“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

范文亮

（鄂爾多斯應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017000）

1 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是理工科各專業(yè)學(xué)生必須掌握的一門基礎(chǔ)課程，只有吃透本課程所包含的理論和實(shí)踐知識(shí)，學(xué)生才能培養(yǎng)出自己確定實(shí)驗(yàn)原理、推斷實(shí)驗(yàn)公式以及自主選擇最佳實(shí)驗(yàn)器材的能力。正因如此，設(shè)有工科專業(yè)的各高校都非常重視大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的講授。然而，現(xiàn)階段部分高校的物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式存在著一些不足，主要包括：

（1）教學(xué)方式單一。因?yàn)榇髮W(xué)里各個(gè)專業(yè)所需學(xué)分有限，課程設(shè)置較滿，預(yù)留給物理實(shí)驗(yàn)課的學(xué)時(shí)非常有限。任課教師在學(xué)時(shí)緊張的情況下，只能采取“填塞式”教學(xué)方式提高課堂上的知識(shí)傳輸量，但這種“填塞式”教學(xué)方式使學(xué)生和教師難以圍繞實(shí)驗(yàn)展開討論，學(xué)生只能機(jī)械地重復(fù)教師傳授的實(shí)驗(yàn)步驟，這對(duì)學(xué)生進(jìn)行思維創(chuàng)新，提高自己開展物理實(shí)驗(yàn)的能力極為不利。

（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源利用率偏低。受主客觀因素影響，各高校擁有的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源在數(shù)量和種類上都有很大差別。在這種情況下，各高校需要制定一個(gè)資源共享計(jì)劃，以彼之長(zhǎng)，補(bǔ)己之短，才能最大限度發(fā)揮教學(xué)資源對(duì)學(xué)校物理實(shí)踐課的積極作用。然而，現(xiàn)階段各高校非但沒(méi)能實(shí)現(xiàn)資源共享，連本校擁有的教學(xué)資源都沒(méi)能充分利用起來(lái)，這對(duì)學(xué)生進(jìn)行高階的物理實(shí)驗(yàn)，在學(xué)習(xí)中提高自己的實(shí)踐能力同樣極為不利。

（3）學(xué)?？荚u(píng)方式不能反映學(xué)生的真實(shí)水平?！霸诳己藢W(xué)生的學(xué)習(xí)成果時(shí)，物理實(shí)驗(yàn)課的教師通常會(huì)將學(xué)生上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為判定學(xué)生學(xué)習(xí)成果的依據(jù)。忽視學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中的表現(xiàn)。”[1]這種考核方式無(wú)法為學(xué)生學(xué)習(xí)能力和知識(shí)水平的提高提供保障，無(wú)法有效調(diào)動(dòng)學(xué)生參與物理實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和積極性，還可能造成部分學(xué)生在課堂上精力不集中，課下集中補(bǔ)報(bào)告交差的不利后果。

（4）學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)水平參差不齊。調(diào)查結(jié)果顯示，由于生源地不同，同上一堂物理實(shí)驗(yàn)課的學(xué)生，其知識(shí)基礎(chǔ)不同，接受的高中教育存在差異，因此他們掌握的、 與大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)相關(guān)的理論知識(shí)水平和實(shí)踐水平也存在很大差異[2]。有些學(xué)生在上大學(xué)前甚至沒(méi)有接觸過(guò)物理實(shí)驗(yàn)，但是在授課的過(guò)程中，物理實(shí)驗(yàn)課的教師并未充分考慮學(xué)生們的基礎(chǔ)性積累對(duì)他們的學(xué)習(xí)能力造成的影響，基礎(chǔ)較差的學(xué)生不但很難在物理實(shí)驗(yàn)課上達(dá)到和其他同學(xué)一樣的水平，還可能會(huì)因?yàn)樵撜n程承擔(dān)較大的壓力，這也是傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)踐教學(xué)模式的弊端之一。

