預習在大學物理實驗教學質量的作用

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摘要：通過分析大學物理實驗課程的教學現(xiàn)狀和重要性，依據(jù)微課程教學思想找出提高大學物理實驗教學質量的突破口，即重視實驗預習環(huán)節(jié)。從建立實驗預習考核等幾方面給出重視實驗預習的幾點做法，并實例說明實驗預習資料準備的設計要點。

關鍵詞：大學物理實驗；微課程；自主學習

一、重視實驗預習的原因

（一）任務重時間緊

大學物理實驗是理工科類學生的專業(yè)基礎課，也是學生進入大學后接受系統(tǒng)實驗方法和實驗技能訓練的開端，是大學生今后從事科學實驗工作的入門課程，它的一整套實驗知識、方法和技能也是學習專業(yè)實驗課的基礎。隨著教學課時的壓縮，一個實驗項目由3課時改為2課時，基礎實驗測量項目在教師的講解和指導下基本能夠完成好，但綜合性實驗項目不經過認真的預習，不能將實驗知識內化于心，實驗操作時沒有形成自己的思路，只在課上90分鐘是很難完成好實驗的。

（二）培養(yǎng)學生自主學習

在從事大學物理實驗教學工作中，深知學生想動手自主實驗，但限于實驗知識的匱乏而停滯不前，直觀的實驗知識只能在課上的有限時間內獲得，并即刻轉化為實驗技能和實驗結果，因此學生的思維空間和時間受到了極大的限制；再加上實驗考核成績的公平性難以把握，只要學生進入實驗室簽到，即使抄寫同學實驗數(shù)據(jù)也能獲得教師簽名，不管采取怎樣方式弄份實驗報告提交就完成了實驗任務。因為采用這種機械的學習過程就能拿到實驗成績，致使學生的學習積極性蕩然無存。為了改革傳統(tǒng)實驗課堂教學模式，實現(xiàn)學生在課堂上的主動思考、合作和互動，就要從注重實驗預習開始?；ヂ?lián)網(wǎng)時代的到來，使學習的形式多樣化，學習的時間自由化，將同伴教學法、翻轉課堂、微課程的教學思想滲透到大學物理實驗教學過程中，就是在逐步引導學生將有限的課堂學習延展到課前、課中和課后的各個環(huán)節(jié)，變被動學習為主動思考，改善學生的學習氛圍和學習態(tài)度，促使學生自主學習習慣的養(yǎng)成。

（三）提高教學質量的關鍵環(huán)節(jié)

大學物理實驗課程的教學效果從實驗預習、測量操作、數(shù)據(jù)處理幾個主要環(huán)節(jié)體現(xiàn)，預習是第一環(huán)節(jié)，是非常關鍵的，它直接影響實驗課的教學質量。學生通過預習能掌握實驗原理和目的，理解實驗步驟和數(shù)據(jù)記錄及處理方法，在實驗過程中形成明確的思路，這使學生有信心和時間認真調試實驗儀器，精心測量記錄數(shù)據(jù)，有勇氣和教師交流實驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題。課下學生會珍惜自己的勞動成果，用心完成好實驗報告的整理和書寫。因此為了有效提高大學物理實驗課程的教學質量，就要從重視實驗預習過程開始

二、微課程與大學物理實驗

微課程是以單位課時教學活動為自己的研究對象，以自主學習任務單、配套學習資源、課堂教學方式創(chuàng)新三大模塊、導學一體為基本模式的教學方法。教學活動分為課前和課內兩個階段。課前學習是學生自主學習。課內學習是學生在課堂從事內化知識、拓展能力為標志的協(xié)作探究、“展示-質疑-闡釋”等生生互動、師生互動的過程[1]。微課是以微型教學視頻的形式幫助學生完成任務給出的配套學習資料。當人機一對一使用學習材料（任務單和微課）具有足夠的重要性、趣味性或其它吸引學生關注因素的時候，就能產生與師生面對面一樣的效果[1]。在信息化教學背景下，將微課程教學法應用到大學物理實驗課程教學非常合適，這樣能使教師職能的重心從課上講解轉變?yōu)樵O計學習內容、組織和指導學生學習過程，使教師從“演員”向“導演”轉型提升。依照微課程教學法的三大模塊，教師要設計好大學物理實驗課前預習的任務和相關預習資料，也就是微課程中的任務單和微課，使學生在課前自主學習，基本掌握傳統(tǒng)課堂傳授的學習內容，實驗課上主要以內化預習知識、拓展能力為主。這樣在大學物理實驗過程中才能真正體現(xiàn)學生的主導地位，充分調動學生的學習積極性和主動參與課堂的意識。

