大学物理实验网络教学研究论文.doc

大学物理实验网络教学研究论文 摘要：结合目前学生学习日趋信息化、网络化的特点开展了大学物理实验的信息化教学改革通过调研分析搭建了以“基本实验为主课题研究性实验为补充”；包含以“实验预习”、“实验操作”、“实验报告”三大板块为基本框架的“大学物理实验网络教学系统”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、教学视频等数字化资源并将网络教学系统与传统实验课堂教学相结合进行物理实验教学发现学生学习的积极性和主动性明显提高各个实验环节得到充分学习和训练学生动手能力和基本实验素养明显提高 关键词：物理实验；网络教学；数字资源 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”（MOOCMassiveopenonlinecourses）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24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（35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在拍摄中克服了拍摄工具简陋、光源不足环境嘈杂等困难通过大量剪辑制作、声音降噪处理最终使视频结构完整、布局合理、画面清晰稳定地呈现出来图2、图3为制作的教学视频截图为考虑方便学生手机观看视频视频格式均设置为MP4格式每个视频时长控制在7分钟左右视频大小约为40M左右视频结构包括开头、引言、正文、结语开头给出该视频讲解内容的标题引言给出该部分理论知识正文演示实验操作、数据测量方法小结部分总结视频内容思考部分提出问题留给学生思考在视频内容设计上注重以下几个方面：比较过程仿真与理论相结合画面精细安排合理元素丰富音频清晰在不影响观看的前提下增加了一点人文元素和背景音乐3.实践运用及效果评价我们选取了级8个教学班级（约250人）对该实验系统进行了试用选取154048和154049两个班在教学过程中一个班使用教学系统而另外一个班未使用教学系统对教学效果进行比较如表2、图4、图5所示课前学生利用预习板块中的“微课”视频了解实验仪器熟悉调节、使用方法理解实验原理这比单独依靠教材预习要形象、生动学生产生了学习兴趣设定10道预习检测题目通过答题的正确率来反映预习效果从表2以及图4和图5中可以看出使用系统后答题正确率显著提高预习效果显著增强课堂上教师通过视频演示实验过程保证了所有学生都可以全方位、多角度地看清教师的操作通过完成实验内容以及数据测量正确率来反映课堂教学效率从表2以及图4和图5中可以看出使用系统后完成实验内容时间明显缩短数据测量正确率也得到提高可见使用系统后实验课堂教学效率得到了提高课后学生通过系统对实验进行思考、回顾、总结并撰写实验报告我们在整个实验教学过程中对该实验系统进行了运用收效明显使用该系统后学生认为通过“微课”视频喜闻乐见的形式预习实验变得轻松、易懂教师认为通过微视频演示实验变得清晰、明了总之通过试用我们发现将网络教学系统与传统实验课堂教学相结合进行物理实验教学将学生对物理实验的学习在时间和空间上得到延伸在实验的各个环节得到充分训练在实验内容上得到拓展学生学习的积极性和主动性有所提高实验教学效果明显增强学生动手能力有所提高 四、结语 通过对大学物理实验网络教学系统的建设进行探索和教学实践我们发现建设该系统的核心是制作高质量的数字化教学资源这也是决定网络教学系统是否能够受到学生青睐并有效使用的关键因素这就要求我们教师一方面要对大学物理实验课程的知识点进行梳理、剖析、分解；另一方面要不断学习信息化技术掌握拍摄和制作微课视频的方法和技巧制作出更多主题突出、精心设计、短小精悍的微课以便学生真正可以通过教学系统的使用提高实验学习效率 参考文献： 1焦炜.MOOCs背景下我国高等教育教学模式的变革与创新J.电化教育