摘要:在互聯(lián)網(wǎng)+的大背景下,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該適應(yīng)新時(shí)代的發(fā)展。何為互聯(lián)網(wǎng)思維?大多是從電子商務(wù)、共享經(jīng)濟(jì)的視角進(jìn)行分析的。本文結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)思維與相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用,試圖從教育與教學(xué)的視角,利用大數(shù)據(jù)結(jié)合互聯(lián)網(wǎng),提煉與歸納出互聯(lián)網(wǎng)的思維模式與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合,優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,建設(shè)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。
關(guān)鍵詞:互聯(lián)網(wǎng)+;物理實(shí)驗(yàn);體系建設(shè)初探
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2019)14-0277-02
現(xiàn)如今,各行各業(yè)都要有互聯(lián)網(wǎng)思維??赡苣愕墓ぷ鞑皇呛突ヂ?lián)網(wǎng)相關(guān),但你要從互聯(lián)網(wǎng)的角度去思考問(wèn)題,培養(yǎng)互聯(lián)網(wǎng)思維,教育領(lǐng)域也認(rèn)可了這種方式。物理教學(xué)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是一門(mén)基礎(chǔ)課程,也是一門(mén)理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,鍛煉學(xué)生思維能力的重要課程。長(zhǎng)久以來(lái),我國(guó)的大學(xué)物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本沒(méi)有變化,處于一種相對(duì)封閉的狀態(tài),教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容多年沒(méi)有更新,已經(jīng)嚴(yán)重脫節(jié)于當(dāng)今社會(huì)飛速發(fā)展的前沿科學(xué)新理論、新技術(shù),陳舊落后的實(shí)驗(yàn)室器材,沿用多年的傳統(tǒng)的教學(xué)模式、思維和手段更是難以跟隨當(dāng)今社會(huì)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)步的步伐。[1]
省內(nèi)外高等院校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)主要以力學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、電學(xué)系統(tǒng)性、傳統(tǒng)性的教學(xué)方式為主。盡管這種模式對(duì)學(xué)生系統(tǒng)化地掌握物理知識(shí)有很大的幫助,但是這種方式僵化,沒(méi)有充分利用當(dāng)下學(xué)生容易接受的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行教學(xué),從某種程度上抑制了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性,不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和跨學(xué)科、新時(shí)代的思維能力。因此,對(duì)傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行改革,建立新時(shí)代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系是形勢(shì)所迫,是我院大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的必然趨勢(shì)??茖W(xué)技術(shù)快速發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)+思維已深入人心。物理實(shí)驗(yàn)也要推陳出新,與新知識(shí)新技術(shù)的發(fā)展、互聯(lián)網(wǎng)+的思維相結(jié)合。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)該根據(jù)不同的需要層次分為基本型、提高型和研究創(chuàng)新型三個(gè)級(jí)別,目前在很多高校,并沒(méi)有將物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程與互聯(lián)網(wǎng)+整合起來(lái)。也沒(méi)有根據(jù)不同的級(jí)別要求設(shè)置相應(yīng)的教學(xué)方案。
一、融入互聯(lián)網(wǎng)思維大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革的思路
植入互聯(lián)網(wǎng)思維,包括:互聯(lián)網(wǎng)終端用戶思維,終端操作具有簡(jiǎn)約性;云計(jì)算思維,適應(yīng)大數(shù)據(jù);跨界思維交叉學(xué)科,物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)融入互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù);線上互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)線下實(shí)物操作思維。[2]
按照教育部高等學(xué)校課程指導(dǎo)委員會(huì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求,對(duì)武漢市內(nèi)及周邊地區(qū)同類高校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與體系建設(shè)情況進(jìn)行調(diào)研,了解其他高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程所開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、課程設(shè)計(jì)體系等方面的落實(shí)情況。針對(duì)我院《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》課程建設(shè),落實(shí)教務(wù)處教育改革方案,有針對(duì)性地改革大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與體系。