一、引言
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大學物理實驗網絡教學研究-物理教學論文

時間:2017-10-31 00:47:44   來源:   作者:   點擊:
大學物理實驗網絡教學研究-物理教學論文

一、引言

隨著信息技術的發展,“慕課”已成為教育領域討論的焦點。“慕課”(MOOC,Massiveopenonlinecourses),是新近涌現出來的一種大規模在線課程開發模式。[1]將“慕課”這種新型網絡化教學模式引入到大學物理實驗的教學中,搭建實驗網絡教學平臺,是適應新時代學生學習特征的必然選擇。[2-4]物理學是一門以實驗為基礎的科學,實驗不僅是形成物理概念和掌握物理規律的基礎,更是培養學生動手能力和創新思維能力的關鍵,因而大學物理實驗課程的教學效果對創新型人才的培養至關重要。目前我校大學物理實驗課程主要采用課堂教學為主的傳統教學模式。由于傳統實驗教學受到實驗課時有限,實驗室、實驗設備、實驗教師等教學資源相對緊張等條件的限制,并且數字化教學資源匱乏,學生僅依靠課本進行預習,存在預習流于形式、實驗中缺乏思考、自主學習和創新精神不足等問題,使實驗教學效果非常有限,成為創新人才培養過程中最薄弱的環節之一。為了改善實驗教學數字化資源相對缺乏的狀況,并切實提高學生學習的積極性和主動性,以便提高學生的動手能力和基本實驗素養,我們開展了實驗信息化教學改革。將“MOOC”這種新型網絡化教學模式引入到大學物理實驗的教學中,搭建實驗網絡教學系統,制作實驗數字化教學資源。我們把視頻、動畫、圖片、圖表、實物投影等有機結合起來,使教學內容豐富多彩、教學方法靈活多樣。激發學生對物理的學習興趣,充分挖掘學生的學習潛力,網絡教學還可以使學生對物理實驗的學習在時間和空間上得到延伸,在內容上得到拓展和充分訓練。網絡實驗教學必將成為傳統課堂教學的重要補充和延伸。搭建大學物理實驗網絡教學系統,有助于豐富我校物理實驗教學的數字化教學資源,與傳統的實驗課堂教學相結合,給學生提供全方位、多角度、立體化的實驗教學,從而提高學生的動手能力,培養學生的創新精神。

二、研究思路

首先,通過查閱資料及走訪,調研現有高校大學物理實驗網絡教學系統的搭建及使用效果,分析其優點與不足,并結合我校學生專業特點,制定有中國藥科大學特色的大學物理實驗網絡教學系統設計方案。其次,根據設計方案,搭建實驗教學網絡平臺,初步形成必修實驗為主,仿真、課題實驗為補充的基本框架,并細化各個功能模塊。再次,結合各模塊的功能及特點,搜集大量相關資料,包括制作實驗教案,實驗儀器介紹、操作示范,實驗原理講解,實驗重點、難點演示等相關的電子教案、圖片,動畫、教學視頻等資料,另外,結合大學物理課程教學,設計一些能夠生動、形象地反映物理現象、物理規律的仿真實驗和課題性實驗,制作相應的網絡學習資料和教學視頻,并將所有資料上傳至網絡平臺的相應模塊,完成網絡教學系統的搭建。最后,選擇部分學生和教師(3~5個實驗教學班級)對教學系統進行試用,認真聽取他們對平臺的評價和使用心得及反饋意見,優化平臺的各個功能模塊,完善整個大學物理實驗網絡教學系統,并在大學物理實驗教學中進行推廣和使用。

三、研究結果

1.教學系統基本結構通過前期對南京大學、東南大學、上海交通大學、合肥工業大學等諸多高校的大學物理網絡教學情況的調研和分析,并結合我校學生的知識儲備及專業需求,制定出以“基本實驗為主,課題研究性實驗為補充”;包含“實驗預習”、“實驗操作”、“實驗報告”三大板塊的“大學物理實驗網絡教學系統的基本框架”,如圖1所示。2.數字化資源制作通過前期對我校所開設的所有大學物理基本實驗進行分析,結合學生學習掌握情況,選取了“光的干涉”和“示波器的使用”兩個重要且典型的光學和電學實驗,在課題性實驗中,設計了《信號放大電路的設計和仿真》實驗,對這幾個實驗,按照形成的“教學系統框架”制作了所需的所有文字、圖片、電子教案、教學視頻等數字資源。在教學資源制作過程中,根據各板塊的需求,選取了最好的呈現方式,例如“實驗簡介”、“預習檢測”、“實驗報告”主要以文字和圖片的形式呈現;“實驗原理”則主要以文字、圖片構成的PPT和通過錄屏教師講解形成的教學視頻呈現給學生;“儀器介紹”、“操作要點”和“數據測量”則主要通過對教師在實驗室對照儀器講解進行拍攝、錄制和后期編輯形成的教學視頻呈現,這幾個實驗共制作完成了9個教學視頻,如表1所示,最終形成了全方位、多角度、立體化的大學物理實驗網絡教學資源。本研究的一個重要特色內容是實驗教學視頻的拍攝和制作。所有視頻資源均為筆者在實驗室獨自用手機拍攝,
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