大學物理實驗融合“慕課”教學模式的探討

梁 芳，方 鳴，孔 文

（安徽大學 江淮學院，安徽 合肥 230031）

大學物理實驗融合“慕課”教學模式的探討

梁 芳，方 鳴，孔 文

（安徽大學 江淮學院，安徽 合肥 230031）

本文通過對我校大學物理實驗教學現狀的分析，指出了教學中存在的幾個問題.結合MOOC教學模式，探討了如何改進大學物理實驗教學，將慕課模式與傳統的教學模式相結合，把學習理論知識放在慕課中，實驗操作部分放在傳統課堂上，這種新型教學模式提高了教學質量.

大學物理實驗；慕課模式；翻轉課堂

1 引言

在科學技術迅猛發展的今天，高等理工院校人才培養的要求逐漸提高，大學生不僅要具備扎實的專業知識、出色的動手實踐能力，還要具備勇于開拓的創新精神.大學物理實驗是一門實踐性極強的實驗學科，理工科學生進入大學后首先開設的實驗就是物理實驗，為學生做好以后的專業實驗打下良好的基礎.大學物理實驗是通過學生對實驗現象的觀察分析、設計實驗方案進而總結實驗規律，逐步培養學生動手操作能力和科學創新能力，同時在提高學生獨立分析問題、解決問題等方面也有著十分重要的作用[1].然而，受傳統應試教育的影響，重理論輕實踐的教學理念對物理實驗的實踐性產生不利影響.隨著互聯網教學平臺的不斷成熟，一種新型的教學模式—“慕課”（MOOC）進入了人們的視野，對當今大學教育產生了重要影響[2].本文根據筆者所在學校大學物理實驗教學中存在的問題，結合慕課的特點，提出將慕課教學模式融入大學物理實驗教學中，構建一種新型的雙重教學模式[3].

2 大學物理實驗教學存在的弊端

首先介紹下筆者所在學校大學物理實驗的主要流程，在實驗開始前，會有3個學時的實驗理論課，主要介紹實驗數據的處理方法、誤差計算等方面的內容.隨后學生根據實驗中心下發的實驗輪次表，合理做好預習環節，寫好實驗報告的預習部分，包括實驗名稱、實驗目的和實驗原理.根據規定的時間，學生帶著寫好的預習報告走進實驗室.教師會對實驗原理、儀器的使用方法進行詳細的介紹，然后再示范實驗步驟，學生機械模仿，完成實驗操作和數據記錄.教師會根據實驗數據的正確與否來判斷實驗的成敗.直到數據正確教師才會在實驗報告紙上簽字，這時學生方可離開實驗室.課后，學生根據實驗要求獨立完成實驗報告的數據處理工作，撰寫實驗報告，一次實驗就此結束.我從事教物理實驗教學多年，發現存在以下幾個方面的問題：

2.1 教師工作量大，重復性嚴重

我校2016—2017學年第一學期共有7個班級開設大學物理實驗，需要在8周內完成8個不同實驗.因為開課的班級較多，上課時間的安排比較緊張，即使周一到周五的每個下午（13:30—18:05）都排上實驗（一般上午不排實驗），還有2個班級要排在周末（08:00—18:05）完成.由于人數多，儀器少，每班分2輪，每輪又分4個小組，即使這樣，每個小組也有十幾個人.大家可以計算下，這個學期共有4×2×7×

8=448組實驗，這么多實驗只有3個物理教師完成.由于每組做的實驗不同，這就意味著3個教師要講448次，可以想象每個教師的工作量有多大，每個實驗都要重復好多次.這種機械式的重復工作必然會降低代課教師的上課效果，進而影響教學質量.

2.2 學生認識不到位，預習態度不端正

不少學生認為，大學物理實驗不論是對自己的專業學習還是對今后的發展都沒有太大作用，所以對物理實驗不夠重視.在預習環節，好多學生不知道怎么預習，只是把實驗教科書上的內容從頭到尾讀一遍，了解實驗原理、實驗步驟和注意事項.為了應付教師的書面檢查，學生只是從中截取一部分，原封不動的謄寫到實驗報告紙上，這就完成了實驗預習.僅憑實驗報告的書寫情況，教師無法得知學生在預習過程中遇到哪些問題，這些都給后面的實驗操作帶來困難，教師也不能對學生遇到的問題進行針對性的講解.

2.3 課堂時間和地點固定，缺少靈活性

我校每堂物理實驗課是3個學時，每個學時為45分鐘.在此時間內，每個實驗教師要同時指導2個不同的實驗，教師首先要對這2個實驗的原理、儀器的使用方法進行介紹，然后給學生示范實驗步驟，這至少需要40—60分鐘的時間.由于學生物理基礎不同，接受能力也不同，在有限的課堂時間內，詳略的得當的度教師很難把握.如果花較多的時間講解和演示，學生動手操作的時間就會減少，達不到實驗教學的真正目的；如果講的過于籠統，基礎差的學生理解不了，思維混亂，欲速則不達，同樣達不到實驗教學效果.

2.4 成績考核方式不合理，學生積極性不高

我校大學物理實驗沒有期末考試環節，而是把平時的實驗報告作為唯一的考核標準.教師根據實驗報告的預習情況以及實驗操作和數據處理等綜合評定每一次實驗分數，取一個學期所有實驗的平均分作為每個學生的最終成績.這種考核方式弊端很大，只要學生的實驗報告書寫工整認真，就能取得很好的成績.受實驗條件的限制，人多儀器少，不能保證每人一臺儀器，這就導致有的學生在實驗操作環節根本不做實驗，等同伴做好了，把實驗數據抄抄就算了事，他把更多的心思放在實驗報告的書寫上，不重視動手操作.數據處理工作是在課后完成的，實驗報告大同小異，無法反映學生的真實情況.這種考核方式，有時會產生一種奇怪現象，認真做實驗的學生分數還不如搭順風車的學生分數高，這很容易讓學生產生懈怠心理，影響學生動手操作的積極性.

