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大学物理实验课程线上教学与实践

 论文栏目:大学物理论文     更新时间:2020/8/5 14:36:33   

摘要:大学物理实验是高等院校为理工科学生进行科学实验训练而设立的一门必修基础课程,是大学生从事科学实验工作的入门课程。大学物理实验的内容包含力、热、声、光、电、近代物理等相关知识,是运用实验技术手段显示和验证物理学知识和规律的典范。2020年新冠疫情期间,为保证学生“停课不停学”,线上教学发挥了重要作用,已成为当前的主要教学方式。然而,作为一门实验为主的课程,如何完成当下线上教学的要求,已成为一个亟待探讨的课题。本文将针对当前疫情防控期间大学物理实验教学的现状和困境以及存在的问题进行分析与讨论,并对大学物理实验课程线上教学改革提出若干建议和措施。

关键词:大学物理实验;线上教学;教学改革;仿真实验;评价体系

2020年春,新冠病毒(COVID-19)肆虐全国,大大改变了中国大学的运作方式。从教职工的教学方法到学生的学习方式,迅速从传统校园教学转移到线上教学(网课)。虽然大学一直都有线上教学,但大规模的开展在线教学还是首次。在这种形势下,作为以实践为主的大学物理实验也不得不迅速改变运行模式,转为线上教学为主的课程教育方式。随之而来的,将是更多的风险和挑战。作者结合自身进行线上教学的经验,全面梳理了讲授大学物理实验课程线上教学时的思考和做法,以教学一线工作人员的视角分析现行大学物理实验课程线上教学的现状和存在的问题以及可采取的改进措施。

1大学物理实验课程线上教学现状与存在的问题

全面线上教学意味着没有了面授,线上教学成为主导,教师的教和学生的学都将发生巨大的变化。这一突然变化必将导致一系列现实问题,比如选择何种教学形式,如何将原来面授课程的内容融合到新的线上教学里,如何将实验为主的实践课程移植到线上,学生线上线下分别需要做什么,如何评价学生的学习效果以及教师的教学效果。我们分析认为,当前大学物理实验线上教学还存在一些问题,其突出表现在以下几个方面:

1.1选择满足线上教学的平台软件

传统面授课程在教室中进行,教学方式直接,教学过程易掌控。特别对于大学物理实验这种实践类的课程,教师更容易掌控教学过程,容易做到“随心所欲”,最大限度的开发学生的创造性和动手能力。但在线上教学之后,这种形式将不再存在。因此,教师在开展全面的线上教学之前,首先要在众多的线上教学工具中选择适合的教学平台或软件系统。综合考虑线上教学的内容、呈现形式、互动环节等诸多因素,通过直播、录播、实时BBS教学、微信、QQ等众多的在线教学形式,哪一种或哪几种适合大学物理实验课程线上教学,需要学生和老师共同探讨和实践才能得到明确答案。

1.2传统教学内容无法有效融合进网络课程

传统大学物理实验课程的内容虽然相对陈旧,但体系已比较完善。原来面授课的教学内容如何完整的融合到线上教学里面,让学生在网络课堂上掌握相对完善的知识体系,将是线上教学的一大任务。在线教学学生难以学习到实用的知识和技术,因此对网课不感兴趣。而教师对网络教学的知识储备和教学内容也较为欠缺,水平亦参差不齐,部分教师甚至缺乏对新技术、新设备的通透了解,难以对当前线上教学过程中的实际问题进行有效解决。此外,部分教师认为由于疫情防控需要才开展了线上教学,只是权宜之计;对学生来说,疫情结束后将重归学校,学习方式还是课堂讲授。因此,大家对线上教学态度都不是很认真。

1.3过多强调理论知识,忽视实践能力培养

当前线上教学的内容多以理论教学为主,主要对学生的基础知识进行系统讲解,学生被动接受知识。相对于实践课而言,理论课更容易实现线上教学,也是当下实现线上教学的主力课程。但这并不能掩盖线上教学对学生实践能力培养环节的欠缺。现在的线上教学课程中,学生进行线上实践课程的内容较少,线上课程实践的机会也十分缺乏。一些高校甚至还没有大学物理实验线上教学所需的软硬件条件,根本无法满足大学物理实验课程线上教学的需求。

