預(yù)習(xí)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的作用

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摘要：通過分析大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)現(xiàn)狀和重要性，依據(jù)微課程教學(xué)思想找出提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的突破口，即重視實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)。從建立實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)考核等幾方面給出重視實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的幾點(diǎn)做法，并實(shí)例說明實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)資料準(zhǔn)備的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)；微課程；自主學(xué)習(xí)

一、重視實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的原因

（一）任務(wù)重時(shí)間緊

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是理工科類學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端，是大學(xué)生今后從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)工作的入門課程，它的一整套實(shí)驗(yàn)知識、方法和技能也是學(xué)習(xí)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課的基礎(chǔ)。隨著教學(xué)課時(shí)的壓縮，一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由3課時(shí)改為2課時(shí)，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)測量項(xiàng)目在教師的講解和指導(dǎo)下基本能夠完成好，但綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不經(jīng)過認(rèn)真的預(yù)習(xí)，不能將實(shí)驗(yàn)知識內(nèi)化于心，實(shí)驗(yàn)操作時(shí)沒有形成自己的思路，只在課上90分鐘是很難完成好實(shí)驗(yàn)的。

（二）培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

在從事大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作中，深知學(xué)生想動(dòng)手自主實(shí)驗(yàn)，但限于實(shí)驗(yàn)知識的匱乏而停滯不前，直觀的實(shí)驗(yàn)知識只能在課上的有限時(shí)間內(nèi)獲得，并即刻轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此學(xué)生的思維空間和時(shí)間受到了極大的限制；再加上實(shí)驗(yàn)考核成績的公平性難以把握，只要學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室簽到，即使抄寫同學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也能獲得教師簽名，不管采取怎樣方式弄份實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交就完成了實(shí)驗(yàn)任務(wù)。因?yàn)椴捎眠@種機(jī)械的學(xué)習(xí)過程就能拿到實(shí)驗(yàn)成績，致使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性蕩然無存。為了改革傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)學(xué)生在課堂上的主動(dòng)思考、合作和互動(dòng)，就要從注重實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)開始?；ヂ?lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，使學(xué)習(xí)的形式多樣化，學(xué)習(xí)的時(shí)間自由化，將同伴教學(xué)法、翻轉(zhuǎn)課堂、微課程的教學(xué)思想滲透到大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，就是在逐步引導(dǎo)學(xué)生將有限的課堂學(xué)習(xí)延展到課前、課中和課后的各個(gè)環(huán)節(jié)，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)思考，改善學(xué)生的學(xué)習(xí)氛圍和學(xué)習(xí)態(tài)度，促使學(xué)生自主學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成。

（三）提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果從實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、測量操作、數(shù)據(jù)處理幾個(gè)主要環(huán)節(jié)體現(xiàn)，預(yù)習(xí)是第一環(huán)節(jié)，是非常關(guān)鍵的，它直接影響實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生通過預(yù)習(xí)能掌握實(shí)驗(yàn)原理和目的，理解實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)記錄及處理方法，在實(shí)驗(yàn)過程中形成明確的思路，這使學(xué)生有信心和時(shí)間認(rèn)真調(diào)試實(shí)驗(yàn)儀器，精心測量記錄數(shù)據(jù)，有勇氣和教師交流實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)的問題。課下學(xué)生會(huì)珍惜自己的勞動(dòng)成果，用心完成好實(shí)驗(yàn)報(bào)告的整理和書寫。因此為了有效提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量，就要從重視實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)過程開始

二、微課程與大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)

