慕課背景下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)實(shí)反思與改革策略

崔 磊 王 帆

(宿遷學(xué)院信息工程學(xué)院 江蘇 宿遷 223800)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是理工科學(xué)生學(xué)習(xí)的第一門實(shí)驗(yàn)課程，它作為高等學(xué)?；A(chǔ)實(shí)踐學(xué)科，有豐富的實(shí)驗(yàn)思想、方法和手段，在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力、思考能力和科學(xué)創(chuàng)新能力方面，是其他課程不具備的．但當(dāng)前高校在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中常存在資源配比不足、教學(xué)方式陳舊、被動(dòng)學(xué)習(xí)等問題，隨著新媒體和網(wǎng)絡(luò)開放式教學(xué)的興起，慕課成為高校教育改革的新方向．在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中適當(dāng)融入慕課，通過開放式的主動(dòng)學(xué)習(xí)模式，實(shí)現(xiàn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程資源的優(yōu)化利用，是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的方向之一．

1 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)實(shí)反思

1.1 課時(shí)壓縮與實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限

大學(xué)物理教學(xué)中幾乎不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)是物理實(shí)驗(yàn)課時(shí)被不斷壓縮．在有限的課時(shí)內(nèi)不論是按學(xué)生興趣選做實(shí)驗(yàn)，還是按實(shí)驗(yàn)條件開設(shè)實(shí)驗(yàn)，課程的知識(shí)體系都無法完整建構(gòu)．同時(shí)，在每次有限的實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，學(xué)生因?qū)W習(xí)能力等原因?qū)е虏糠秩瞬荒芡瓿蓪?shí)驗(yàn)的整個(gè)過程，最終借用同組數(shù)據(jù)提交，讓學(xué)生失去獨(dú)立思考的機(jī)會(huì)，影響后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)．如此，也就很難實(shí)現(xiàn)在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手和科學(xué)思維能力的目的．

在實(shí)驗(yàn)設(shè)備上，由于各高校均存在不同程度的資金限制，尤其地方性高校實(shí)驗(yàn)設(shè)備套數(shù)有限．無法實(shí)現(xiàn)每個(gè)學(xué)生能獨(dú)立使用設(shè)備儀器等操作完成實(shí)驗(yàn)．因而一部分學(xué)生渾水摸魚，出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)報(bào)告千篇一律．單純看實(shí)驗(yàn)成績，并不能完全反映學(xué)生的認(rèn)知程度．

1.2 學(xué)生對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的學(xué)習(xí)興趣不高

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是教師“主講”，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)．但是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的一些理論晦澀難懂， 在主體個(gè)性被壓制的情況下，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性大大降低， 學(xué)習(xí)的興趣也越來越低． 與此同時(shí)，媒介技術(shù)的發(fā)展尤其是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)逐漸改變了人們的生活．大學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)了解各類信息，開闊了自己的視野．身為網(wǎng)絡(luò)原住民的大學(xué)生已經(jīng)對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式不再認(rèn)為是唯一.他們渴望更加多樣化、便捷的學(xué)習(xí)方式，來滿足自己對(duì)知識(shí)多元化的需求．

1.3 具備專業(yè)特點(diǎn)的物理實(shí)驗(yàn)難以實(shí)現(xiàn)

市場對(duì)應(yīng)用型人才的需求越來越大，高校在專業(yè)設(shè)置上也跟隨市場不斷調(diào)整．作為基礎(chǔ)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和手段較為傳統(tǒng)，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ捷^多，缺少和現(xiàn)代科技應(yīng)用相聯(lián)系的內(nèi)容．因而大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)急需在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)方式上更新，結(jié)合各個(gè)理工科的專業(yè)制定出有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)，跟上與之相關(guān)的學(xué)科發(fā)展的步伐．然而，要把前沿科技應(yīng)用內(nèi)容引進(jìn)到物理實(shí)驗(yàn)中，購買新實(shí)驗(yàn)器材的資金是最大的問題；面向不同專業(yè)學(xué)生開設(shè)跟專業(yè)相關(guān)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)需要大量的師資力量以及教學(xué)時(shí)間．因而，具備專業(yè)特點(diǎn)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)愿望美好，但實(shí)施困難．

