大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程信息化教學(xué)的探索與創(chuàng)新
——以陜西科技大學(xué)為例

羅道斌 周利斌 劉建科 朱橋 陜西科技大學(xué)文理學(xué)院

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的飛速發(fā)展與普及，微課及虛擬仿真等信息化教學(xué)手段與方式受到教師和學(xué)生的廣泛關(guān)注。由于實(shí)驗(yàn)課程的預(yù)習(xí)受儀器及場(chǎng)地的限制，微課和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以很好的把實(shí)驗(yàn)中注意事項(xiàng)及儀器構(gòu)造等很好的展現(xiàn)給學(xué)生，對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有很大的幫助，即有利于預(yù)習(xí)，也有利于復(fù)習(xí)。將網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)應(yīng)用于新形勢(shì)下的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)其模式進(jìn)行探索和研究，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力、提高高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和完善新形勢(shì)下人才培養(yǎng)具有實(shí)際指導(dǎo)意義。本論文基于陜西科技大學(xué)理工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，探索物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式與方法，得到一些有益做法。

一、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目前存在的問題

(一)課前預(yù)習(xí)不夠充分

目前學(xué)生對(duì)于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的預(yù)習(xí)，和理論課一樣，停留在對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理的預(yù)習(xí)，涉及實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)儀器使用等，缺乏深刻的理解。只有原理和實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)儀器均熟悉，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)才能做到得心應(yīng)手，充分發(fā)揮出自己動(dòng)手能力，提高課堂的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)效果。由于實(shí)驗(yàn)課的特殊性，預(yù)習(xí)受實(shí)驗(yàn)儀器的條件限制。不少學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程充滿期待，但預(yù)習(xí)是卻只能面對(duì)著教材上幾張實(shí)驗(yàn)儀器圖片來熟悉儀器設(shè)備。這些因素導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中很難順利操作實(shí)驗(yàn)，經(jīng)常是按部就班式一邊翻看教材，一邊操作實(shí)驗(yàn)儀器，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)過程中問題不斷，實(shí)驗(yàn)課時(shí)嚴(yán)重不夠，不能按時(shí)完成，同時(shí)對(duì)儀器也容易造成損壞。

(二)課堂時(shí)間分配問題

由于實(shí)驗(yàn)主要是以學(xué)生動(dòng)手操作為主，教師指導(dǎo)為輔，學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，因此教師講解的時(shí)間十分有限。以我校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間安排為例，學(xué)生在正式實(shí)驗(yàn)之前，教師大約20 分鐘講述實(shí)驗(yàn)原理、操作、注意事項(xiàng)等，而在這時(shí)間內(nèi)，主要是要讓學(xué)生掌握儀器操作方法，明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和測(cè)量物理量及實(shí)驗(yàn)技巧，數(shù)據(jù)的處理方法等，時(shí)間非常緊張。老師講的時(shí)間多，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)間少。這需要教師和學(xué)生配合好，才能較好完成本項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)任務(wù)。

(三)課后復(fù)習(xí)沒有條件

由于實(shí)驗(yàn)課程的特殊性，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的復(fù)習(xí)要比理論課課后復(fù)習(xí)困難。主要原因是理論課的知識(shí)點(diǎn)在課本或資料書上很詳細(xì)，學(xué)生只要認(rèn)真地去閱讀、分析都可以理解、掌握，并且相關(guān)的補(bǔ)充或拓展知識(shí)在網(wǎng)絡(luò)上也非常豐富。而實(shí)驗(yàn)課則不同，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)需要是按照實(shí)驗(yàn)室的儀器測(cè)出數(shù)據(jù)(有時(shí)同一實(shí)驗(yàn)不同學(xué)生的儀器型號(hào)不同)，課后整理實(shí)驗(yàn)報(bào)告、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論后交給教師批閱，學(xué)生交上實(shí)驗(yàn)報(bào)告后一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目完畢。涉及復(fù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)書上原理可瀏覽，但看不到儀器實(shí)物也就不知道具體實(shí)驗(yàn)操作如何了。因此，學(xué)生就算有復(fù)習(xí)的念頭也被客觀條件所限制。

二、主要教學(xué)探索內(nèi)容

針對(duì)目前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)受實(shí)驗(yàn)儀器及場(chǎng)地限制的困難，避免實(shí)驗(yàn)操作不當(dāng)對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器造成不必要的損壞等教學(xué)中的問題，將微課、虛擬仿真等信息化教學(xué)手段引入到大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和水平，是本研究課題的中心任務(wù)。我們的做法包括以下幾個(gè)方面。

(一)建立物理實(shí)驗(yàn)微課教學(xué)資源庫。組織骨干教師，以對(duì)我校主要的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目錄制大學(xué)物理項(xiàng)目的微課，錄制內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)原理講解、實(shí)驗(yàn)操作及注意事項(xiàng)等，以微課彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)存在的不足和限制，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)質(zhì)量和效率。

(二)進(jìn)一步完善和發(fā)展大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。為適應(yīng)新形勢(shì)下理工科專業(yè)的需求及工科專業(yè)認(rèn)證對(duì)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的要求，依靠我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)省級(jí)示范中心大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的基礎(chǔ)，拓展我校物理仿真實(shí)驗(yàn)的功能，構(gòu)建物理實(shí)驗(yàn)預(yù)約、開放及排課系統(tǒng)等。

(三)教學(xué)設(shè)計(jì)和選題方面

微課及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的環(huán)節(jié)有很大的不同，因此，原有的實(shí)驗(yàn)課程規(guī)范要求及考核標(biāo)準(zhǔn)需做相應(yīng)的改革，以適應(yīng)新形勢(shì)下教學(xué)需求。根據(jù)微課及虛擬教學(xué)要求，制定與之相適應(yīng)的教學(xué)計(jì)劃與內(nèi)容。并針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的某些知識(shí)點(diǎn)，尤其是實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法、數(shù)據(jù)處理方法、常用儀器使用方法等，重新設(shè)計(jì)、確定實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，選擇恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，滿足學(xué)生的平時(shí)學(xué)習(xí)(包括預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí))需要。

(四)教學(xué)評(píng)價(jià)方面

在師生互動(dòng)的基礎(chǔ)上建立教學(xué)評(píng)價(jià)。教師對(duì)學(xué)生的課堂表現(xiàn)、成績(jī)、知識(shí)與技能、實(shí)驗(yàn)過程以及學(xué)習(xí)方法的有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)。學(xué)生也可以對(duì)教師的教學(xué)方法和導(dǎo)入方式、實(shí)驗(yàn)操作中的重點(diǎn)難點(diǎn)的闡述、實(shí)驗(yàn)儀器故障排除等做出相應(yīng)的意見，幫助教師合理調(diào)整教學(xué)策略。

三、總結(jié)

本文探索了新時(shí)期理工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。微課、虛擬仿真等信息化授課手段引入物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，解決了物理實(shí)驗(yàn)課程預(yù)習(xí)困難的不足。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)采用信息化技術(shù)，構(gòu)建虛擬的實(shí)驗(yàn)條件，減小實(shí)驗(yàn)儀器損壞，方便學(xué)生隨時(shí)預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或?qū)嶒?yàn)測(cè)量方法，突出實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的共享和使用，有效地改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。