慕課背景下大學(xué)物理實驗教學(xué)的現(xiàn)實反思與改革策略

崔 磊 王 帆

(宿遷學(xué)院信息工程學(xué)院 江蘇 宿遷 223800)

大學(xué)物理實驗是理工科學(xué)生學(xué)習(xí)的第一門實驗課程，它作為高等學(xué)?；A(chǔ)實踐學(xué)科，有豐富的實驗思想、方法和手段，在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、觀察能力、思考能力和科學(xué)創(chuàng)新能力方面，是其他課程不具備的．但當(dāng)前高校在物理實驗教學(xué)中常存在資源配比不足、教學(xué)方式陳舊、被動學(xué)習(xí)等問題，隨著新媒體和網(wǎng)絡(luò)開放式教學(xué)的興起，慕課成為高校教育改革的新方向．在大學(xué)物理實驗教學(xué)中適當(dāng)融入慕課，通過開放式的主動學(xué)習(xí)模式，實現(xiàn)大學(xué)物理實驗課程資源的優(yōu)化利用，是物理實驗教學(xué)改革的方向之一．

1 大學(xué)物理實驗教學(xué)的現(xiàn)實反思

1.1 課時壓縮與實驗設(shè)備有限

大學(xué)物理教學(xué)中幾乎不可逆轉(zhuǎn)的趨勢是物理實驗課時被不斷壓縮．在有限的課時內(nèi)不論是按學(xué)生興趣選做實驗，還是按實驗條件開設(shè)實驗，課程的知識體系都無法完整建構(gòu)．同時，在每次有限的實驗時間內(nèi)，學(xué)生因?qū)W習(xí)能力等原因?qū)е虏糠秩瞬荒芡瓿蓪嶒灥恼麄€過程，最終借用同組數(shù)據(jù)提交，讓學(xué)生失去獨立思考的機(jī)會，影響后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)．如此，也就很難實現(xiàn)在基礎(chǔ)實驗課程培養(yǎng)學(xué)生動手和科學(xué)思維能力的目的．

在實驗設(shè)備上，由于各高校均存在不同程度的資金限制，尤其地方性高校實驗設(shè)備套數(shù)有限．無法實現(xiàn)每個學(xué)生能獨立使用設(shè)備儀器等操作完成實驗．因而一部分學(xué)生渾水摸魚，出現(xiàn)實驗過程和實驗報告千篇一律．單純看實驗成績，并不能完全反映學(xué)生的認(rèn)知程度．

1.2 學(xué)生對傳統(tǒng)教學(xué)的學(xué)習(xí)興趣不高

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是教師“主講”，學(xué)生被動學(xué)習(xí)．但是大學(xué)物理實驗的一些理論晦澀難懂， 在主體個性被壓制的情況下，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性大大降低， 學(xué)習(xí)的興趣也越來越低． 與此同時，媒介技術(shù)的發(fā)展尤其是移動互聯(lián)網(wǎng)逐漸改變了人們的生活．大學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)了解各類信息，開闊了自己的視野．身為網(wǎng)絡(luò)原住民的大學(xué)生已經(jīng)對傳統(tǒng)的教學(xué)模式不再認(rèn)為是唯一.他們渴望更加多樣化、便捷的學(xué)習(xí)方式，來滿足自己對知識多元化的需求．

1.3 具備專業(yè)特點的物理實驗難以實現(xiàn)

市場對應(yīng)用型人才的需求越來越大，高校在專業(yè)設(shè)置上也跟隨市場不斷調(diào)整．作為基礎(chǔ)的大學(xué)物理實驗，現(xiàn)有的實驗內(nèi)容和手段較為傳統(tǒng)，驗證性實驗?zāi)Ｊ捷^多，缺少和現(xiàn)代科技應(yīng)用相聯(lián)系的內(nèi)容．因而大學(xué)物理實驗急需在實驗內(nèi)容和教學(xué)方式上更新，結(jié)合各個理工科的專業(yè)制定出有針對性的實驗，跟上與之相關(guān)的學(xué)科發(fā)展的步伐．然而，要把前沿科技應(yīng)用內(nèi)容引進(jìn)到物理實驗中，購買新實驗器材的資金是最大的問題；面向不同專業(yè)學(xué)生開設(shè)跟專業(yè)相關(guān)的大學(xué)物理實驗需要大量的師資力量以及教學(xué)時間．因而，具備專業(yè)特點的大學(xué)物理實驗愿望美好，但實施困難．