1.4 基于學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)難以滿足

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造精神，用鍥而不舍的精神探索未知世界有引領(lǐng)作用．物理實(shí)驗(yàn)涉及的不少知識(shí)很難在短時(shí)間內(nèi)完全理解，而如果通過讓學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，可使學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中感知物理現(xiàn)象，再升為理性認(rèn)識(shí)深刻理解物理．鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)造性學(xué)習(xí)，讓他們對(duì)世界充滿好奇、不斷探索，是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的積極作用．但是對(duì)于有實(shí)驗(yàn)研究興趣的學(xué)生，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備很難滿足他們自主自由操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備的要求．他們渴望在傳統(tǒng)課堂教學(xué)之外尋求能滿足他們學(xué)習(xí)需要的方法．

2 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)秸n的現(xiàn)狀與價(jià)值

2.1 大學(xué)物理慕課的研究與開設(shè)現(xiàn)狀

國內(nèi)關(guān)于慕課的研究，大約起始于2012年．從中國知網(wǎng)學(xué)術(shù)趨勢(shì)的學(xué)術(shù)關(guān)注度檢索關(guān)鍵詞“MOOC”和“慕課”發(fā)現(xiàn)：2012年的文章收錄量為3篇，2013年121篇，2014年1 313篇，2015年3 100篇，2016年4 182篇．2014～2016年對(duì)慕課教育模式的研究成倍增長，一定程度上反映出慕課教學(xué)的發(fā)展．從慕課對(duì)教學(xué)的研究看，熱點(diǎn)研究主要集中在：

(1)慕課與高等教育改革的影響，較多研究者認(rèn)為慕課給高等教育帶來機(jī)遇和挑戰(zhàn)；

(2)慕課與在線教育教學(xué)，慕課以學(xué)習(xí)者為中心，變被動(dòng)為主動(dòng)，關(guān)注學(xué)習(xí)者個(gè)性化的“學(xué)習(xí)”．

(3)慕課與“微課”、翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，研究者根據(jù)教學(xué)實(shí)踐設(shè)計(jì)混合學(xué)習(xí)模式．

大學(xué)物理和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)秸n的開設(shè)方面，目前較有影響力的慕課平臺(tái)有網(wǎng)易公開課、慕課學(xué)院、中國大學(xué)慕課、MOOC中國、學(xué)堂在線等，設(shè)置物理相關(guān)的課程和視頻的數(shù)量也較多，截止目前網(wǎng)易公開課有392門、慕課學(xué)院有485門、中國大學(xué)慕課246門、MOOC中國109門、學(xué)堂在線168門．在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程方面較有影響力的有上海交通大學(xué)葉慶好的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅱ》、國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)何焰蘭、彭剛等的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》．東北大學(xué)王旗、程顯中等的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》、南京信息工程大學(xué)陳玉林的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》．

2.2 慕課為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供新契機(jī)

2013年被視為中國的慕課元年．到2016年，幾乎所有的知名高校都參與慕課建設(shè)，慕課成為社會(huì)各界廣泛關(guān)注的教學(xué)改革方式．傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)改革方案較為多見的有：一是通過引入綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革；二是通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，通過多媒體、儀器設(shè)備更新來改善教學(xué)效果．但都在教師主動(dòng)、學(xué)生被動(dòng)的模式下進(jìn)行．慕課的出現(xiàn)，對(duì)改變大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨的困境提供了契機(jī)．第一，慕課豐富的內(nèi)容解決了課時(shí)少的難題．慕課通過讓學(xué)生課前和課后自學(xué)和討論的方式，可以減少單個(gè)實(shí)驗(yàn)的授課學(xué)時(shí)，因而可以增設(shè)更多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目．慕課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容項(xiàng)目豐富，如南京信息工程大學(xué)陳玉林開設(shè)的慕課包括30個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這在高校是無法實(shí)現(xiàn)的．豐富的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容使得結(jié)合各個(gè)不同專業(yè)制定出有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)成為可能；第二，慕課課程內(nèi)容新穎．由于各種原因，很多高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)備種類少且落后，而慕課的教學(xué)資源豐富，實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備齊全，通過慕課可以了解在學(xué)校無法見到的實(shí)驗(yàn)儀器和高科技的知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的研究興趣；第三，“慕課”的學(xué)習(xí)是自我選擇學(xué)習(xí)的模式，這與傳統(tǒng)的被動(dòng)聽的教學(xué)模式相比更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，因?qū)W生的聽課地點(diǎn)和時(shí)間都不受限制．學(xué)習(xí)的進(jìn)程由自己控制．在自學(xué)的過程中發(fā)現(xiàn)的問題還可以與教師討論，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的研究素養(yǎng)．

