大學(xué)物理實驗課程問卷調(diào)查及改革實踐*

呂秀品 李 林 池凌飛 林舜輝 楊瑋楓

(汕頭大學(xué)物理系 廣東 汕頭 515063)

1 引言

深化實驗教學(xué)改革、加強實踐教學(xué)是國家實施“素質(zhì)教育”和“質(zhì)量工程”，全面提高教育質(zhì)量的重要內(nèi)容[1].近年來很多高校進行了大學(xué)物理實驗課程的改革和探索，將虛擬仿真、微課、翻轉(zhuǎn)課堂、MOOC等新的教學(xué)模式應(yīng)用于課程教學(xué)，彌補了傳統(tǒng)實驗教學(xué)的不足，為傳統(tǒng)實驗教學(xué)注入了新活力，并取得很好的教學(xué)效果[2～6].

汕頭大學(xué)物理實驗教學(xué)示范中心(以下簡稱中心)一直以來沿用的是傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式，2019年春季學(xué)期末，中心對400多名修讀課程的學(xué)生進行了問卷調(diào)查，問卷調(diào)查內(nèi)容覆蓋實驗預(yù)習(xí)、操作、指導(dǎo)、報告整個教學(xué)環(huán)節(jié).中心收集學(xué)生的反饋意見后，對調(diào)查結(jié)果進行梳理分析，總結(jié)出以下問題：一是預(yù)習(xí)模式單一，學(xué)生預(yù)習(xí)滿意度低；二是教師指導(dǎo)滿堂灌，學(xué)生依賴講解進行實驗； 三是實驗報告有疑問，學(xué)生不找教師靠百度.為此，中心組織教研組對以上問題進行了對策研究，并提出了將信息技術(shù)深度融合實驗教學(xué)的改革方案：通過建設(shè)微信教學(xué)平臺和虛擬仿真教學(xué)平臺，打造多元化線上預(yù)習(xí)模式，提高預(yù)習(xí)質(zhì)量； 建立合作學(xué)習(xí)模式，轉(zhuǎn)變教師指導(dǎo)方式；建立在線即時交流工具，使教師輔導(dǎo)覆蓋到預(yù)習(xí)、課堂和報告3個階段.課程改革方案的實施，有效地解決了傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式存在的問題，提高了大學(xué)物理課程的教學(xué)質(zhì)量.

2 問卷調(diào)查的實施與分析

中心對修讀課程的6個理工專業(yè)的學(xué)生進行了問卷調(diào)查.調(diào)查采用匿名方式，共發(fā)放調(diào)查問卷 425份，回收有效問卷410份，有效問卷比例為96.5 %.從問卷的有效性看，調(diào)查數(shù)據(jù)是可信的.

調(diào)查問卷共設(shè)置了19個題目，其中有18個帶選項的題目和1個開放性題目.中心將回收的有效問卷逐題進行了統(tǒng)計，對學(xué)生反饋的意見進行了整理，并對問卷調(diào)查結(jié)果進行了分析和總結(jié).

2.1 實驗預(yù)習(xí)調(diào)查結(jié)果與分析

問卷1～10題對目前的傳統(tǒng)預(yù)習(xí)模式以及基于微課、虛擬仿真實驗新技術(shù)的預(yù)習(xí)模式進行了調(diào)查.

