信息環(huán)境下大學(xué)物理實驗課程學(xué)習(xí)模式
時間:2022-10-16 10:28:50
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摘要:根據(jù)實驗類課程的培養(yǎng)目標(biāo),以自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)為導(dǎo)向,對大學(xué)物理實驗課程進行了建構(gòu),重新布置了教學(xué)環(huán)境資源。改變了傳統(tǒng)課堂教學(xué)為學(xué)生完全自主獨立學(xué)習(xí)的模式,依托網(wǎng)絡(luò)信息化平臺,在教師的輔助引導(dǎo)下,學(xué)生通過自我效能的激發(fā),自主預(yù)習(xí)、自主完成實驗。
關(guān)鍵詞:自主學(xué)習(xí);大學(xué)物理實驗;網(wǎng)絡(luò)平臺
傳統(tǒng)實驗課程的課堂教學(xué)仍然是采用教師講解、學(xué)生操作的灌輸式教學(xué)。在高校中本來就很緊張的實驗課時內(nèi),大多數(shù)教師仍固守傳統(tǒng)的教育理念,占用課堂的大量時間進行講授,而不是由學(xué)生進行自主的探索學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)模式教學(xué)的弊端十分明顯,教師細(xì)致的講解,甚至是實驗操作的示范,占用了大量的課堂時間,學(xué)生認(rèn)真聽講即可機械的完成實驗,并沒有對實驗中的問題進行深度思考學(xué)習(xí),不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的發(fā)揮,很難達到培養(yǎng)學(xué)生的獨立實驗?zāi)芰?、分析研究能力的目的。另一方面,傳統(tǒng)教師教授的模式也使學(xué)生產(chǎn)生了嚴(yán)重的依賴性,不利于培養(yǎng)學(xué)生的積極思考,也不能激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,違背了培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的理念。傳統(tǒng)授課方式只做到了教師為主導(dǎo),而沒有做到以學(xué)生為本。以學(xué)生為本,指的是以學(xué)生的成長成人為本,關(guān)注學(xué)生的權(quán)利、尊重學(xué)生的人格、注重學(xué)生個性的發(fā)展和潛能的開發(fā),以促進學(xué)生自由而全面的發(fā)展。
1989年著名學(xué)者齊默曼(Zimmerman)提出了自主學(xué)習(xí)這一理念,又稱為VoluntarilyLearning。自主學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容是指學(xué)生積極主動控制調(diào)節(jié)自己的學(xué)習(xí)。實際上自主學(xué)習(xí)是根據(jù)建構(gòu)主義認(rèn)知心理學(xué)及人本主義心理學(xué),主張強調(diào)學(xué)生本身的思維活動。只有在更開放的學(xué)習(xí)環(huán)境下,學(xué)生才具有一定的自由度,再通過外在、內(nèi)在目標(biāo)的確立,產(chǎn)生學(xué)習(xí)的意義感、自我效能感,從而改變學(xué)習(xí)態(tài)度和行為變化,提升自我學(xué)習(xí)能力。我們依據(jù)自主學(xué)習(xí)這一理念,通過信息環(huán)境下的在線課程的建設(shè),依托網(wǎng)絡(luò)信息化手段,將教師的講解全部提前至實驗課前,讓學(xué)生課前預(yù)習(xí)完成,課上只進行實驗操作、分析探索,將實驗課完全還給學(xué)生,取得了較好的效果。
一教學(xué)資源的重新建構(gòu)
我們圍繞學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),對實驗課程的項目內(nèi)容、網(wǎng)絡(luò)資源、實驗室規(guī)劃等方面進行了修改。實驗項目內(nèi)容根據(jù)實驗方法、實驗測量對象、實驗原理等關(guān)鍵點進行了重新組合。組合的目的是能使學(xué)生在相近的實驗里面,能夠融會貫通,通過一個實驗的完成,自然帶動另一個實驗的自主學(xué)習(xí),學(xué)生主動性的完成知識的遷移。例如:拉伸法測楊氏模量、動態(tài)法測楊氏模量、微彎法測楊氏模量。這三個實驗合為一組,學(xué)生通過該組實驗的完成,就了解了微小位移的三種測量方法以及對應(yīng)的原理,通過對比,加深實驗方法的理解。在高度發(fā)達的信息時代,智能手機已成為日常生活學(xué)習(xí)的主要的載體。為了充分利用這一靈活方便有效的信息載體,實驗課程的微課視頻必不可少。
