新高考背景下大學物理實驗課探索*

趙榮霞 劉 慧 賈天俊

(濱州學院理學院 山東 濱州 256603)

伊厚會

(濰坊科技學院智能制造學院 山東 濰坊 262700)

王麗麗

(濱州實驗中學 山東 濱州 256600)

1 引言

2017年，浙江省和上海市執(zhí)行了新高考政策．為了保障沒選高中物理的學生大學物理課程的教學質(zhì)量，浙江工業(yè)大學施建青教授課程組和同濟大學倪忠強教授課程組分別開設(shè)了大學物理預修課和大學物理先導課．2020年山東省啟動了高等學校考試招生綜合改革．山東省新高考改革夏季高考實行了“3+3”模式，考試科目包括國家統(tǒng)一考試的語文、外語(含筆試和聽力)、數(shù)學等3科，物理作為選考科目，由合格考試和等級考試(選考)兩部分組成，合格考試僅涵蓋力學和電學部分內(nèi)容，其教學要求僅相當于原來針對文科學生的教學內(nèi)容．針對此情況我們進行了 “大學物理先導課”混合式課堂教學模式改革，并取得了不錯的效果．而實驗的授課遇到了同樣的問題，針對這種形勢我們探索形成基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的線上、線上線下、自主學習等多種混合式大學物理實驗教學模式，將線下班級授課的群體學習優(yōu)勢和網(wǎng)絡個性化融為一體，打造新時代線上線下混合式教學“金課”．2021年大學物理先導課獲批山東省本科教學和教支委兩項教改項目．

探索基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的線上、線上線下、自主學習等多種混合式教學模式，圍繞學生的最終“成果”來組織和開展教學，以明確綜合能力的掌握為目標反向設(shè)計教學過程，最終促成學習目標的達成．在教學過程上更注重以學生為主體的自主學習，測試環(huán)節(jié)注重學生實驗觀察能力、動手能力和思維能力的培養(yǎng)，線下教學的分組討論、翻轉(zhuǎn)課堂等環(huán)節(jié)則注重學生積極主動的參與度．

2 “一個銜接”

大學物理實驗課程建設(shè)和教學銜接主要針對高中沒選物理的學生．由于受高中階段課程設(shè)置、模塊選修、學生個體差異等諸多因素的影響，學生生源狀況也參差不一．聚焦每個學生的學科發(fā)展和個性化需求，中學-大學做好實驗教學銜接是本項目的主要研究內(nèi)容；為了完成“大學-高中銜接”，通過“調(diào)查研究→課程設(shè)置→資源建設(shè)→教學實踐→反饋、改進方案”，形成PDCA循環(huán)，不斷完善大學物理實驗課的課程建設(shè)與教學改革，提升大學物理實驗教學改革效果．注重學生學科發(fā)展和個性化需求，保障學生順利銜接大學物理實驗課程的學習．

(1)調(diào)查研究

通過調(diào)查統(tǒng)計、模擬測驗、對比分析等方式確定各年級各專業(yè)高中沒選物理的學生(哪些基礎(chǔ)薄弱、哪些物理基礎(chǔ)較好)的人數(shù)及名單，對大學物理實驗教學可能存在的問題及原因進行分析．通過學校學習通布置相關(guān)的實驗測試題，可以初步了解學生的實驗相關(guān)理論的儲備情況，第一輪的檢測已完成．能較好地區(qū)分哪些學生基礎(chǔ)薄弱，哪些學生基礎(chǔ)較好．

(2)課程設(shè)置

針對高中沒選物理的學生，大學物理實驗線上教學內(nèi)容設(shè)置為基礎(chǔ)模塊、提高模塊和創(chuàng)新模塊3部分．不同模塊供不同層次的學生學習，其中提高模塊為必選模塊，并鼓勵選擇多模塊學習．經(jīng)過一輪的教學實踐，學生基礎(chǔ)實驗能力得到提升．

3 “一個結(jié)合”

為了保障學生順利銜接后續(xù)課程的學習，促進大學物理實驗教學的持續(xù)改進，大學物理實驗的“一個結(jié)合”即“群體-個體相結(jié)合”必不可少．在教學中融入成果導向教育(OBE)理念，圍繞學生的最終“成果”來組織和開展教學，以明確綜合能力的掌握為目標反向設(shè)計教學過程，最終促成學習成果的達成．在教學實踐過程中，以成果導向(簡稱OBTL)理念為指導，實現(xiàn)教學范式由“內(nèi)容為本”向“學生為本”的根本轉(zhuǎn)變．聚焦學生學科發(fā)展和個性化需求、個性差異和全面發(fā)展，實現(xiàn)從知識課堂向能力課堂的轉(zhuǎn)變，在教學目標、教學方式、學習方式和評價方式等方面進行變革，打造新時代線上線下混合式的教學“金課”．

