墊。

2 實驗儀器，實驗設計的評價

學生在熟悉了實驗原理之后就要進行實驗設計，他們要根據(jù)自己對實驗原理的理解進行實驗設計，首先是實驗儀器的選擇，分析這些實驗儀器可以進行哪些參量測量，他們的適用范圍是否滿足實驗的要求，例如長度測量，我們都知道千分尺是測量長度的工具，但是它的適用范圍是可直接測量，并且精度在千分之一毫米，如果我們要測量的物理量不能進行直接測量，或者所需測量的量值超過千分尺的精度就不能用它進行實驗。例如伸長法測量楊氏模量的實驗中，我們所需測量的細鐵絲變化很小，不能進行直接測量，那么學生在選擇實驗儀器時就不能用千分尺進行實驗。這個環(huán)節(jié)也是需要同學們將所選擇的儀器及其在實驗中所需進行測量的物理量進行闡述，同樣要以視頻的“微課”的方式進行上傳匯報。在實驗設計上主要是看他們的實驗手段、原理分析是否正確，是否具有可操作性。同時學生們要在微課視頻中給出實驗設計圖，其中包括實驗儀器連接、實驗步驟設計、實驗原理分析。這一部分中實驗步驟設計尤為重要，這不僅考察學生們對實驗的了解情況同時也體現(xiàn)出他們針對這個實驗選擇什么樣的實驗手段，因此在微課匯報時這里是闡述的重點，也是展示的重點。以上這些展示都通過后學生方可進行實驗操作。

二 實驗過程的“微課”評價

1 實驗操作的評價

學生們在進行實驗操作時，要上傳關鍵儀器的使用、關鍵實驗步驟操作的視頻，以“微課”展示的方式在群里進行匯報。這其中主要是考察學生對儀器的使用是否合理，選擇條件是否科學。例如利用邁克爾遜干涉儀進行激光波長測量的實驗中。同學們在邁克爾遜干涉儀產(chǎn)生等傾干涉條紋的調(diào)節(jié)時微調(diào)旋鈕使用是否合理，是否產(chǎn)生回程差，對實驗都會產(chǎn)生很大的影響。這一部分主要考察同學對儀器的熟悉程度，包括他們的使用范圍，精度是否合理、誤差是否在允許范圍之內(nèi)等。

2 實驗現(xiàn)象的展示

在完成實驗過程后實驗現(xiàn)象的展示也是非常的重要，以往一些同學抄襲別人的實驗數(shù)據(jù)，他們并沒有觀察到實驗現(xiàn)象。而通過實驗現(xiàn)象“微課”展示可以避免抄襲實驗現(xiàn)象的情況。每個同學都得根據(jù)自己的實驗操作與現(xiàn)象進行分析，各組的實驗變量值可能不一樣，那么在出現(xiàn)實驗現(xiàn)象的對應值也是不一樣的，因此，同學們都會認真對待實驗現(xiàn)象的問題，并且在匯報展示時，本組的同學都要參與匯報，避免一個人做實驗大家都完成的現(xiàn)象發(fā)生。例如，利用示波器進行李薩茹圖形的展示實驗。因為產(chǎn)生李薩茹圖像時每組的參考頻率是不一樣的，那么你產(chǎn)生圖像時對應的頻率也不可能一樣，但只要他們滿足各圖像的比例即可。另外在實驗現(xiàn)象的展示中還要有現(xiàn)象對比與分析，這主要是由于實驗參量變化，實驗條件改變時引起的實驗現(xiàn)象變化。這一部分充分展示你的實驗設計是否合理、實驗步驟是否正確、實驗理論是否完善。其實每一個實驗在改變參量時都會產(chǎn)生實驗現(xiàn)象的變化，這其中往往包括了一些我們在進行實驗理論分析時所不能預見的現(xiàn)象。而這些現(xiàn)象的分析才是同學們認清實驗本質(zhì)的關鍵。因此這一部分也是微課評價物理實驗展示的重點。