通過學(xué)生反饋,視頻類教學(xué)資源比圖文類教學(xué)資源的學(xué)習(xí)滿意度更高。我們將一個實驗項目的知識點進行了拆分,分別錄制拍攝了實驗引言、原理、方法、儀器、操作、數(shù)據(jù)處理、注意事項等不同類型的不多于10分鐘的小視頻,建立了大學(xué)物理實驗的視頻資源庫,視頻資源全都放置在學(xué)校的課程網(wǎng)站上,學(xué)生在校園環(huán)境內(nèi)可以免費不限制的觀看。為了便于學(xué)生的自主學(xué)習(xí),我們給每一個視頻分別配置了二維碼,學(xué)生可以使用手機掃描教材中不同位置處的二維碼鏈接到對應(yīng)的微課視頻進行觀看學(xué)習(xí)。教材與微課小視頻的配合,能夠降低學(xué)生學(xué)習(xí)的障礙,提供自主學(xué)習(xí)的環(huán)境。根據(jù)大學(xué)物理實驗課程對培養(yǎng)學(xué)生能力的要求,盡可能的調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,發(fā)揮教師的引導(dǎo)、輔助作用,課程將教師、學(xué)生、實驗室進行了固定,也就是說一個學(xué)期內(nèi),教師、學(xué)生都在同一個實驗室內(nèi)完成多個實驗項目。教師、學(xué)生在固定環(huán)境內(nèi)上課,增強了歸屬感,類似于理論課的上課方式也給儀器的維護帶來了更大的便利。學(xué)生完成實驗的自由度得到了很大的放大。學(xué)生在實驗室里,可以不受任何限制,超前學(xué)習(xí)、重做或反復(fù)練習(xí)實驗超市內(nèi)的任何一個本學(xué)期的實驗項目。教師還可以根據(jù)學(xué)生的專業(yè)特點,做到完全的開放,增開選做項目、創(chuàng)新項目,豐富學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)。對于學(xué)有余力的學(xué)生,可以在完成必做實驗的基礎(chǔ)上根據(jù)自己的愛好進行選擇,在得到較高的分?jǐn)?shù)的同時,也開拓了視野,增加了動手的機會,有利于能力創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。這種安排給學(xué)生創(chuàng)造了更多的時間和空間,實驗原理的理解、實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)是經(jīng)過多次練習(xí)形成的,也是一個循序漸進的過程。
二以學(xué)生為主體的自主學(xué)習(xí)
在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生根據(jù)實驗安排,進行課前預(yù)習(xí),課堂實驗、實驗小結(jié)三個步驟的學(xué)習(xí)。
(一)學(xué)生的課前預(yù)習(xí)
學(xué)生根據(jù)教師編制的預(yù)習(xí)報告進行學(xué)習(xí),完成實驗教材的閱讀,同時觀看教材中對應(yīng)的微課視頻。教師要求學(xué)生通過自主學(xué)習(xí),理解實驗原理,熟悉實驗內(nèi)容,制定具體的實驗方案。為了督促學(xué)生課前完成預(yù)習(xí),我們在網(wǎng)絡(luò)平臺中還根據(jù)該實驗的內(nèi)容設(shè)置了十幾個實驗小問題,學(xué)生可能不能完全回答正確,但可以作為學(xué)生上課時需要解決的目標(biāo)問題。教師在課前可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺中記錄的大數(shù)據(jù)對學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進行監(jiān)控,根據(jù)學(xué)生的情況,隨時調(diào)整實驗預(yù)習(xí)視頻,預(yù)習(xí)問答。
(二)學(xué)生動手實驗