4 “一個提升”

首先知識.高中物理課程的未修勢必影響到大學物理和大學物理實驗的教學，以至無法實現(xiàn)應有的教學目標．所以大學物理實驗教師在課堂設(shè)計時，要堅持目標導向、學生中心和產(chǎn)出導向原則，在提高學生的科學素養(yǎng)、創(chuàng)新意識的同時，更加注重基礎(chǔ)知識的培養(yǎng)．對于大學物理實驗基礎(chǔ)知識我們采用摸底排查的形式進行分類，基礎(chǔ)差的學生采用線上形式進行基礎(chǔ)知識的補充，基礎(chǔ)好的學生進行線上創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，把實驗課堂的轟轟烈烈變成扎扎實實．

其次情感.潤物細無聲，借助大學物理實驗課課程，將社會主義核心價值觀、辯證唯物主義觀點、馬克思主義理論和哲學思想等有效融入到實驗教學當中．與傳統(tǒng)的大學物理課程相比，實驗課程的課堂自由度更大，教師有更充足的時間和空間與學生交流．因此，教師們可以充分利用這一優(yōu)勢，嚴格要求自己，通過言傳身教去感染學生，切實落實傳播知識、塑造新人的時代重任．

最后能力.課堂討論可以提高學生參與度，激發(fā)學生的學習興趣，提高課堂教學效果．教師提前征集討論的興趣點，線上發(fā)布討論題目；學生準備分組討論資料時又可以借助文獻資料、網(wǎng)絡等擴大學習半徑，增加知識結(jié)構(gòu)，增強求知欲；思想的撞擊會產(chǎn)生智慧的火花，通過分組課堂討論可以提高學生思辨能力，合作精神，激發(fā)學生的探究精神；基礎(chǔ)好的、感興趣的學生經(jīng)過自愿報名，教師篩選后加入大學物理創(chuàng)新團隊，已經(jīng)有很多學生加入并參加大學物理實驗競賽，取得了不錯的成績，提高了學生學習成效，增強了學生成就感．

通過低階知識目標的實現(xiàn)、專業(yè)知識和基本技能的能力目標的實現(xiàn)，以及專業(yè)拓展的情感目標的實現(xiàn)達成進階式學習，最終實現(xiàn)綜合實驗能力的提升．

5 大學物理實驗教學探索

由于高中階段課程設(shè)置、模塊選修、學生個體差異等諸多因素的影響，學生生源狀況參差不一，聚焦每個學生的學科發(fā)展和個性化需求，大學物理實驗課擬建設(shè)以下3個模塊(圖1)，供不同層次的學生學習，并鼓勵參與多模塊學習．

(a)大學物理實驗創(chuàng)新模塊

將3個模塊通過線上、線上線下、自主學習等多種混合式教學模式展開．在教學過程上更注重以學生為主體，教學范式由“以教材和教師為中心”向“學生為本”轉(zhuǎn)變．在教學評價上注重多元化：以促進學生全面發(fā)展為目的，強化發(fā)展性評價，弱化終結(jié)性評價，吸收學生參與評價，豐富評價主體、評價內(nèi)容和評價方式．

(1)教學內(nèi)容研究

結(jié)合中學物理合格考試、等級考試及后續(xù)大學物理實驗大綱要求，在教學內(nèi)容上更注重選擇性，重組教學內(nèi)容．大學物理實驗課各模塊對應的內(nèi)容分析如下.

基礎(chǔ)模塊：內(nèi)容為已錄制的8個專題視頻(已完成)．沒進行實驗教學模式改革前高中未修物理的學生基本的數(shù)據(jù)記錄和處理都無法完成，嚴重影響正常的實驗授課；通過本模塊的學習，旨在提升學生的實驗基本數(shù)據(jù)處理能力和基本儀器的使用能力，全部采用線上學習；8個錄制的教學視頻是大學物理實驗中用到的基本數(shù)據(jù)處理方法和基本測量工具，具體內(nèi)容如下.

視頻1：科學記數(shù)；

視頻2：逐差法；

視頻3：最小二乘法；

視頻4：作圖法；

視頻5：列表法；

視頻6：螺旋測微器；

視頻7：游標卡尺；

視頻8：誤差.