微課程是以單位課時(shí)教學(xué)活動(dòng)為自己的研究對象，以自主學(xué)習(xí)任務(wù)單、配套學(xué)習(xí)資源、課堂教學(xué)方式創(chuàng)新三大模塊、導(dǎo)學(xué)一體為基本模式的教學(xué)方法。教學(xué)活動(dòng)分為課前和課內(nèi)兩個(gè)階段。課前學(xué)習(xí)是學(xué)生自主學(xué)習(xí)。課內(nèi)學(xué)習(xí)是學(xué)生在課堂從事內(nèi)化知識、拓展能力為標(biāo)志的協(xié)作探究、“展示-質(zhì)疑-闡釋”等生生互動(dòng)、師生互動(dòng)的過程[1]。微課是以微型教學(xué)視頻的形式幫助學(xué)生完成任務(wù)給出的配套學(xué)習(xí)資料。當(dāng)人機(jī)一對一使用學(xué)習(xí)材料（任務(wù)單和微課）具有足夠的重要性、趣味性或其它吸引學(xué)生關(guān)注因素的時(shí)候，就能產(chǎn)生與師生面對面一樣的效果[1]。在信息化教學(xué)背景下，將微課程教學(xué)法應(yīng)用到大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)非常合適，這樣能使教師職能的重心從課上講解轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計(jì)學(xué)習(xí)內(nèi)容、組織和指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)過程，使教師從“演員”向“導(dǎo)演”轉(zhuǎn)型提升。依照微課程教學(xué)法的三大模塊，教師要設(shè)計(jì)好大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)的任務(wù)和相關(guān)預(yù)習(xí)資料，也就是微課程中的任務(wù)單和微課，使學(xué)生在課前自主學(xué)習(xí)，基本掌握傳統(tǒng)課堂傳授的學(xué)習(xí)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)課上主要以內(nèi)化預(yù)習(xí)知識、拓展能力為主。這樣在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)過程中才能真正體現(xiàn)學(xué)生的主導(dǎo)地位，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)參與課堂的意識。

三、注重實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的幾點(diǎn)做法

（一）和學(xué)生及時(shí)溝通交流

對于大一或大二的學(xué)生，思想活躍，學(xué)習(xí)、活動(dòng)、兼職工作日程排的滿滿，學(xué)習(xí)的目標(biāo)還不明確，大學(xué)的學(xué)習(xí)方法和思維方式還沒有健全。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為首門實(shí)驗(yàn)課，難免受中學(xué)實(shí)驗(yàn)思維的影響，要讓學(xué)生自覺預(yù)學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，養(yǎng)成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的習(xí)慣就要和學(xué)生及時(shí)溝通交流。首先，把實(shí)驗(yàn)課程預(yù)習(xí)的重要性和必要性告訴學(xué)生，讓學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)課的基本要求和考核方式，使學(xué)生意識到課前用心預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)是完成好實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)鍵，操作行為要受思維意識的支配，實(shí)驗(yàn)思維意識的形成就在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)過程中形成。其次，在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代背景下，各門課程都在隨時(shí)上傳學(xué)習(xí)資料。及時(shí)上傳實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)資料并引導(dǎo)學(xué)生有效地使用，就要時(shí)刻關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，及時(shí)答復(fù)學(xué)生提出的疑難問題。通過督促、鼓勵(lì)、指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的態(tài)度，使學(xué)生逐漸養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的好習(xí)慣。

（二）建立預(yù)習(xí)考核制度

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課一般都要求學(xué)生書寫預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，一般是實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟這些實(shí)驗(yàn)報(bào)告的基本內(nèi)容，教師要求學(xué)生帶預(yù)習(xí)報(bào)告上實(shí)驗(yàn)課，沒有的不準(zhǔn)開始實(shí)驗(yàn)。這種形式的弊端是學(xué)生將實(shí)驗(yàn)資料上的內(nèi)容搬家，或者學(xué)生之間互相抄襲，因此教師要通過問答形式抽查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，這在一定程度上約束了學(xué)生的預(yù)習(xí)態(tài)度，但缺少對實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)效果的有效考核過程，整體預(yù)習(xí)情況和預(yù)習(xí)成績很難把握。當(dāng)今大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)可以通過學(xué)習(xí)平臺(tái)考核預(yù)習(xí)效果，在學(xué)習(xí)平臺(tái)上建立預(yù)習(xí)題庫，課堂上限時(shí)完成預(yù)習(xí)測試，達(dá)到規(guī)定分?jǐn)?shù)準(zhǔn)許實(shí)驗(yàn)，沒有達(dá)標(biāo)的可在課堂上預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)或觀摩實(shí)驗(yàn)，等到下一個(gè)時(shí)間段再次通過預(yù)習(xí)考核才能開始實(shí)驗(yàn)。這樣教師的任務(wù)是在學(xué)習(xí)平臺(tái)上提供實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)資料，建立試題庫，管理學(xué)習(xí)平臺(tái)，指導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)平臺(tái)上學(xué)習(xí)。學(xué)生的預(yù)習(xí)效果用平臺(tái)管理，方便可靠，在科學(xué)合理的約束機(jī)制下，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性會(huì)被調(diào)動(dòng)起來，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，養(yǎng)成正確的學(xué)習(xí)態(tài)度。