由于實驗課程的特殊性,教師在上課時要首先對學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進行檢查,詢問學(xué)生是否知道實驗的注意事項。同時,學(xué)生可以將實驗預(yù)習(xí)中的問題拿出來進行討論,以問題為導(dǎo)向?qū)嶒炘怼嶒灧椒?、?shù)據(jù)處理等過程進行討論。帶著問題的討論可以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動力。在此過程中,教師與學(xué)生以問答形式互動,教師根據(jù)實際情況給學(xué)生提供適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)與講解。在學(xué)生充分理解實驗后,自主操作完成實驗,驗證預(yù)期的實驗?zāi)繕?biāo),記錄分析實驗過程、實驗結(jié)果。實驗過程中碰到問題,教師鼓勵學(xué)生盡可能的自主解決問題,或者尋求其他同學(xué)的幫助,教師不再擔(dān)當(dāng)問題的解答者,而是引導(dǎo)者。從學(xué)生的角度來看,每一個基本實驗對他們來說,都可能是探究型實驗,需要對實驗過程的每一個細(xì)節(jié)進行觀察、思考、分析,從而建立自己的實驗操作方式以及學(xué)習(xí)方式。學(xué)生在實驗的自主學(xué)習(xí)的初期,往往感到實驗非常難,教師應(yīng)多予以引導(dǎo)和鼓勵,隨時觀察學(xué)生的課堂表現(xiàn),隨時糾正問題。在學(xué)生通過自主努力完成實驗后,就會獲得很大的滿足感和成就感,通過自我效能感的提升培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?,增強了學(xué)生的實驗自信心。
(三)課后總結(jié)
實驗結(jié)束后,圍繞實驗報告中數(shù)據(jù)處理的要求,進行討論。最后,學(xué)生撰寫出實驗報告,完成數(shù)據(jù)處理,總結(jié)自主實驗過程中的得失,對自己的行為能力和發(fā)展進行自我評估。在學(xué)期初,學(xué)生通常感覺自主完成實驗的困難較大,所以在整個學(xué)期中,教師還應(yīng)本著循序漸進的原則,對學(xué)生的要求逐漸提高。按照培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的目標(biāo),引導(dǎo)學(xué)生克服在實驗預(yù)習(xí)、實驗操作、數(shù)據(jù)處理方面的困難。
三學(xué)習(xí)情況的過程性評價
實驗課程的考核方式不是傳統(tǒng)的操作考試、筆試等單一的考核指標(biāo),需要對學(xué)生實驗過程和自主學(xué)習(xí)能力進行考核。在基于自主學(xué)習(xí)理念的實驗課程中,大學(xué)物理實驗的教學(xué)評價是整個實驗過程的過程性評價。同時,讓學(xué)生參與到教學(xué)評價中來,形成自評、小組互評的機制。教師在實驗過程中,應(yīng)當(dāng)注意觀察學(xué)生的課堂表現(xiàn),從實驗預(yù)習(xí)情況、實驗過程與數(shù)據(jù)記錄、實驗操作表現(xiàn)、實驗儀器整理等方面對學(xué)生進行評價。實驗預(yù)習(xí)的評價:教師通過網(wǎng)絡(luò)平臺數(shù)據(jù)的記錄,以及課堂上根據(jù)預(yù)習(xí)報告的完成情況以及實驗課前的提問、討論等形式對學(xué)生做出評價。實驗過程和數(shù)據(jù)記錄的評價:在課堂上,學(xué)生實驗過程中,教師必須時常巡回觀察指導(dǎo),重點對學(xué)生實驗基本操作的規(guī)范性、正確性進行評判,對學(xué)生實驗現(xiàn)象的觀察、數(shù)據(jù)記錄的正確性、完整性進行評級。對于不認(rèn)真的學(xué)生,應(yīng)及時指出錯誤,要求重新預(yù)習(xí),現(xiàn)場操作,并上給予對應(yīng)的減分。實驗課堂表現(xiàn)的評價:課堂表現(xiàn)包括實驗態(tài)度、實驗后的儀器整理,實驗報告記錄的規(guī)范性等方面。
四教學(xué)效果
通過2年的教學(xué)實踐,教師和學(xué)生對這種實驗課程的教學(xué)模式以及對自主能力的培養(yǎng)表示了認(rèn)可。對于學(xué)生而言,通過一個學(xué)期的鍛煉,絕大多數(shù)學(xué)生對自身的實驗操作能力顯示出了很強的自信心,對于物理實驗的研究過程有了深入的了解,同時非常贊賞實驗課程中自由、自主、師生和諧的氛圍。教師認(rèn)為,將學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生,激發(fā)學(xué)生自 身學(xué)習(xí)的主動性和積極性,做到真正的教與學(xué)的開放,實現(xiàn)真正的“以學(xué)生為本、教師為輔”的基本原則。同時,在課堂上還應(yīng)注意教師對實驗方法的引導(dǎo),通過討論、提問等方式引導(dǎo)學(xué)生參與整個課堂過程,培養(yǎng)他們的主動參與意識,在實驗過程中,將知識、技能進行內(nèi)化。
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作者:邵明輝 魏平 宋陽 單位:濟南大學(xué) 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院