三 實驗結(jié)果的“微課”評價

1 實驗數(shù)據(jù)的“微課”匯報

學生完成實驗過程后的實驗數(shù)據(jù)是反映實驗效果的一種有效手段，數(shù)據(jù)是否科學合理往往預示著實驗是否成功。在這一步的“微課”匯報中要求同學不僅要上傳實驗數(shù)據(jù)，還要有相應的實驗圖像、表格、曲線等數(shù)據(jù)分析。尤其是對于一些產(chǎn)生偏差的數(shù)據(jù)學生們要給出產(chǎn)生的原因，并提出改進意見，這對學生們真正掌握實驗有很大的幫助。另外，實驗圖表也是反應同學思路是否清晰的一種方式，你在設計表格時要看考慮各變量與實驗數(shù)據(jù)的對應關系，以及對實驗結(jié)果的影響。所以一份合格的實驗數(shù)據(jù)是反映學生們是否清晰地知道各變量對實驗的影響。同時同學們在“微課”匯報時還要給出這些實驗數(shù)據(jù)是在什么實驗條件下得到的。

2 實驗數(shù)據(jù)分析的“微課”匯報

實驗數(shù)據(jù)分析在實驗評價體系中占有重要的地位，因為在數(shù)據(jù)中可以反映出實驗設計的合理性、試驗方法是否正確，產(chǎn)生的誤差是否在實驗要求范圍內(nèi)等信息，所以實驗數(shù)據(jù)分析是非常重要的。在學生進行“微課式”數(shù)據(jù)分析時不僅要給出數(shù)據(jù)所反映的規(guī)律，還要結(jié)合圖、表給出他們的關系，分析產(chǎn)生誤差的原因，以及因?qū)嶒炘O計、實驗儀器所產(chǎn)生的不確定度[3]。對于一些無法得出真實關系的實驗數(shù)據(jù)我們還要讓學生通過數(shù)值模擬等手段例如MATLAB軟件，它不僅可以模擬實驗數(shù)據(jù)，還能得出一些無法在實驗室中得出的場圖，這些都要求同學們在微課匯報時予以展示。同時在匯報時要有教師點評，實驗數(shù)據(jù)是否真實科學，根據(jù)學所設計的實驗能否測量出科學數(shù)據(jù)，要針對學生的具體實驗提出有針對性的問題，幫助學生更好的分析實驗，分析實驗數(shù)據(jù)，得出科學、合理的實驗結(jié)果。對于一些實驗中產(chǎn)生的實驗誤差數(shù)據(jù)也要做重點分析，分析他們產(chǎn)生的原因。這些都要包括在實驗數(shù)據(jù)分析的“微課”匯報中。

四 微課式評價的結(jié)構分析

通過以上分析我們不難發(fā)現(xiàn)，微課式評價各個環(huán)節(jié)之間是相互關聯(lián)，相互合作的一個整體。我們總結(jié)出如下關系圖：

從圖中我們可以看出微課式評價的實驗課課前評價、課中評價、課后評價是相互聯(lián)系的，只有完成課前的微課評價才能開展課中的實驗，在完成了課中實驗評價后才能完成課后的實驗評價，缺一不可。通過這種實驗評價方式我們可以將一個同學整個實驗過程以視頻資料的形式保存起來，同學們也可以微課共享的方式在網(wǎng)上進行互相交流學習。

總之，通過“微課式”評價的應用，學生們在上實驗課時的積極性提高了，主動參與實驗的意識也有了很大的增強?！拔⒄n式”評價的應用使得他們在實驗原理、實驗過程、實驗數(shù)據(jù)分析等環(huán)節(jié)越來越科學規(guī)范，總之，采用微課評價式的實驗教學手段，大大提高了學生們對實驗課的認識，也得到了他們的重視，目前一些學生所撰寫的小論文已經(jīng)在省級刊物發(fā)表，使大學物理實驗課真正成為提高學生們科學實驗技能的平臺。

參考文獻

[1]吳嬋.關于微課對優(yōu)化高校教學效果的思考[J].科教導刊旬刊，2013（10）：17-18.

[2]陳心中.關于微課設計的幾點思考[J].教育研究與評論，2013（11）：11-13.

[3]談潘攀.將微課應用于高校計算機教學中的幾點思考[J].科教文匯旬刊，2014（16）：75-76.