3 慕課背景下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革策略

3.1 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的O2O慕課教學(xué)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程具有動(dòng)手觀察、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，要求學(xué)生具有相應(yīng)的物理理論知識(shí)，還要有較強(qiáng)的動(dòng)手操作能力，需要學(xué)生和教師面對(duì)面的溝通與啟發(fā)，才能夠?qū)崿F(xiàn)較好的教學(xué)效果．因而，即使慕課資源豐富，但完全依賴慕課來進(jìn)行教學(xué)也是不現(xiàn)實(shí)的．對(duì)慕課的利用可以嘗試線上和線下互動(dòng)的O2O慕課教學(xué)，實(shí)現(xiàn)取長補(bǔ)短的效果．

O2O(Online To Offline)，原本是互聯(lián)網(wǎng)的一種營銷方式，強(qiáng)調(diào)將線下的營銷機(jī)會(huì)與線上結(jié)合．O2O慕課教學(xué)可以借鑒其核心觀點(diǎn)，將原本在現(xiàn)場(即線下)的課堂教學(xué)中涉及的理論性強(qiáng)的基礎(chǔ)性知識(shí)點(diǎn)，通過慕課的方式(即線上)讓學(xué)生在課后自行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的過程中將自己對(duì)知識(shí)的見解分享在慕課平臺(tái)供教師參考，這要求教師能真正成為學(xué)生學(xué)習(xí)上的朋友和引導(dǎo)者．而需要?jiǎng)邮植僮鞯牟糠址旁趯?shí)驗(yàn)室中教學(xué)(即線下)，集中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，這也一定程度上解決了課時(shí)少的問題．

3.2 整合慕課實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 設(shè)計(jì)專業(yè)特色物理實(shí)驗(yàn)

在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是分層次遞進(jìn)：基礎(chǔ)—綜合—設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)．在資源有限的情況下，物理實(shí)驗(yàn)開設(shè)多為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，而綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少．在慕課背景下，教師可以整合利用慕課資源，讓學(xué)生在理解基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，為學(xué)生設(shè)計(jì)出與專業(yè)知識(shí)相結(jié)合的綜合性或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)．學(xué)生也能根據(jù)自己的理解設(shè)計(jì)興趣型的小實(shí)驗(yàn)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情．同時(shí)，為了借助大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)更好掌握本專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)，還可以利用慕課資源將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目細(xì)分成多個(gè)帶有本校典型專業(yè)針對(duì)性的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目供學(xué)生選擇，并適時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)一步讓學(xué)生知道怎樣利用物理知識(shí)來解決專業(yè)問題，提升學(xué)生綜合素質(zhì)．

3.3 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)秸n為研究性學(xué)習(xí)搭建平臺(tái)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的之一是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)和創(chuàng)新能力，但傳統(tǒng)的教學(xué)模式不能勝任．在教學(xué)實(shí)踐中我們也發(fā)現(xiàn)，有些學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課程中涉及物理方面問題時(shí)，希望通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證；有些學(xué)生對(duì)物理方面的知識(shí)特別感興趣，希望自己能進(jìn)行趣味性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，這些都是學(xué)生對(duì)研究性學(xué)習(xí)的需求．慕課的出現(xiàn)為這類現(xiàn)實(shí)中無法滿足的需求搭建了一個(gè)平臺(tái)：慕課豐富的資源，有國內(nèi)外優(yōu)秀專家教授設(shè)計(jì)出來的各類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，還有很多一般院校無法見到的高科技大型儀器設(shè)備．學(xué)生通過在慕課上的學(xué)習(xí)，更注重能否能利用已學(xué)的物理知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析的體驗(yàn)性過程．同時(shí)，高校教師還可以考慮將自己的科研項(xiàng)目融入到大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，利用慕課開設(shè)第二課堂，推進(jìn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研的結(jié)合，學(xué)校還可設(shè)立校級(jí)基金，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課題研究．

參 考 文 獻(xiàn)

1 張鷙遠(yuǎn).“慕課”(MOOCS)發(fā)展對(duì)我國高等教育的影響及其對(duì)策.河北師范大學(xué)學(xué)報(bào),2014,16(2):116～121

2 倪燕茹.地方本科院校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程融合“慕課”教學(xué)模式必要性的思考.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),2014,6(27)

3 王庭槐.MOOC：席卷全球教育的大規(guī)模開放在線課程．北京：人民衛(wèi)生出版社，2014

4 趙婷婷．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與創(chuàng)新．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn), 2014,27(5)：110