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大学物理实验网络教学研究-物理教学论文

时间:2017-10-31 00:47:44   来源:   作者:   点击:
大学物理实验网络教学研究-物理教学论文

一、引言

随着信息技术的发展,“慕课”已成为教育领域讨论的焦点。“慕课”(MOOC,Massiveopenonlinecourses),是新近涌现出来的一种大规模在线课程开发模式。[1]将“慕课”这种新型网络化教学模式引入到大学物理实验的教学中,搭建实验网络教学平台,是适应新时代学生学习特征的必然选择。[2-4]物理学是一门以实验为基础的科学,实验不仅是形成物理概念和掌握物理规律的基础,更是培养学生动手能力和创新思维能力的关键,因而大学物理实验课程的教学效果对创新型人才的培养至关重要。目前我校大学物理实验课程主要采用课堂教学为主的传统教学模式。由于传统实验教学受到实验课时有限,实验室、实验设备、实验教师等教学资源相对紧张等条件的限制,并且数字化教学资源匮乏,学生仅依靠课本进行预习,存在预习流于形式、实验中缺乏思考、自主学习和创新精神不足等问题,使实验教学效果非常有限,成为创新人才培养过程中最薄弱的环节之一。为了改善实验教学数字化资源相对缺乏的状况,并切实提高学生学习的积极性和主动性,以便提高学生的动手能力和基本实验素养,我们开展了实验信息化教学改革。将“MOOC”这种新型网络化教学模式引入到大学物理实验的教学中,搭建实验网络教学系统,制作实验数字化教学资源。我们把视频、动画、图片、图表、实物投影等有机结合起来,使教学内容丰富多彩、教学方法灵活多样。激发学生对物理的学习兴趣,充分挖掘学生的学习潜力,网络教学还可以使学生对物理实验的学习在时间和空间上得到延伸,在内容上得到拓展和充分训练。网络实验教学必将成为传统课堂教学的重要补充和延伸。搭建大学物理实验网络教学系统,有助于丰富我校物理实验教学的数字化教学资源,与传统的实验课堂教学相结合,给学生提供全方位、多角度、立体化的实验教学,从而提高学生的动手能力,培养学生的创新精神。

二、研究思路

首先,通过查阅资料及走访,调研现有高校大学物理实验网络教学系统的搭建及使用效果,分析其优点与不足,并结合我校学生专业特点,制定有中国药科大学特色的大学物理实验网络教学系统设计方案。其次,根据设计方案,搭建实验教学网络平台,初步形成必修实验为主,仿真、课题实验为补充的基本框架,并细化各个功能模块。再次,结合各模块的功能及特点,搜集大量相关资料,包括制作实验教案,实验仪器介绍、操作示范,实验原理讲解,实验重点、难点演示等相关的电子教案、图片,动画、教学视频等资料,另外,结合大学物理课程教学,设计一些能够生动、形象地反映物理现象、物理规律的仿真实验和课题性实验,制作相应的网络学习资料和教学视频,并将所有资料上传至网络平台的相应模块,完成网络教学系统的搭建。最后,选择部分学生和教师(3~5个实验教学班级)对教学系统进行试用,认真听取他们对平台的评价和使用心得及反馈意见,优化平台的各个功能模块,完善整个大学物理实验网络教学系统,并在大学物理实验教学中进行推广和使用。

三、研究结果

1.教学系统基本结构通过前期对南京大学、东南大学、上海交通大学、合肥工业大学等诸多高校的大学物理网络教学情况的调研和分析,并结合我校学生的知识储备及专业需求,制定出以“基本实验为主,课题研究性实验为补充”;包含“实验预习”、“实验操作”、“实验报告”三大板块的“大学物理实验网络教学系统的基本框架”,如图1所示。2.数字化资源制作通过前期对我校所开设的所有大学物理基本实验进行分析,结合学生学习掌握情况,选取了“光的干涉”和“示波器的使用”两个重要且典型的光学和电学实验,在课题性实验中,设计了《信号放大电路的设计和仿真》实验,对这几个实验,按照形成的“教学系统框架”制作了所需的所有文字、图片、电子教案、教学视频等数字资源。在教学资源制作过程中,根据各板块的需求,选取了最好的呈现方式,例如“实验简介”、“预习检测”、“实验报告”主要以文字和图片的形式呈现;“实验原理”则主要以文字、图片构成的PPT和通过录屏教师讲解形成的教学视频呈现给学生;“仪器介绍”、“操作要点”和“数据测量”则主要通过对教师在实验室对照仪器讲解进行拍摄、录制和后期编辑形成的教学视频呈现,这几个实验共制作完成了9个教学视频,如表1所示,最终形成了全方位、多角度、立体化的大学物理实验网络教学资源。本研究的一个重要特色内容是实验教学视频的拍摄和制作。所有视频资源均为笔者在实验室独自用手机拍摄,
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