2 “互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的意義

眾所周知，觀察和實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)好大學(xué)物理課的重要前提。換言之，想要學(xué)好這門課程，學(xué)生不光要有足夠的數(shù)學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)，還要領(lǐng)悟并牢記一些物理規(guī)律。然而很多物理規(guī)律相對(duì)較復(fù)雜，一些基礎(chǔ)較差的學(xué)生，理解這部分內(nèi)容比較困難，這對(duì)學(xué)生學(xué)業(yè)水平的提高十分不利，但傳統(tǒng)的大學(xué)物理考評(píng)模式無(wú)法有效監(jiān)督學(xué)生完成學(xué)業(yè)規(guī)定的知識(shí)理解任務(wù)?！盎ヂ?lián)網(wǎng)的應(yīng)用，能起到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)教育信息化的作用”[3]，為學(xué)生和教師的課后交流、 教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的跟蹤提供客觀支持，這對(duì)幫助學(xué)生擺脫惰性、走出知識(shí)盲區(qū)具有重要意義。除此之外，2001年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者卡爾威曼提出：“在開展物理實(shí)踐教學(xué)的過(guò)程中，人們需要將科學(xué)的研究成果作為指導(dǎo)自己教學(xué)的依據(jù)，并采取切實(shí)可靠的舉措對(duì)人們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中獲得的成果進(jìn)行驗(yàn)證，而現(xiàn)代化的信息技術(shù)能為驗(yàn)證成果的真實(shí)性提供保障，應(yīng)當(dāng)在實(shí)踐教學(xué)的過(guò)程中進(jìn)行有效利用?！盵4]這也是人們?cè)谖锢韺?shí)踐教學(xué)過(guò)程中使用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要原因。

3 “互聯(lián)網(wǎng)”背景下的教學(xué)理念

在信息技術(shù)高速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)，學(xué)校具備了對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式進(jìn)行優(yōu)化的客觀條件。在這種情況下，教師應(yīng)該緊跟時(shí)代潮流，對(duì)自己的教學(xué)理念進(jìn)行優(yōu)化更新，為傳統(tǒng)教學(xué)方式的革新提供方向和理論指導(dǎo)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)理念也在其中。為此，多年來(lái)物理學(xué)的研究者和投身物理教學(xué)的教授都在積極探索新的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念。他們的研究成果證明，在以互聯(lián)網(wǎng)作為輔助技術(shù)的現(xiàn)代社會(huì)，負(fù)責(zé)物理實(shí)踐教學(xué)的教師不光要將自己掌握的理論知識(shí)盡數(shù)教給學(xué)生，還要不斷地對(duì)自己的教學(xué)方式和實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，增加學(xué)生參與物理實(shí)踐的次數(shù)，使學(xué)生從應(yīng)試達(dá)人變成具備實(shí)踐能力、 思辨能力和創(chuàng)新能力的綜合型人才，進(jìn)而滿足社會(huì)對(duì)人才的多樣化需求。

4 “互聯(lián)網(wǎng)+”背景下進(jìn)行大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的有效舉措

（1）采用模塊化、分層化、開放化教學(xué)模式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的今天，負(fù)責(zé)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師需要將物理實(shí)驗(yàn)分成多個(gè)模塊，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)難度以及學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)需要完成的工作將同一模塊的物理實(shí)驗(yàn)分成基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)、綜合類實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)和研究類實(shí)驗(yàn)，使不同類型的學(xué)生能夠得到針對(duì)性的教育。他們可以根據(jù)自身學(xué)習(xí)程度、特長(zhǎng)，興趣愛好選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，切實(shí)提高其自身基礎(chǔ)操作能力和創(chuàng)新能力。

（2）整合教學(xué)資源，使學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源庫(kù)具有可持續(xù)性特征和開放性特征。

