“微課式”評價(jià)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

孟慶國　孫民華　張明義

[摘 要] “微課”是一種充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段、教學(xué)技能，并具有很強(qiáng)針對性、靈活性的教學(xué)方式。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用這種教學(xué)方式對實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行考核評價(jià)。包括實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論，通過這種教學(xué)方法的實(shí)施，收到了良好的教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞] 微課式評價(jià)；物理實(shí)驗(yàn)；教學(xué)方法

[中圖分類號] G42 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 1008-2549（2016） 04-0080-02

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課是培養(yǎng)學(xué)生動手能力、實(shí)驗(yàn)技能、科學(xué)研究能力不可或缺的平臺，它也是大學(xué)物理教學(xué)中不可缺少的教學(xué)課程。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式多以模仿式、驗(yàn)證式、獨(dú)立式為主，也就是學(xué)生主要是通過模仿老師講解、操作的實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證書本中已經(jīng)給出結(jié)論或現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)[1]。而老師考核學(xué)生實(shí)驗(yàn)課效果的方式多以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的方式進(jìn)行。這種考核方式缺少針對性，不能科學(xué)的評價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn)效果和存在的實(shí)際問題。“微課”是伴隨教育信息化發(fā)展到Web2.0時(shí)代而出現(xiàn)的一種全新的資源類型與課程表現(xiàn)形式，具有主題突出、高度聚焦，資源類型多樣、應(yīng)用情景真實(shí)，交互性強(qiáng)、使用方便，短小精悍、應(yīng)用面廣，半結(jié)構(gòu)化、動態(tài)生成等特點(diǎn)[2]。 目前，“微課”教學(xué)方式以其靈活并具有針對性等特點(diǎn)在大學(xué)各學(xué)科的教學(xué)中得到很好的運(yùn)用，并獲得了良好的教學(xué)效果，我們將這種教學(xué)方法運(yùn)用到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核與評價(jià)中同樣收到了很好的教學(xué)效果。

一 實(shí)驗(yàn)課前“微課式”評價(jià)

1 實(shí)驗(yàn)原理、目的的評價(jià)

我們知道一節(jié)實(shí)驗(yàn)課能否成功，前提是實(shí)驗(yàn)原理是否清晰，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖欠衩鞔_，為此我們采取這樣的方式，讓同學(xué)們錄制好下周要上的實(shí)驗(yàn)課的原理部分的視頻，以匯報(bào)的方式上傳至實(shí)驗(yàn)課群中，由老師或者群里的負(fù)責(zé)同學(xué)進(jìn)行集體討論評價(jià)。將原理部分分為4～10分，只有獲得6分以上的同學(xué)，才有資格進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若沒有達(dá)到要求分?jǐn)?shù)，則需要重新上傳視頻，在獲得有效分?jǐn)?shù)后才可以上實(shí)驗(yàn)課。在進(jìn)行這個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)充分發(fā)揮微課短小便捷的功能，讓學(xué)生相互間進(jìn)行交流探討，也就是針對學(xué)生們上交的視頻，他們可以進(jìn)行網(wǎng)上交流，不但要弄清楚這樣做的實(shí)驗(yàn)原理、目的，還要弄明白他的優(yōu)缺點(diǎn)在哪里，這樣做的目的就是讓同學(xué)們在全面掌握實(shí)驗(yàn)原理、目的的基礎(chǔ)上，清楚要用什么原理來做什么實(shí)驗(yàn)。當(dāng)然他們也可以自己設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)，不一定要和書上實(shí)驗(yàn)原理相同，只要原理正確具有可操作性就可以到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這樣一來同學(xué)們都要仔細(xì)進(jìn)行原理分析，為下一步更好地實(shí)驗(yàn)做了很好的鋪墊。

2 實(shí)驗(yàn)儀器，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的評價(jià)