3 大學物理實驗教學改革措施

3.1 融入慕課教學模式，提高預習質量

慕課是一種自主學習模式，教師可以利用網上的慕課資源或代課教師自制微視頻，視頻時長一般在十分鐘左右，內容短小精悍[4].教師把一個實驗分解成實驗原理、儀器使用和操作演示幾個知識點，每個知識點制成一個微視頻.教師課前將視頻及相關資料放到教學網站上，學生可以根據自己的時間合理安排學習.若遇到不明白的，可以反復觀看直到看懂為止，這是傳統課堂無法做到的事情.學生觀看一個視頻后，緊接著就是幾個小測驗.通過測驗，學生可以檢測對所學內容的掌握情況.學生也可以把問題發布到論壇上，與老師和學生進行交流探討.教師根據現代技術，可以從后臺檢測到每個視頻的觀看次數和學生的互動情況[5].這樣，教師可以及時掌握學生的預習情況以及在預習過程中出現的問題，在課堂上就可以進行針對性的教學.通過慕課這種新的學習模式，實現了信息化、網絡化的實驗教學，使學習內容從課堂轉移到了網絡，突破了課堂教學的時間和地點限制，提高了預習質量.

3.2 翻轉傳統課堂教學，提高學生的動手操作能力和創新能力

有了課前的慕課學習，學生對要做的實驗原理、儀器使用方法和注意事項都有了很好的認識.課堂上教師只要花半個小時左右的時間，對預習中遇到的典型問題進行講解.這種有目的性講解，既減輕了教師工作量大的壓力，也使實驗教學達到了事半功倍的效果.“授人以魚，不如授人以漁”這是教育思想的精髓，物理實驗也應以此為指導思想.教師應把課堂時間主要留給學生進行動手操作，而不是花大量時間教學生如何使用實驗儀器，示范實驗步驟.在操作的過程中，教師應將實驗的主動權下放給學生，讓學生自己完成實驗，教師在旁邊只做輔助，進行適當的引導.教師要時刻提醒學生尊重實驗事實，特別是當實驗結果與預期結論不相符時，不能任意篡改實驗數據，要讓學生明白真值與實驗誤差是與生俱來的，誤差貫穿于實驗教學的始終.例如，在做“轉動慣量的測量”實驗中，教師要啟發學生分析影響實驗結果的重要因素，組織學生進行討論，研究解決問題的有效方法，鼓勵設計更可行的實驗方案.這種“翻轉課堂”教學模式改變了以往教師“滿堂灌”的教學方式，讓學生成為課堂的主宰者，充分發揮學生的主觀能動性，大膽嘗試，不斷總結失敗中的經驗教訓，培養學生的科學素養和創新意識，學生的動手能力也得到很好的鍛煉.

3.3 成績考核方式多元化

合理的考核方式是保證教學質量必不可少的前提條件.改變原有考核方式，將成績考核分為課前線上學習、課堂表現和期末考試三個部分，比例為1:4:5，滿分為100分.課前在線學習可以根據學生線上自測分數，參與互動交流的活躍程度以及提出問題和解決問題的個數進行評價；課堂表現主要考察學生的動手操作能力，以及對數據的處理能力等；期末考試以實驗操作形式進行，要求學生在規定的時間內完成實驗操作并對實驗數據作相應的處理.考試內容應從本學期開設過的所有實驗中選，教師在考試前把實驗名稱制成小卡片，讓學生從中隨意抽取，抽到哪個實驗就做哪個實驗，不能隨意調整，并且每人一臺實驗儀器獨自操作，教師當場打分.因為有了期末單人操作考試的壓力，學生會認真對待平時開設的每個實驗，學習態度發生明顯好轉.為了調動學生的學習積極性，對于平時表現特別優秀的學生，比如線上自測成績優秀、討論互動環節活躍，在翻轉課堂環節表現突出，動手能力特別強等，可以在考試前向學校申請期末免考，這種期末免考制度是對傳統的應試教育的一種挑戰.

慕課浪潮給傳統的課堂教學帶來沖擊和挑戰的同時，也為大學物理實驗改革開創了新思路.作為一名高校物理教師，除了要具備扎實深厚的專業知識，還要掌握各種信息技術，如能自制微視頻等.我們有責任在教學改革中積極探索，將慕課模式有效地應用到大學物理實驗教學中，提高大學物理實驗教學質量.

〔1〕張燕,李曉敏.新視角下的大學物理實驗教學[J].科教導刊,2015（8）:131-132.

〔2〕陳小平.MOOC的發展及對高校物理課程的影響[J].大學物理,2015,34(8):38-40.

〔3〕王旭丹,吉莉,丁俊玲,張風.慕課浪潮下關于民辦高校大學物理教學改革的思考[J].科教文匯,2016,7(上):57-58.

〔4〕張燕,李曉敏.慕課背景下談大學物理課堂教學[J].科技資訊,2015（04）:159-160.

〔5〕曹顯瑩,曲陽.基于慕課模式的大學物理實驗教學改革與創新[J].物理實驗,2016,36(5):25-28.

G642.0

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1673-260X（2017）12-0199-02

2017-10-29