從調(diào)查數(shù)據(jù)看，在傳統(tǒng)預(yù)習(xí)模式中，有一半左右的學(xué)生會認真預(yù)習(xí)實驗，完成預(yù)習(xí)報告；一半左右的學(xué)生只是應(yīng)付預(yù)習(xí)，甚至有少數(shù)人根本不預(yù)習(xí).完成預(yù)習(xí)的學(xué)生，有92.98%的學(xué)生是通過閱讀實驗講義進行預(yù)習(xí)，僅35.33%的學(xué)生會主動到網(wǎng)上查閱相關(guān)資料.對于傳統(tǒng)預(yù)習(xí)模式，僅有23.06%的學(xué)生對預(yù)習(xí)效果滿意.以上數(shù)據(jù)反映了學(xué)生對傳統(tǒng)預(yù)習(xí)模式滿意度低，預(yù)習(xí)的主動性不高，預(yù)習(xí)效果差的問題.這跟傳統(tǒng)預(yù)習(xí)方式單一、預(yù)習(xí)要求不高有很大關(guān)系.由于只能結(jié)合講義預(yù)習(xí)，看不到實物，儀器結(jié)構(gòu)只能靠想象，實驗原理難以理解，學(xué)生很難跨越實驗室與教材之間的鴻溝.再加課時緊張，教師很少抽查提問，這在一定程度上助長了學(xué)生不認真預(yù)習(xí)現(xiàn)象的出現(xiàn).對于利用信息化平臺輔助實驗預(yù)習(xí)的問題，大部分學(xué)生持歡迎態(tài)度，也愿意花時間進行仿真實驗或網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻的學(xué)習(xí).

大學(xué)物理實驗課程問卷調(diào)查結(jié)果如表1所示.

表1 大學(xué)物理實驗課程問卷調(diào)查結(jié)果

續(xù)表1

2.2 實驗教與學(xué)的調(diào)查結(jié)果與分析

問卷11～15題就學(xué)生的合作學(xué)習(xí)方式和教師的授課方式等問題進行了調(diào)查.

從調(diào)查結(jié)果看，學(xué)生比較認可合作學(xué)習(xí)方式，在遇到實驗問題時，只有27.56%的學(xué)生會尋求教師的幫助.大部分學(xué)生會通過仔細閱讀講義或同伴討論方式解決.大部分學(xué)生認為教師沒必要對每個實驗完整講解，只需重點講解一些共性的問題或操作要點，給學(xué)生以充分的時間去摸索實驗.

2.3 實驗報告撰寫的調(diào)查結(jié)果與分析

問卷第16和17題調(diào)查了實驗報告環(huán)節(jié).

數(shù)據(jù)顯示:一份實驗報告平均完成時間約為2～3小時.對于實驗報告中遇到的問題，尋求教師答疑的學(xué)生占比最少，上網(wǎng)百度和同學(xué)間交流是解決問題的主要途徑.

由此可見，教師在課后輔導(dǎo)這一環(huán)節(jié)發(fā)揮的作用非常有限，有必要建立即時交流工具，方便教師線上指導(dǎo)、學(xué)生之間互助討論.

3 實驗教學(xué)改革實踐

實驗教學(xué)改革的必由之路是將信息化技術(shù)和實驗教學(xué)深度融合，促進教與學(xué)的雙重質(zhì)量提升.實驗中心以問卷調(diào)查結(jié)果為改革依據(jù)，提出了以微信公眾平臺和虛擬仿真教學(xué)平臺為基礎(chǔ)，輔助實驗教學(xué)的改革方案.建立以學(xué)生為中心，以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主、教師指導(dǎo)為輔的教學(xué)模式，同時建QQ學(xué)習(xí)群，延伸教師課堂指導(dǎo)和學(xué)生合作學(xué)習(xí).這些改革舉措已應(yīng)用于教學(xué)中，解決了傳統(tǒng)實驗教學(xué)各個環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題.去年秋季學(xué)期末，實驗中心對修讀課程的部分學(xué)生進行了訪談，通過訪談了解到，學(xué)生普遍對課程改革措施滿意，達到了課程改革預(yù)期目標.

3.1 建立多元化預(yù)習(xí)方式 提高預(yù)習(xí)效果

打造多元化預(yù)習(xí)方式，建設(shè)信息化教學(xué)平臺，輔助實驗預(yù)習(xí)，提高預(yù)習(xí)效果.

一是建立微信公眾教學(xué)平臺，豐富教學(xué)資源，如圖1所示.平臺上放置了十幾個實驗的教學(xué)視頻和課件，學(xué)生在手機端利用碎片化時間隨時可以進行實驗預(yù)習(xí).