“互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)普及之后，人們能以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐，建立大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的資源平臺(tái)，使各個(gè)高校實(shí)現(xiàn)資源共享，降低傳統(tǒng)教學(xué)模式的封閉性對(duì)資源利用率的限制?！盵1]具體來(lái)說(shuō)，在搜集獲取大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的過(guò)程中，人們應(yīng)當(dāng)使用可以進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的電子信息技術(shù)——“云計(jì)算”來(lái)創(chuàng)建線上資源儲(chǔ)存平臺(tái)，使搜集使用各種可用資料的過(guò)程變得更為簡(jiǎn)單高效。此外，資源儲(chǔ)蓄平臺(tái)是一個(gè)網(wǎng)上儲(chǔ)蓄平臺(tái)，因此在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中承擔(dān)重要角色的教師和學(xué)生都可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際情況，對(duì)資料庫(kù)中的資料進(jìn)行更新?lián)Q代和查漏補(bǔ)缺，這就使大學(xué)物理資料庫(kù)具備了開放性和可持續(xù)特征，為教師和學(xué)生高效利用大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)資源提供了幫助。

（3）注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程評(píng)論，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)考核方式。

以試驗(yàn)報(bào)告定優(yōu)劣的學(xué)生成績(jī)考核方式無(wú)法讓教師真正了解學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握情況，對(duì)學(xué)生提升自己的核心能力和學(xué)業(yè)水平也極為不利。因此，在改革大學(xué)物理實(shí)踐教學(xué)模式的過(guò)程中，人們必須將創(chuàng)新學(xué)生的實(shí)驗(yàn)考核方式作為重中之重。需要強(qiáng)調(diào)的是，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，在“互聯(lián)網(wǎng)+”的大背景下，能夠切實(shí)反映學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)真實(shí)水平的考核方式主要包括平時(shí)成績(jī)考核、答辯考核以及小論文考核。負(fù)責(zé)改革大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的相關(guān)負(fù)責(zé)人，要想充分發(fā)揮成績(jī)考核對(duì)大學(xué)生物理實(shí)踐能力提升的積極作用，需要分別對(duì)這三種方式進(jìn)行分析，而后建立一套以這三種考核方式為主架的考核模式。為使大家對(duì)考核模型的建立有更加全面的認(rèn)識(shí)，筆者將著重分析應(yīng)如何對(duì)三種考核方式進(jìn)行改革。

第一，對(duì)平時(shí)成績(jī)考核的改革。在傳統(tǒng)考核方式中，高校物理教師往往根據(jù)期末考試成績(jī)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告來(lái)計(jì)算學(xué)生的最終成績(jī)，這種對(duì)平時(shí)成績(jī)的考核雖然能在一定程度上調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)，按時(shí)參與課堂活動(dòng)的積極性，卻不能加強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理實(shí)踐和課程參與的重視，因此使用日常成績(jī)考核學(xué)生們的學(xué)習(xí)水平時(shí)，教師應(yīng)將學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)和出勤率也作為學(xué)生最終成績(jī)的影響因素。需要注意的是，判斷學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的表現(xiàn)優(yōu)劣要看學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能否正確使用各種實(shí)驗(yàn)器材，以及學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)的實(shí)驗(yàn)步驟是否符合相關(guān)規(guī)定。

第二，對(duì)答辯考核方式的優(yōu)化改革。目前，高校畢業(yè)生主要通過(guò)答辯來(lái)證明自己的學(xué)業(yè)水平，這種答辯活動(dòng)不僅能夠考核學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，還能提高學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力及思考能力，對(duì)學(xué)生日后的職場(chǎng)交流也能產(chǎn)生非常積極的作用，因此在改革大學(xué)物理考核方式時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)充分發(fā)揮答辯這一考核方式的積極作用，把原本只在畢業(yè)季才需要進(jìn)行的答辯活動(dòng)安排到每一個(gè)學(xué)期的中間，讓學(xué)生能夠及時(shí)全面地回顧自己在上學(xué)期間所學(xué)內(nèi)容，而后有針對(duì)性地對(duì)自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃和未來(lái)規(guī)劃進(jìn)行調(diào)整。

