基于“互聯網+”的工科大學物理實驗探究性教學設計

【摘 要】物理實驗在大學工程教育中具有不可撼動的基礎性地位。為改革工程教育和創新工科人才培養，需要改進大學物理實驗教學。基于“互聯網+”，對教學方式、課程體系等方面進行改革，能夠提升教學質量和學生學習效果，培養具有創新思維和科學探究能力的人才。

【關鍵詞】“互聯網+”;新工科;大學物理實驗

科技創新推動著人類社會的發展，隨著社會的發展，一些新的概念逐漸被提出，如“互聯網+”、人工智能等。在知識快速更迭的時代，社會對高等教育的需要比以往任何時候都更加迫切，對科學知識和卓越人才的渴求比以往任何時候都更加強烈[1]。這就使得改革人才培養模式成為了工科院校（專業）的迫切需求，工科院校（專業）肩負著培養人才，支撐信息技術、高端制造、數字創意、生物技術等產業發展的任務。物理實驗在工科專業的教學中有著重要的地位。“互聯網+”代表一種新的社會形態，即充分發揮互聯網在社會資源配置中的優化和集成作用。將物理實驗教學與“互聯網+”結合，能顛覆傳統課堂，讓學生在更優質的環境中學習知識。

1? ?大學物理實驗教學現狀及問題

大學物理實驗在工程教育中具有不可撼動的基礎性地位。《高等工程教育研究》2017年第1期的《加快發展和建設新工科 主動適應和引領新經濟》一文中，“新工科”概念被正式提出，引起了工程教育界的廣泛關注，其被稱為我國工程教育的“新革命”[2]。隨著社會的加速發展，新一輪科技革命和產業革命即將到來，許多顛覆性的技術問世，產業將發生重大變革。加快工程教育改革，培養創新型工程人才，才能在國際競爭中贏得主動。物理實驗是許多工科院校（專業）的基礎課，注重的是物理基本理論和基本知識的傳授，培養學生獨立思考、動手操作和分析解決問題的能力[3]。工科物理實驗教學比較重視鞏固基礎知識、練習基本操作等方面，在培養學生創新思維和科學探究能力上則有一些不足，主要表現為：只注重實驗的數量、動手能力的訓練、實驗的操作或演示、獲得實驗結論等，不注重實驗教學的質量、學生思維能力的培養和實驗過程中的問題設置等[4]。太過收斂的實驗教學過程，降低了學生的興趣，使得教學效果不理想。而“互聯網+”與教育的深度融合，為工科大學物理實驗教學改革帶來了新的機遇。

2? ?“互聯網+”教學模式的優勢

目前部分學校已經開展“金課”建設，打造高品質的線上課程體系，但是大部分集中于理論課程，對實驗課程的設計較少。因此要基于“互聯網+”，對目前的實驗課程重新進行設計。“互聯網+”教學模式可以實現學生從被動學習向主動學習的轉變，其教學環境是自由的、開放的，能激發學生的學習動力，使學生的積極性和創造性得以發揮，達到讓學生自主學習、自我管理的效果。“互聯網+”的開放性使得其在教學資源整合這方面具有很大的優勢，能豐富教學情境。部分物理實驗原理較為晦澀難懂，而利用“互聯網+”教學模式，整合慕課、微課等資源，向學生傳送文字、圖片、視頻等相關的教學資源，創造教學情境，能有效彌補傳統教學的不足。同時，基于“互聯網+”，可以更方便地實現交互式教學，滿足不同層次學生的學習需求，激發其學習欲望，發揮其主觀能動性。

3? ?基于“互聯網+”的工科大學物理實驗教學設計

根據“互聯網+”和物理實驗教學的特點，教師需要改革教學方式，建立能適應社會需求的教學體系，更好地承擔培養學生創新能力的責任。首先，實驗教學是讓學生掌握并靈活運用理論知識，使學生的綜合素質得到鍛煉、創新意識得到培養的手段。實驗教學要將探索能力的培養作為核心，以培養創新能力為目的。要堅持理論和實踐相結合，能力和素質培養相結合，課堂內外相結合，從而協調知識的傳授和能力的培養之間的關系。當前工科大學物理實驗教學存在著很多的不足，所以要優化物理實驗教學資源，提高教學資源利用率。要結合互聯網，將實驗劃分為基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗等，優化實驗內容，使其適合線上教學。要堅持課內和課外的統一，課內讓學生自主操作實驗，自主發現問題并嘗試解決問題，教師起輔助指導作用;課外讓學生發揮能動性，查閱相關書籍與網絡資料，掌握實驗原理，了解實驗目的及要求;還可以讓學生與同學討論，實現自主預習。同時要開放學校的實驗室，供全校學生開展創新性科技實驗，提高學生的創新能力。其次，要采用多種教學方式。如利用視頻開展教學，這樣有助于拓展知識，實現對課本知識的補充。對于物理實驗教學來說，視頻詳細記錄了物理實驗的操作步驟與細節，利用這種教學方式，更容易使學生理解物理知識。也可以選擇翻轉課堂教學模式，該模式的重點是先思后學，其在學習時間與空間兩方面很靈活。采用翻轉課堂教學模式，能讓學生自己掌握學習節奏，發揮學習能力，利用身邊的資源進行學習。最后，可以基于互聯網對課堂效果進行雙向的評價。評價可以分為教師對學生實驗情況的評價和學生對教學的反饋兩個方面。教師可以通過互聯網平臺，掌握學生情況，對學生的預習情況、實驗操作情況、課后作業情況等進行打分。可見，互聯網構建了一個全方位的立體評價模式，解決了傳統教學模式中評價形式單一的問題;同時減少了教師的工作量，提高了教師的工作效率和工作質量。

總之，要基于“互聯網+”，重新設計大學物理實驗教學方案，以順應時代潮流。各學校要根據自身實際情況，嘗試建立一個有效的網絡實驗教學平臺，從而提升大學物理實驗教學水平和教學效率，在基礎的實驗教學中培養學生的科學探究能力和創新能力。

【參考文獻】

[1]張映輝.大學物理實驗（2版）[M].北京：機械工業出版社，2017.

[2]吳愛華等.加快發展和建設新工科 主動適應和引領新經濟[J].高等工程教育研究，2017（1）.

[3]張艷亮.大學物理實驗實施探究式教學的探索[J].大學物理實驗，2009（3）.

[4]何光宏，韓忠.大學物理實驗探究式教學的思考[J].實驗室研究與探索，2011（7）.

【作者簡介】

李凌超（1987～），男，河南鄭州人，博士，講師。研究方向：量子光學。