圖1 微信教學(xué)平臺

二是建設(shè)虛擬仿真教學(xué)平臺，如圖2所示，內(nèi)置40多個虛擬實驗，學(xué)生可以在平臺上進行仿真預(yù)習(xí)，模擬實驗操作.

圖2 虛擬仿真教學(xué)平臺

學(xué)生在進實驗室前，系統(tǒng)使用隨機試卷在線測試學(xué)生預(yù)習(xí)情況，保證預(yù)習(xí)質(zhì)量，如圖3所示.

圖3 預(yù)習(xí)試卷

3.2 建立合作學(xué)習(xí)模式 轉(zhuǎn)變教學(xué)指導(dǎo)方式

合作互助學(xué)習(xí)模式是一種以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)方式.學(xué)生做實驗時，采用互助合作學(xué)習(xí)方式，有問題先小組內(nèi)討論解決.合作學(xué)習(xí)方式可以促進學(xué)生之間的學(xué)習(xí)和交流，增強實驗的認知，提高實驗技能.在教學(xué)時，教師只針對一些共性的問題或重點、難點問題進行講解，這樣教師有較多的時間對學(xué)生進行個別指導(dǎo).在指導(dǎo)過程中，教師通過引導(dǎo)學(xué)生，學(xué)會觀察實驗現(xiàn)象，學(xué)會深入分析問題和解決問題，提高實驗教學(xué)質(zhì)量.

3.3 建立線上交流工具 延伸課堂指導(dǎo)

QQ具有即時通信的優(yōu)勢，可以延伸課堂交流時間和空間，方便師生之間、學(xué)生之間的交流.學(xué)生如果在預(yù)習(xí)、撰寫實驗報告中遇到問題，可以將問題發(fā)在交流群中，同學(xué)之間可以線上探討，線上也有教師進行輔導(dǎo)和答疑.合作學(xué)習(xí)從實驗室延伸到線上，教師的指導(dǎo)也由課內(nèi)延伸到課外，合作學(xué)習(xí)和教學(xué)指導(dǎo)完整地覆蓋了整個實驗環(huán)節(jié).

3.4 改革成效

實驗中心通過訪談部分學(xué)生，綜合他們的反饋，總結(jié)出改革成效主要反映在以下3個方面：

一是預(yù)習(xí)資源非常豐富，通過講義結(jié)合在線預(yù)習(xí)，無需進實驗室，就能對每個項目的實驗原理、儀器結(jié)構(gòu)、操作方法有清晰的認識.大部分學(xué)生反映,進實驗室前不再是腦袋空白一片或懵懵懂懂，而是很有自信，不再依賴教師課前全程講解.

二是合作完成實驗，實驗操作時間明顯比以前縮短，實驗效率很高.討論時間多了，實驗操作心中有數(shù)也沒那么匆忙了.

三是建立QQ學(xué)習(xí)群后，師生交流非常方便，不像以前總是百度找答案，同學(xué)之間互助學(xué)習(xí)效果很好，也很少抄襲別人的報告了.

4 結(jié)束語

實驗中心對大學(xué)物理實驗課程進行了問卷調(diào)查，剖析了各個環(huán)節(jié)的問題，提出并實施了一系列有針對性的實驗教學(xué)改革舉措，將現(xiàn)代信息技術(shù)融合到實驗教學(xué)中，很好地解決了傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式中各個環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題.這不僅推動了大學(xué)物理實驗課程的改革，也提高了我校大學(xué)物理實驗教學(xué)水平.通過問卷調(diào)查和改革實踐，教師和學(xué)生都有很大收獲，拓展了教學(xué)思路，優(yōu)化了教學(xué)模式，提高了學(xué)生的動手能力和綜合素質(zhì).我們將繼續(xù)深化大學(xué)物理實驗課程的教學(xué)改革和建設(shè)，爭取更好的改革成效.