（三）以“電表改裝與校準(zhǔn)”實(shí)驗(yàn)為例說明預(yù)習(xí)資料的準(zhǔn)備

將微安表改裝成電流表，設(shè)計(jì)以下預(yù)習(xí)任務(wù)：1.熟悉將微安表改裝電流表的原理，并根據(jù)微安表內(nèi)阻2000歐和擴(kuò)大倍數(shù)計(jì)算并聯(lián)電阻的估計(jì)值。2.畫出改裝的電流表的校準(zhǔn)電路圖，并標(biāo)注各個(gè)元器件取值。3.調(diào)整哪些器件來校準(zhǔn)改裝的電流表的滿量程刻度，達(dá)到怎樣的要求？4.調(diào)整哪些器件來校準(zhǔn)改裝的電流表的其它刻度，達(dá)到怎樣的要求？5.校準(zhǔn)折線圖說明什么問題？如何使用校準(zhǔn)折線圖？6.如何確定改裝表的準(zhǔn)確度等級？以上實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)任務(wù)從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作和結(jié)果的處理及運(yùn)用幾方面對本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了系統(tǒng)引導(dǎo)，教師結(jié)合預(yù)習(xí)任務(wù)和實(shí)驗(yàn)所需基本知識設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)考核試題庫。學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)教材和實(shí)驗(yàn)視頻等學(xué)習(xí)資料進(jìn)行課前預(yù)習(xí)任務(wù)，課上限時(shí)完成預(yù)習(xí)考核，使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)落到實(shí)處。將微安表改裝成電流表的微課視頻設(shè)計(jì)：1.使用視頻錄制設(shè)備，錄制電源電壓、微安表頭、限流電阻、并聯(lián)電阻和標(biāo)準(zhǔn)電流表的認(rèn)識、擋位選擇、電路連線測試等一系列基礎(chǔ)工作，注重培養(yǎng)學(xué)生電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本素質(zhì)。2.錄制滿量程刻度校準(zhǔn)操作，引導(dǎo)學(xué)生理解掌握根據(jù)微安表和標(biāo)準(zhǔn)表的滿偏情況綜合調(diào)整并聯(lián)電阻、電源電壓或限流電阻的操作，這是本實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，可按照改裝表接近滿偏調(diào)整、改裝表和標(biāo)準(zhǔn)表同側(cè)趨近滿偏調(diào)整等調(diào)整步驟設(shè)計(jì)視頻操作，引導(dǎo)學(xué)生分析并聯(lián)電阻值的增大或減小對改裝表和標(biāo)準(zhǔn)表示數(shù)的影響，培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路、判斷檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基本實(shí)驗(yàn)技能。3.錄制其它刻度校準(zhǔn)操作，引導(dǎo)學(xué)生確定改裝表與標(biāo)準(zhǔn)表其它刻度的差值，從而理解使用改裝表時(shí)要對相應(yīng)的刻度值進(jìn)行修正，使學(xué)生意識到經(jīng)過自己改裝的電表是可以在實(shí)際中應(yīng)用的，這可以大大提高學(xué)生的自信心和創(chuàng)新意識，為專業(yè)實(shí)驗(yàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。4.最后錄制實(shí)驗(yàn)儀器的整理操作，電源電壓調(diào)至零位，斷電拆線，儀器歸位等，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)。