1.4 基于學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的實驗難以滿足

大學(xué)物理實驗在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造精神，用鍥而不舍的精神探索未知世界有引領(lǐng)作用．物理實驗涉及的不少知識很難在短時間內(nèi)完全理解，而如果通過讓學(xué)生動手操作實驗，可使學(xué)生從實驗中感知物理現(xiàn)象，再升為理性認(rèn)識深刻理解物理．鼓勵學(xué)生創(chuàng)造性學(xué)習(xí)，讓他們對世界充滿好奇、不斷探索，是大學(xué)物理實驗的積極作用．但是對于有實驗研究興趣的學(xué)生，現(xiàn)有的實驗設(shè)備很難滿足他們自主自由操作實驗設(shè)備的要求．他們渴望在傳統(tǒng)課堂教學(xué)之外尋求能滿足他們學(xué)習(xí)需要的方法．

2 大學(xué)物理實驗?zāi)秸n的現(xiàn)狀與價值

2.1 大學(xué)物理慕課的研究與開設(shè)現(xiàn)狀

國內(nèi)關(guān)于慕課的研究，大約起始于2012年．從中國知網(wǎng)學(xué)術(shù)趨勢的學(xué)術(shù)關(guān)注度檢索關(guān)鍵詞“MOOC”和“慕課”發(fā)現(xiàn)：2012年的文章收錄量為3篇，2013年121篇，2014年1 313篇，2015年3 100篇，2016年4 182篇．2014～2016年對慕課教育模式的研究成倍增長，一定程度上反映出慕課教學(xué)的發(fā)展．從慕課對教學(xué)的研究看，熱點研究主要集中在：

(1)慕課與高等教育改革的影響，較多研究者認(rèn)為慕課給高等教育帶來機(jī)遇和挑戰(zhàn)；

(2)慕課與在線教育教學(xué)，慕課以學(xué)習(xí)者為中心，變被動為主動，關(guān)注學(xué)習(xí)者個性化的“學(xué)習(xí)”．

(3)慕課與“微課”、翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，研究者根據(jù)教學(xué)實踐設(shè)計混合學(xué)習(xí)模式．

大學(xué)物理和大學(xué)物理實驗?zāi)秸n的開設(shè)方面，目前較有影響力的慕課平臺有網(wǎng)易公開課、慕課學(xué)院、中國大學(xué)慕課、MOOC中國、學(xué)堂在線等，設(shè)置物理相關(guān)的課程和視頻的數(shù)量也較多，截止目前網(wǎng)易公開課有392門、慕課學(xué)院有485門、中國大學(xué)慕課246門、MOOC中國109門、學(xué)堂在線168門．在大學(xué)物理實驗課程方面較有影響力的有上海交通大學(xué)葉慶好的《大學(xué)物理實驗Ⅰ和Ⅱ》、國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)何焰蘭、彭剛等的《大學(xué)物理實驗》．東北大學(xué)王旗、程顯中等的《大學(xué)物理實驗》、南京信息工程大學(xué)陳玉林的《大學(xué)物理實驗》．

2.2 慕課為大學(xué)物理實驗教學(xué)改革提供新契機(jī)

2013年被視為中國的慕課元年．到2016年，幾乎所有的知名高校都參與慕課建設(shè)，慕課成為社會各界廣泛關(guān)注的教學(xué)改革方式．傳統(tǒng)的大學(xué)物理實驗改革方案較為多見的有：一是通過引入綜合設(shè)計實驗進(jìn)行實驗內(nèi)容的改革；二是通過實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計，通過多媒體、儀器設(shè)備更新來改善教學(xué)效果．但都在教師主動、學(xué)生被動的模式下進(jìn)行．慕課的出現(xiàn)，對改變大學(xué)物理實驗教學(xué)面臨的困境提供了契機(jī)．第一，慕課豐富的內(nèi)容解決了課時少的難題．慕課通過讓學(xué)生課前和課后自學(xué)和討論的方式，可以減少單個實驗的授課學(xué)時，因而可以增設(shè)更多的實驗項目．慕課的實驗內(nèi)容項目豐富，如南京信息工程大學(xué)陳玉林開設(shè)的慕課包括30個實驗項目，這在高校是無法實現(xiàn)的．豐富的實驗內(nèi)容使得結(jié)合各個不同專業(yè)制定出有針對性的實驗成為可能；第二，慕課課程內(nèi)容新穎．由于各種原因，很多高校大學(xué)物理實驗的設(shè)備種類少且落后，而慕課的教學(xué)資源豐富，實驗儀器設(shè)備齊全，通過慕課可以了解在學(xué)校無法見到的實驗儀器和高科技的知識，激發(fā)學(xué)生的研究興趣；第三，“慕課”的學(xué)習(xí)是自我選擇學(xué)習(xí)的模式，這與傳統(tǒng)的被動聽的教學(xué)模式相比更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，因?qū)W生的聽課地點和時間都不受限制．學(xué)習(xí)的進(jìn)程由自己控制．在自學(xué)的過程中發(fā)現(xiàn)的問題還可以與教師討論，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的研究素養(yǎng)．