學(xué)生在熟悉了實(shí)驗(yàn)原理之后就要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，他們要根據(jù)自己對實(shí)驗(yàn)原理的理解進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，首先是實(shí)驗(yàn)儀器的選擇，分析這些實(shí)驗(yàn)儀器可以進(jìn)行哪些參量測量，他們的適用范圍是否滿足實(shí)驗(yàn)的要求，例如長度測量，我們都知道千分尺是測量長度的工具，但是它的適用范圍是可直接測量，并且精度在千分之一毫米，如果我們要測量的物理量不能進(jìn)行直接測量，或者所需測量的量值超過千分尺的精度就不能用它進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。例如伸長法測量楊氏模量的實(shí)驗(yàn)中，我們所需測量的細(xì)鐵絲變化很小，不能進(jìn)行直接測量，那么學(xué)生在選擇實(shí)驗(yàn)儀器時(shí)就不能用千分尺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這個(gè)環(huán)節(jié)也是需要同學(xué)們將所選擇的儀器及其在實(shí)驗(yàn)中所需進(jìn)行測量的物理量進(jìn)行闡述，同樣要以視頻的“微課”的方式進(jìn)行上傳匯報(bào)。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上主要是看他們的實(shí)驗(yàn)手段、原理分析是否正確，是否具有可操作性。同時(shí)學(xué)生們要在微課視頻中給出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圖，其中包括實(shí)驗(yàn)儀器連接、實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)原理分析。這一部分中實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)尤為重要，這不僅考察學(xué)生們對實(shí)驗(yàn)的了解情況同時(shí)也體現(xiàn)出他們針對這個(gè)實(shí)驗(yàn)選擇什么樣的實(shí)驗(yàn)手段，因此在微課匯報(bào)時(shí)這里是闡述的重點(diǎn)，也是展示的重點(diǎn)。以上這些展示都通過后學(xué)生方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

二 實(shí)驗(yàn)過程的“微課”評價(jià)

1 實(shí)驗(yàn)操作的評價(jià)

學(xué)生們在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，要上傳關(guān)鍵儀器的使用、關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)步驟操作的視頻，以“微課”展示的方式在群里進(jìn)行匯報(bào)。這其中主要是考察學(xué)生對儀器的使用是否合理，選擇條件是否科學(xué)。例如利用邁克爾遜干涉儀進(jìn)行激光波長測量的實(shí)驗(yàn)中。同學(xué)們在邁克爾遜干涉儀產(chǎn)生等傾干涉條紋的調(diào)節(jié)時(shí)微調(diào)旋鈕使用是否合理，是否產(chǎn)生回程差，對實(shí)驗(yàn)都會產(chǎn)生很大的影響。這一部分主要考察同學(xué)對儀器的熟悉程度，包括他們的使用范圍，精度是否合理、誤差是否在允許范圍之內(nèi)等。

2 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的展示

在完成實(shí)驗(yàn)過程后實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的展示也是非常的重要，以往一些同學(xué)抄襲別人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，他們并沒有觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。而通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象“微課”展示可以避免抄襲實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的情況。每個(gè)同學(xué)都得根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)操作與現(xiàn)象進(jìn)行分析，各組的實(shí)驗(yàn)變量值可能不一樣，那么在出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的對應(yīng)值也是不一樣的，因此，同學(xué)們都會認(rèn)真對待實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的問題，并且在匯報(bào)展示時(shí)，本組的同學(xué)都要參與匯報(bào)，避免一個(gè)人做實(shí)驗(yàn)大家都完成的現(xiàn)象發(fā)生。例如，利用示波器進(jìn)行李薩茹圖形的展示實(shí)驗(yàn)。因?yàn)楫a(chǎn)生李薩茹圖像時(shí)每組的參考頻率是不一樣的，那么你產(chǎn)生圖像時(shí)對應(yīng)的頻率也不可能一樣，但只要他們滿足各圖像的比例即可。另外在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的展示中還要有現(xiàn)象對比與分析，這主要是由于實(shí)驗(yàn)參量變化，實(shí)驗(yàn)條件改變時(shí)引起的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象變化。這一部分充分展示你的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理、實(shí)驗(yàn)步驟是否正確、實(shí)驗(yàn)理論是否完善。其實(shí)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)在改變參量時(shí)都會產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的變化，這其中往往包括了一些我們在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)理論分析時(shí)所不能預(yù)見的現(xiàn)象。而這些現(xiàn)象的分析才是同學(xué)們認(rèn)清實(shí)驗(yàn)本質(zhì)的關(guān)鍵。因此這一部分也是微課評價(jià)物理實(shí)驗(yàn)展示的重點(diǎn)。

三 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的“微課”評價(jià)

1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的“微課”匯報(bào)