三、注重實驗預習的幾點做法

（一）和學生及時溝通交流

對于大一或大二的學生，思想活躍，學習、活動、兼職工作日程排的滿滿，學習的目標還不明確，大學的學習方法和思維方式還沒有健全。大學物理實驗作為首門實驗課，難免受中學實驗思維的影響，要讓學生自覺預學物理實驗，養(yǎng)成實驗預習的習慣就要和學生及時溝通交流。首先，把實驗課程預習的重要性和必要性告訴學生，讓學生知道實驗課的基本要求和考核方式，使學生意識到課前用心預習實驗是完成好實驗操作的關鍵，操作行為要受思維意識的支配，實驗思維意識的形成就在實驗預習過程中形成。其次，在網(wǎng)絡時代背景下，各門課程都在隨時上傳學習資料。及時上傳實驗預習資料并引導學生有效地使用，就要時刻關注學生的學習動態(tài)，及時答復學生提出的疑難問題。通過督促、鼓勵、指導學生學習，培養(yǎng)學生自主學習的態(tài)度，使學生逐漸養(yǎng)成自主學習的好習慣。

（二）建立預習考核制度

大學物理實驗課一般都要求學生書寫預習實驗報告，一般是實驗目的、實驗儀器、實驗原理、實驗步驟這些實驗報告的基本內容，教師要求學生帶預習報告上實驗課，沒有的不準開始實驗。這種形式的弊端是學生將實驗資料上的內容搬家，或者學生之間互相抄襲，因此教師要通過問答形式抽查學生的預習情況，這在一定程度上約束了學生的預習態(tài)度，但缺少對實驗預習效果的有效考核過程，整體預習情況和預習成績很難把握。當今大學物理實驗預習可以通過學習平臺考核預習效果，在學習平臺上建立預習題庫，課堂上限時完成預習測試，達到規(guī)定分數(shù)準許實驗，沒有達標的可在課堂上預習實驗或觀摩實驗，等到下一個時間段再次通過預習考核才能開始實驗。這樣教師的任務是在學習平臺上提供實驗學習資料，建立試題庫，管理學習平臺，指導學生在學習平臺上學習。學生的預習效果用平臺管理，方便可靠，在科學合理的約束機制下，學生的學習積極性會被調動起來，變被動學習為主動學習，養(yǎng)成正確的學習態(tài)度。

（三）以“電表改裝與校準”實驗為例說明預習資料的準備

將微安表改裝成電流表，設計以下預習任務：1.熟悉將微安表改裝電流表的原理，并根據(jù)微安表內阻2000歐和擴大倍數(shù)計算并聯(lián)電阻的估計值。2.畫出改裝的電流表的校準電路圖，并標注各個元器件取值。3.調整哪些器件來校準改裝的電流表的滿量程刻度，達到怎樣的要求？4.調整哪些器件來校準改裝的電流表的其它刻度，達到怎樣的要求？5.校準折線圖說明什么問題？如何使用校準折線圖？6.如何確定改裝表的準確度等級？以上實驗預習任務從實驗原理、實驗操作和結果的處理及運用幾方面對本實驗進行了系統(tǒng)引導，教師結合預習任務和實驗所需基本知識設計實驗預習考核試題庫。學生結合實驗教材和實驗視頻等學習資料進行課前預習任務，課上限時完成預習考核，使學生的實驗預習落到實處。將微安表改裝成電流表的微課視頻設計：1.使用視頻錄制設備，錄制電源電壓、微安表頭、限流電阻、并聯(lián)電阻和標準電流表的認識、擋位選擇、電路連線測試等一系列基礎工作，注重培養(yǎng)學生電學實驗的基本素質。2.錄制滿量程刻度校準操作，引導學生理解掌握根據(jù)微安表和標準表的滿偏情況綜合調整并聯(lián)電阻、電源電壓或限流電阻的操作，這是本實驗的重點也是難點，可按照改裝表接近滿偏調整、改裝表和標準表同側趨近滿偏調整等調整步驟設計視頻操作，引導學生分析并聯(lián)電阻值的增大或減小對改裝表和標準表示數(shù)的影響，培養(yǎng)學生分析實驗現(xiàn)象、設計實驗思路、判斷檢驗實驗結果的基本實驗技能。3.錄制其它刻度校準操作，引導學生確定改裝表與標準表其它刻度的差值，從而理解使用改裝表時要對相應的刻度值進行修正，使學生意識到經過自己改裝的電表是可以在實際中應用的，這可以大大提高學生的自信心和創(chuàng)新意識，為專業(yè)實驗打下堅實的基礎。4.最后錄制實驗儀器的整理操作，電源電壓調至零位，斷電拆線，儀器歸位等，引導學生養(yǎng)成良好的實驗素質。