3 慕課背景下大學(xué)物理實驗教學(xué)改革策略

3.1 大學(xué)物理實驗課程的O2O慕課教學(xué)

大學(xué)物理實驗課程具有動手觀察、實踐性強(qiáng)等特點，要求學(xué)生具有相應(yīng)的物理理論知識，還要有較強(qiáng)的動手操作能力，需要學(xué)生和教師面對面的溝通與啟發(fā)，才能夠?qū)崿F(xiàn)較好的教學(xué)效果．因而，即使慕課資源豐富，但完全依賴慕課來進(jìn)行教學(xué)也是不現(xiàn)實的．對慕課的利用可以嘗試線上和線下互動的O2O慕課教學(xué)，實現(xiàn)取長補(bǔ)短的效果．

O2O(Online To Offline)，原本是互聯(lián)網(wǎng)的一種營銷方式，強(qiáng)調(diào)將線下的營銷機(jī)會與線上結(jié)合．O2O慕課教學(xué)可以借鑒其核心觀點，將原本在現(xiàn)場(即線下)的課堂教學(xué)中涉及的理論性強(qiáng)的基礎(chǔ)性知識點，通過慕課的方式(即線上)讓學(xué)生在課后自行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的過程中將自己對知識的見解分享在慕課平臺供教師參考，這要求教師能真正成為學(xué)生學(xué)習(xí)上的朋友和引導(dǎo)者．而需要動手操作的部分放在實驗室中教學(xué)(即線下)，集中進(jìn)行實驗操作，這也一定程度上解決了課時少的問題．

3.2 整合慕課實驗項目 設(shè)計專業(yè)特色物理實驗

在大學(xué)物理實驗教學(xué)中，實驗項目是分層次遞進(jìn)：基礎(chǔ)—綜合—設(shè)計性實驗．在資源有限的情況下，物理實驗開設(shè)多為基礎(chǔ)性實驗，而綜合設(shè)計性實驗較少．在慕課背景下，教師可以整合利用慕課資源，讓學(xué)生在理解基礎(chǔ)實驗的基礎(chǔ)上，為學(xué)生設(shè)計出與專業(yè)知識相結(jié)合的綜合性或設(shè)計性實驗．學(xué)生也能根據(jù)自己的理解設(shè)計興趣型的小實驗，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情．同時，為了借助大學(xué)物理實驗更好掌握本專業(yè)領(lǐng)域的知識，還可以利用慕課資源將實驗項目細(xì)分成多個帶有本校典型專業(yè)針對性的大學(xué)物理實驗項目供學(xué)生選擇，并適時對實驗內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)一步讓學(xué)生知道怎樣利用物理知識來解決專業(yè)問題，提升學(xué)生綜合素質(zhì)．

3.3 大學(xué)物理實驗?zāi)秸n為研究性學(xué)習(xí)搭建平臺

大學(xué)物理實驗的教學(xué)目的之一是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)和創(chuàng)新能力，但傳統(tǒng)的教學(xué)模式不能勝任．在教學(xué)實踐中我們也發(fā)現(xiàn)，有些學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課程中涉及物理方面問題時，希望通過實驗來驗證；有些學(xué)生對物理方面的知識特別感興趣，希望自己能進(jìn)行趣味性實驗設(shè)計，這些都是學(xué)生對研究性學(xué)習(xí)的需求．慕課的出現(xiàn)為這類現(xiàn)實中無法滿足的需求搭建了一個平臺：慕課豐富的資源，有國內(nèi)外優(yōu)秀專家教授設(shè)計出來的各類虛擬仿真實驗，還有很多一般院校無法見到的高科技大型儀器設(shè)備．學(xué)生通過在慕課上的學(xué)習(xí)，更注重能否能利用已學(xué)的物理知識對實驗進(jìn)行分析的體驗性過程．同時，高校教師還可以考慮將自己的科研項目融入到大學(xué)物理實驗教學(xué)中，利用慕課開設(shè)第二課堂，推進(jìn)大學(xué)物理實驗教學(xué)與科研的結(jié)合，學(xué)校還可設(shè)立校級基金，鼓勵學(xué)生進(jìn)行課題研究．

參 考 文 獻(xiàn)

1 張鷙遠(yuǎn).“慕課”(MOOCS)發(fā)展對我國高等教育的影響及其對策.河北師范大學(xué)學(xué)報,2014,16(2):116～121

2 倪燕茹.地方本科院校大學(xué)物理實驗課程融合“慕課”教學(xué)模式必要性的思考.大學(xué)物理實驗,2014,6(27)

3 王庭槐.MOOC：席卷全球教育的大規(guī)模開放在線課程．北京：人民衛(wèi)生出版社，2014

4 趙婷婷．大學(xué)物理實驗教學(xué)與創(chuàng)新．大學(xué)物理實驗, 2014,27(5)：110