提高模塊：內(nèi)容為已錄制的8個專題視頻(已完成)．通過本模塊的學習，掌握基礎(chǔ)的大學物理實驗項目的操作方法、數(shù)據(jù)處理方式和實驗報告的撰寫．8個錄制的教學視頻內(nèi)容如下.

視頻1：薄透鏡焦距的測量；

視頻2：牛頓環(huán)曲率半徑的測量；

視頻3：示波器的使用；

視頻4：開爾文雙臂電橋；

視頻5：聲速的測量；

視頻6：剛體轉(zhuǎn)動慣量的測量；

視頻7：液體表面張力系數(shù)測量；

視頻8：電阻溫度特性測量.

創(chuàng)新模塊：內(nèi)容為已錄制的6個專題視頻(待完成)．通過本模塊的學習，培養(yǎng)學生的學習興趣，提高學生的創(chuàng)新精神和科學素養(yǎng)．6個擬錄制創(chuàng)新專題內(nèi)容如下.

視頻1：霍爾效應；

視頻2：電表的改裝；

視頻3：科學實驗素養(yǎng)；

視頻4：獲獎實驗比賽項目；

視頻5：創(chuàng)新項目探索；

視頻6：科技前沿.

3個模塊的專題視頻采用錄屏(所用軟件為Snagit)的方式進行錄制．

(2)教學模式改革

教學模式采用學思結(jié)合和學用結(jié)合的方式，通過線上學習、問題牽引進行引入，思維挑戰(zhàn)的方式研討，通過線下教師講授引導法進行知識的傳授，最后實現(xiàn)學以致用知行合一的實踐和創(chuàng)新．各模塊對應的教學模式如下.

基礎(chǔ)模塊：主要采用8學時線上教學模式.

提高模塊：主要采用24學時線上線下教學模式.

創(chuàng)新模塊：主要采用6學時自主學習模式．

(3)課程評價體系改革

以促進學生全面發(fā)展為目的，對學生的學習過程進行持續(xù)觀察、記錄及反思而做出發(fā)展性評價，弱化終結(jié)性評價，吸收學生參與評價，豐富評價主體、評價內(nèi)容和評價方式．將評價焦點放在學生的“能力指標”上，通過多方面的評價確保學生達成預期學習目標．

基礎(chǔ)模塊評價通過線上完成，最終考核結(jié)果由學習通里面的教學視頻觀看、作業(yè)完成(每個專題視頻對應一次作業(yè))、問題討論(每個班級班長負責收集打包上傳)3部分組成，占比為4∶4∶2．

提高模塊采用線上線下相結(jié)合的方式完成，線上視頻觀看和對應作業(yè)占比20%，線下實驗基本操作能力和預習報告占比20%；實驗報告的書寫占比30%；線下操作考核占比30%．其中預習報告和實驗報告成績由學生互相打分和教師打分構(gòu)成．

提高模塊采取自愿的方式和教師鼓勵的方式自主選擇，旨在提高學生的創(chuàng)新精神和科學素養(yǎng)，不進行學業(yè)方面的考核，學生完成對應的視頻學習任務后，教師給出往年的實驗競賽項目或者新的實驗項目，感興趣的學生可以組隊，加入大學物理創(chuàng)新團隊，參加各種實驗項目比賽．

6 創(chuàng)新

通過構(gòu)建“線上線下+群體個體”相結(jié)合的教學機制，使教學效果和教學質(zhì)量“雙提升”；教師針對新高考和學生實際情況，引導學生進行科學有效的學習，實現(xiàn)低階到高階的階梯式大學物理實驗學習，對學生的評價采用發(fā)展的多維評價．

7 結(jié)束語

“大學物理實驗”圍繞新高考改革背景下大學物理實驗教學內(nèi)容、教學模式、課程評價、課程資源等進行教學研究與改革實踐．開展中學-大學物理教學銜接研究，保障學生順利銜接大學各課程學習，注重學生不同層次的獲得感和成就感，根據(jù)發(fā)展和個性化需求，促進教學范式由“教材和教師為中心”向“學生為本”轉(zhuǎn)變，使學生綜合能力得到提升．線上教學目標的完成主要通過線上資料為支撐進行自主學習，線下目標的完成主要是通過以教師為主導，對學生組織引導、布置任務驅(qū)動等實現(xiàn)；大學物理實驗全面聚焦學生學科發(fā)展和個性化需求，圍繞學生的最終“成果”來組織和開展教學，以明確的綜合能力的掌握為目標反向設(shè)計教學過程，最終促成學習成果的達成．