（四）減少實驗講解時間

一般情況下，一個教學班的大學物理課程和大學物理實驗課程是同一位任課教師，教師難免把大學物理課程的講課方法用到大學物理實驗課程中，或者在大學物理實驗的課堂上彌補大學物理課程講課中的不足，這樣在大學物理實驗課堂上教師的講解要占用近40分鐘的時間，尤其教師講解示范時二十幾名學生集中圍攏到老師周圍，一部分學生根本看不清教師的操作和儀表的數(shù)值顯示及變化，這就導致部分學生不聽教師的實驗講解或聽了只言片語，導致學生實驗過程渾水摸魚，使學生失去了對大學物理實驗課的興趣。教育部高等學校物理學與天文學教學指導委員會物理基礎課程教學指導分委員會于2010年3月31日頒布的《理工科類大學物理實驗課程教學基本要求》在能力培養(yǎng)方面的基本要求是培養(yǎng)學生獨立實驗的能力（能夠通過閱讀實驗教材、查詢有關資料和思考問題，掌握實驗原理及方法、做好實驗前的準備；正確使用儀器及輔助設備、獨立完成實驗內容、撰寫合格的實驗報告；培養(yǎng)學生獨立實驗的能力，逐步形成自主實驗的基本能力）；分析與研究的能力（能夠融合實驗原理、設計思想、實驗方法及相關的理論知識對實驗結果進行分析、判斷、歸納與綜合。掌握通過實驗進行物理現(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)系實際的能力（能夠在實驗中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并學習解決問題的科學方法，逐步提高學生綜合運用所學知識和技能解決實際問題的能力）。要想達到《理工科類大學物理實驗課程教學基本要求》中能力培養(yǎng)的要求，在大學物理實驗的課堂上，傳授知識不是目的，培養(yǎng)學生獨立實驗的能力、分析與研究能力以及理論聯(lián)系實際的能力，這些才是最根本的。因此，教師一定要注意縮短在實驗課堂上的講課時間，只簡要強調實驗所能鍛煉的能力，所需掌握的物理實驗方法，最基本的實驗注意事項等，要把絕大部分時間留給學生自己。如此，學生為了完成實驗，必須提前花費較多的時間進行預習，否則很難在課堂上獨立完成實驗，這就促使學生預習實驗習慣的養(yǎng)成和自學能力的提升。在重視實驗預習的情況下，學生通過扎實的實驗預習，對實驗目的、實驗原理、實驗步驟、數(shù)據(jù)處理等實驗知識基本掌握，總體的實驗思路已經建立，這大大減少了課上的講課時間。教師結合學生預習考核及提出問題等情況，主要講清楚實驗儀器的使用和注意事項以及儀器測試要達到怎樣的要求，這直接影響測量數(shù)據(jù)的精度或實驗的成敗。這樣學生邊操作邊思考，有時間相互交流，對培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)造性思維很有好處。在減少了課上講授時間的情況下，教師就有更多時間對學生的學習效果進行考核和評估，對于實驗完成好的學生，教師要及時給與肯定和表揚，甚至鼓勵學生進行更深層次的探索；對實驗中出現(xiàn)問題或思路混亂的學生，教師可以及時指導，幫助學生樹立獨立完成實驗的信心。這將極大提高學生學學物理實驗課程的積極性。

四、結束語

在建設應用技術型大學的背景下，從大學物理實驗這門基礎課程入手，使每位學生具有合作學習、主動思考的態(tài)度，增強學生的獨立實驗能力和分析研究能力，就要從重視實驗預習開始。通過一系列細致嚴謹?shù)慕虒W設計，借助信息化的學習平臺，建立全新的實驗教學體系和評價制度，使大學物理實驗教學改革落到實處。大學物理實驗課作為理工科專業(yè)的基礎課程，教學改革影響面大，受益范圍廣，意義深遠。

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作者：鄭永春 于培清 劉建曉 單位：衡水學院物理與電子信息系