1.4线上教学考核和课程评价不完善

线上教育打破了传统教育的时空局限,也扩大了教育的对象,优化了教育资源。学习成绩和效果是评价一种教育手段的重要依据。而教学考核与课程评价仍是当前大学物理实验课程线上教学的一大难点。这包括两个层面的内容:第一,教师对学生学习过程的监管和学习效果的考核;第二,学校对教师教学内容的监管和教学效果的考核。

2实现疫情条件下大学物理实验课程线上教学改革的措施

在当前新冠肺炎疫情条件下,针对大学物理实验课程存在的上述问题,我们建议从以下四个方面着手进行改进:

2.1改变教育理念,改革教学模式,实现线上教学传统化

突破传统教学思维局限,改变传统教育观念,更新课堂教学模式,让线上教学传统化。线上教学借助网络平台技术实现,在实际操作中,应合理利用网络交流平台(微信群,QQ群,公众号等),及时准确地发布学习任务。在教学过程中,熟练应用各种线上教学平台如学习通、Blackboard、UOOC、MOOC等或其混合模式,并做好异步教学资源的上传或同步教学视频的录屏工作。同时,学生学习过程中遇到问题,可以通过网络平台反馈和讨论,教师则可以通过线上平台进行答疑解惑。学校要制定合理的教学安排,提供良好的网络环境。此时的网络不再是学生游戏的平台,而是学习知识的天地。

2.2完善教学软件开发,扩大仿真实验内容

仿真实验与真实实验相结合共同构成了现在较完整的大学物理实验教学体系。仿真实验的应用,有效的提高了教学效率和教学效果,使得教学手段和内容丰富多彩。但现阶段的仿真实验多侧重验证性和演示性实验,设计性和开发性的实验很少,不能达到培养学生设计和创造的能力。因此要充分认识到现有仿真实验的不足和局限性,开发新的仿真实验教学软件,丰富仿真实验内容。构建完善的开放性和探索性实验内容为主的仿真实验教学课程。

2.3优化课程设置,增设自主设计课程

学校的在线教学资源相对陈旧,仿真实验软件大部分是购自企业。而企业开发的软件并不专门针对学校里的实验教学或脱离教学实践一线,不能完整的体现出大学物理实验教学的设计思想。因此,在实验教学中,高校和教师要充分发挥自身创造性,自主开发或与企业联合开发部分仿真实验,优化课程设置。各高校也应密切交流,互通有无,实现在线平台融通,共享老师自主开发的仿真实验资源,丰富仿真实验资源库。此外,增设部分综合性、设计性、创新性的实验,鼓励学生运用所学知识进行创新,将部分验证性实验转化为设计性实验,或根据自己专业爱好选题,自主设计实验内容、实验仪器及方法,在老师指导下进行探索性研究,为今后的实践打下坚实的物理实验基础,以满足社会对创新型人才培养的需要。

2.4重新制定教学考核和教学评价体系

教学模式的改革必然引起考核模式随之变化。相比传统课程中的线下考核与评价方式如人工考勤管理、学生课堂表现、纸质考核等,在线课程的虚拟性导致无法对学生进行实时监控,学生学习态度、听课积极性以及平时作业和测验结果等考核过程是否作弊无从得知。线上教学能否达到应有的教学效果以及传统考核方式的合理性和实用性都有待商榷。因此,有必要重新制定标准化的网上教学考试制度,加强平时学习过程管理,建立自动评估反馈系统,构建全新的线上教学考核与评价体系。在教学过程中,教师也可以调动学生的积极性,及时地对学生的活动给予考核和评价。另外,在线下也需要加强对学生学习的监督与评价,采用多样的评价方式,比如教师、家长、学生都可以参与,实现点评、自评、互评的师生综合评价模式,建立能促进教师和学生都能不断提高的评价体系。

3结束语

随着疫情的继续发展,全国大部分大学生至今还无法返校学习。根据教育部门对本学期教学工作调整的指导思想,齐心协力做到“停课不停学”。老师和学校要做好课程教学的整体设计,细致考虑课程教学实施方案,制定合理的教学安排,选择合适的线上教学形式,并保证良好的网络条件。特别的,针对大学物理实验这类实践性课程,必须直面问题,克服诸多困难与挑战,实现大学物理实验等实践课程线上教学的顺利开展。

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作者:田冰冰 苏陈良 单位:深圳大学微纳光电子学研究院

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