學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)過程后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是反映實(shí)驗(yàn)效果的一種有效手段，數(shù)據(jù)是否科學(xué)合理往往預(yù)示著實(shí)驗(yàn)是否成功。在這一步的“微課”匯報(bào)中要求同學(xué)不僅要上傳實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，還要有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)圖像、表格、曲線等數(shù)據(jù)分析。尤其是對于一些產(chǎn)生偏差的數(shù)據(jù)學(xué)生們要給出產(chǎn)生的原因，并提出改進(jìn)意見，這對學(xué)生們真正掌握實(shí)驗(yàn)有很大的幫助。另外，實(shí)驗(yàn)圖表也是反應(yīng)同學(xué)思路是否清晰的一種方式，你在設(shè)計(jì)表格時(shí)要看考慮各變量與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系，以及對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。所以一份合格的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是反映學(xué)生們是否清晰地知道各變量對實(shí)驗(yàn)的影響。同時(shí)同學(xué)們在“微課”匯報(bào)時(shí)還要給出這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是在什么實(shí)驗(yàn)條件下得到的。

2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的“微課”匯報(bào)

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析在實(shí)驗(yàn)評價(jià)體系中占有重要的地位，因?yàn)樵跀?shù)據(jù)中可以反映出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性、試驗(yàn)方法是否正確，產(chǎn)生的誤差是否在實(shí)驗(yàn)要求范圍內(nèi)等信息，所以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析是非常重要的。在學(xué)生進(jìn)行“微課式”數(shù)據(jù)分析時(shí)不僅要給出數(shù)據(jù)所反映的規(guī)律，還要結(jié)合圖、表給出他們的關(guān)系，分析產(chǎn)生誤差的原因，以及因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)儀器所產(chǎn)生的不確定度[3]。對于一些無法得出真實(shí)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)我們還要讓學(xué)生通過數(shù)值模擬等手段例如MATLAB軟件，它不僅可以模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，還能得出一些無法在實(shí)驗(yàn)室中得出的場圖，這些都要求同學(xué)們在微課匯報(bào)時(shí)予以展示。同時(shí)在匯報(bào)時(shí)要有教師點(diǎn)評，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否真實(shí)科學(xué)，根據(jù)學(xué)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芊駵y量出科學(xué)數(shù)據(jù)，要針對學(xué)生的具體實(shí)驗(yàn)提出有針對性的問題，幫助學(xué)生更好的分析實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出科學(xué)、合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對于一些實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)誤差數(shù)據(jù)也要做重點(diǎn)分析，分析他們產(chǎn)生的原因。這些都要包括在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的“微課”匯報(bào)中。

四 微課式評價(jià)的結(jié)構(gòu)分析

通過以上分析我們不難發(fā)現(xiàn)，微課式評價(jià)各個(gè)環(huán)節(jié)之間是相互關(guān)聯(lián)，相互合作的一個(gè)整體。我們總結(jié)出如下關(guān)系圖：

從圖中我們可以看出微課式評價(jià)的實(shí)驗(yàn)課課前評價(jià)、課中評價(jià)、課后評價(jià)是相互聯(lián)系的，只有完成課前的微課評價(jià)才能開展課中的實(shí)驗(yàn)，在完成了課中實(shí)驗(yàn)評價(jià)后才能完成課后的實(shí)驗(yàn)評價(jià)，缺一不可。通過這種實(shí)驗(yàn)評價(jià)方式我們可以將一個(gè)同學(xué)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程以視頻資料的形式保存起來，同學(xué)們也可以微課共享的方式在網(wǎng)上進(jìn)行互相交流學(xué)習(xí)。

總之，通過“微課式”評價(jià)的應(yīng)用，學(xué)生們在上實(shí)驗(yàn)課時(shí)的積極性提高了，主動參與實(shí)驗(yàn)的意識也有了很大的增強(qiáng)。“微課式”評價(jià)的應(yīng)用使得他們在實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析等環(huán)節(jié)越來越科學(xué)規(guī)范，總之，采用微課評價(jià)式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，大大提高了學(xué)生們對實(shí)驗(yàn)課的認(rèn)識，也得到了他們的重視，目前一些學(xué)生所撰寫的小論文已經(jīng)在省級刊物發(fā)表，使大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課真正成為提高學(xué)生們科學(xué)實(shí)驗(yàn)技能的平臺。

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