第三，對(duì)論文考核方式的改革。寫論文和答辯不僅能檢驗(yàn)學(xué)生日常的學(xué)習(xí)情況，還能提高學(xué)生的邏輯思維能力，因此，“在進(jìn)行大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革時(shí)，學(xué)校應(yīng)將論文這項(xiàng)終極考核指標(biāo)，變?yōu)橹虚g階段的考核指標(biāo)，讓學(xué)生在一個(gè)學(xué)期的考核告一段落的情況下，完成一篇論文，并將論文的優(yōu)劣與學(xué)生的成績(jī)和各項(xiàng)榮譽(yù)的取得資格掛鉤。”[5]這樣既能夠提高學(xué)生的思辨能力，又能讓學(xué)生及早掌握寫論文的各項(xiàng)必備技能，防止他們?cè)诋厴I(yè)季，因?yàn)檎撐牡木壒氏萑虢诡^爛額的境地。需要強(qiáng)調(diào)的是，與大學(xué)物理實(shí)踐掛鉤的論文考核，不僅考核學(xué)生的總結(jié)能力和學(xué)習(xí)態(tài)度，還考核學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此在進(jìn)行論文考核的過(guò)程中，教師可以將物理實(shí)驗(yàn)中的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)作為學(xué)生的考核題目，讓學(xué)生完成查找課題相關(guān)資料—研究設(shè)計(jì)方案—對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)踐和改正—記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)—完成論文的全過(guò)程。這對(duì)提高學(xué)生的邏輯思維能力、 資料搜尋能力及創(chuàng)新能力具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

第四，添加機(jī)考考核方式。為了讓在校生更早地接觸社會(huì)實(shí)踐，近幾年各大高校專門建立起了大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)，這種仿真實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行大學(xué)物理的模擬實(shí)驗(yàn)，這種模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)水平的提高具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

（4）充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)資源對(duì)高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充作用。

盡管大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為主的一門課程，但是高水平的實(shí)驗(yàn)同樣離不開先進(jìn)理論知識(shí)和最新資料的輔助，在傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，很多教師因?yàn)橘Y料的缺乏無(wú)法最大限度地發(fā)揮大學(xué)物理實(shí)踐教學(xué)對(duì)學(xué)生個(gè)人能力提高的積極作用，而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以讓教師在短時(shí)間內(nèi)搜索到來(lái)自世界各地的相關(guān)資料，因此不管是在講解理論知識(shí)的過(guò)程中還是在實(shí)踐的過(guò)程中，教師都要充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)跨越時(shí)間和空間的特質(zhì)，避免實(shí)驗(yàn)資料出現(xiàn)過(guò)時(shí)或短缺的情況。

（5）將與物理實(shí)驗(yàn)課程相關(guān)的預(yù)習(xí)資料進(jìn)行電子化轉(zhuǎn)換，提高學(xué)生的預(yù)習(xí)效率。

相關(guān)調(diào)查資料顯示：“在傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，學(xué)生只能通過(guò)試驗(yàn)報(bào)告，籠統(tǒng)地預(yù)習(xí)一下自己即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容?！盵6]在這種情況下，很多學(xué)生的課前預(yù)習(xí)都浮于表面，沒(méi)有真正提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，為了改變這種情況，物理實(shí)驗(yàn)課程的相關(guān)負(fù)責(zé)人需要將與每節(jié)課課程內(nèi)容相關(guān)的實(shí)驗(yàn)步驟及儀器使用方式整理成電子化的視頻資料或音頻資料，而后在從課本的相關(guān)位置印上可以獲取這些資料的二維碼，學(xué)生只需輕松一掃就可以在正式學(xué)習(xí)之前了解自己需要學(xué)習(xí)的全內(nèi)容，有針對(duì)性地對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，從而發(fā)揮預(yù)習(xí)這一學(xué)習(xí)流程對(duì)學(xué)生學(xué)業(yè)水平提高的積極作用。

總而言之，在互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的大背景下，轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，充分利用互聯(lián)網(wǎng)對(duì)大學(xué)物理實(shí)踐教學(xué)的積極作用，對(duì)傳統(tǒng)的大學(xué)物理教學(xué)模式進(jìn)行改革，建立以學(xué)生為主的新型大學(xué)物理教學(xué)模式，已經(jīng)成為大勢(shì)所趨，因此相關(guān)負(fù)責(zé)人有必要通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)分層、 資源優(yōu)化配置、優(yōu)化學(xué)生考核方式等方式，對(duì)傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行改革，從而培養(yǎng)出全面發(fā)展的高素質(zhì)人才。