（四）減少實(shí)驗(yàn)講解時(shí)間

一般情況下，一個(gè)教學(xué)班的大學(xué)物理課程和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程是同一位任課教師，教師難免把大學(xué)物理課程的講課方法用到大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程中，或者在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的課堂上彌補(bǔ)大學(xué)物理課程講課中的不足，這樣在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂上教師的講解要占用近40分鐘的時(shí)間，尤其教師講解示范時(shí)二十幾名學(xué)生集中圍攏到老師周圍，一部分學(xué)生根本看不清教師的操作和儀表的數(shù)值顯示及變化，這就導(dǎo)致部分學(xué)生不聽教師的實(shí)驗(yàn)講解或聽了只言片語，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程渾水摸魚，使學(xué)生失去了對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的興趣。教育部高等學(xué)校物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)于2010年3月31日頒布的《理工科類大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》在能力培養(yǎng)方面的基本要求是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的能力（能夠通過閱讀實(shí)驗(yàn)教材、查詢有關(guān)資料和思考問題，掌握實(shí)驗(yàn)原理及方法、做好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備；正確使用儀器及輔助設(shè)備、獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、撰寫合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告；培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的能力，逐步形成自主實(shí)驗(yàn)的基本能力）；分析與研究的能力（能夠融合實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)思想、實(shí)驗(yàn)方法及相關(guān)的理論知識對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、判斷、歸納與綜合。掌握通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行物理現(xiàn)象和物理規(guī)律研究的基本方法，具有初步的分析與研究的能力）；理論聯(lián)系實(shí)際的能力（能夠在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并學(xué)習(xí)解決問題的科學(xué)方法，逐步提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能解決實(shí)際問題的能力）。要想達(dá)到《理工科類大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》中能力培養(yǎng)的要求，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的課堂上，傳授知識不是目的，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的能力、分析與研究能力以及理論聯(lián)系實(shí)際的能力，這些才是最根本的。因此，教師一定要注意縮短在實(shí)驗(yàn)課堂上的講課時(shí)間，只簡要強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)所能鍛煉的能力，所需掌握的物理實(shí)驗(yàn)方法，最基本的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等，要把絕大部分時(shí)間留給學(xué)生自己。如此，學(xué)生為了完成實(shí)驗(yàn)，必須提前花費(fèi)較多的時(shí)間進(jìn)行預(yù)習(xí)，否則很難在課堂上獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，這就促使學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的養(yǎng)成和自學(xué)能力的提升。在重視實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的情況下，學(xué)生通過扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，對實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理等實(shí)驗(yàn)知識基本掌握，總體的實(shí)驗(yàn)思路已經(jīng)建立，這大大減少了課上的講課時(shí)間。教師結(jié)合學(xué)生預(yù)習(xí)考核及提出問題等情況，主要講清楚實(shí)驗(yàn)儀器的使用和注意事項(xiàng)以及儀器測試要達(dá)到怎樣的要求，這直接影響測量數(shù)據(jù)的精度或?qū)嶒?yàn)的成敗。這樣學(xué)生邊操作邊思考，有時(shí)間相互交流，對培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)造性思維很有好處。在減少了課上講授時(shí)間的情況下，教師就有更多時(shí)間對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行考核和評估，對于實(shí)驗(yàn)完成好的學(xué)生，教師要及時(shí)給與肯定和表揚(yáng)，甚至鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行更深層次的探索；對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)問題或思路混亂的學(xué)生，教師可以及時(shí)指導(dǎo)，幫助學(xué)生樹立獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的信心。這將極大提高學(xué)生學(xué)學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的積極性。

四、結(jié)束語

在建設(shè)應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)的背景下，從大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)這門基礎(chǔ)課程入手，使每位學(xué)生具有合作學(xué)習(xí)、主動(dòng)思考的態(tài)度，增強(qiáng)學(xué)生的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰头治鲅芯磕芰Γ鸵獜闹匾晫?shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)開始。通過一系列細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)設(shè)計(jì)，借助信息化的學(xué)習(xí)平臺(tái)，建立全新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和評價(jià)制度，使大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革落到實(shí)處。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課作為理工科專業(yè)的基礎(chǔ)課程，教學(xué)改革影響面大，受益范圍廣，意義深遠(yuǎn)。

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作者：鄭永春 于培清 劉建曉 單位：衡水學(xué)院物理與電子信息系