改革教學(xué)模式,增強(qiáng)線上、線下教學(xué)內(nèi)容兼容互補(bǔ)性;促進(jìn)學(xué)生積極性、主動(dòng)性與自主鉆研意識(shí);培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科(與計(jì)算機(jī)技術(shù))學(xué)習(xí)的思維能力和創(chuàng)新能力。搭建大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),提高實(shí)驗(yàn)室利用率,鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí),從大一開(kāi)始培養(yǎng)自學(xué)能力。完善大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)精品課程教學(xué)網(wǎng)站,新增實(shí)驗(yàn)管理信息系統(tǒng),方便學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)、撰寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告、掌握儀器操作及注意事項(xiàng);在網(wǎng)站上補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)儀器介紹、教案、習(xí)題、授課錄像、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容,方便學(xué)生隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)。
二、構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)思維下“模塊式”物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系
依照訓(xùn)練層次,將原有的實(shí)驗(yàn)重新組合,按照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)性,與學(xué)生的專業(yè)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的不同要求分開(kāi)執(zhí)行教學(xué)。改革當(dāng)前《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》教學(xué)內(nèi)容和體系建設(shè)布局,采取線上和線下教學(xué)模式,利用線上教學(xué)彌補(bǔ)線下教學(xué)內(nèi)容的不足,提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)及管理的水平,提高學(xué)生的積極性、主動(dòng)性與自主鉆研意識(shí);培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科(與計(jì)算機(jī)技術(shù))學(xué)習(xí)的思維能力和創(chuàng)新能力??傮w而言,應(yīng)將物理實(shí)驗(yàn)劃分為四個(gè)部分。
1.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要是學(xué)習(xí)測(cè)定物理量、學(xué)會(huì)使用相對(duì)復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)儀器?;A(chǔ)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容相對(duì)穩(wěn)定,有著濃厚的物理思想和物理內(nèi)容,讓學(xué)生充分利用互聯(lián)網(wǎng)精品課程資源在網(wǎng)上預(yù)習(xí)。學(xué)生在進(jìn)行基本實(shí)驗(yàn)課之前,先講理論基礎(chǔ),實(shí)驗(yàn)的基本程序,實(shí)驗(yàn)室基本守則,實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)(如數(shù)據(jù)處理方法),應(yīng)該先開(kāi)設(shè)一定數(shù)量的引導(dǎo)性實(shí)驗(yàn),主要是一些原理較簡(jiǎn)單,伏安特性、薄透鏡焦距的測(cè)量、速度及加速度的測(cè)量等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn),使學(xué)生在進(jìn)行基本實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)有同一起點(diǎn),這樣更有利于組織以后的實(shí)驗(yàn)教學(xué),同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和初步的操作動(dòng)。
2.綜合性實(shí)驗(yàn)旨在訓(xùn)練學(xué)生綜合使用多種實(shí)驗(yàn)儀器的能力,培養(yǎng)學(xué)生在比較復(fù)雜的條件下,通過(guò)網(wǎng)上的仿真實(shí)驗(yàn),預(yù)先觀察現(xiàn)象、測(cè)試數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、綜合判斷、解決問(wèn)題的綜合能力,其內(nèi)容更貼近當(dāng)代物理基礎(chǔ)或工程技術(shù)研究前沿,往往涉及若干物理原理和多種實(shí)驗(yàn)研究方法。本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目利用互聯(lián)網(wǎng)仿真實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)從事科學(xué)研究的作風(fēng)和開(kāi)展大型實(shí)驗(yàn)的能力,為今后走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。
3.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是介于基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)際科學(xué)實(shí)驗(yàn)之間。指導(dǎo)教師協(xié)助學(xué)生自行設(shè)計(jì)電路、提出設(shè)計(jì)方案。可以利用互聯(lián)網(wǎng)思維,在網(wǎng)上指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行選題、開(kāi)題、初研、模擬實(shí)驗(yàn)調(diào)試,以及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的完成、總結(jié)答辯等訓(xùn)練。該類實(shí)驗(yàn)的目的是培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)素質(zhì)和能力,特別是創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。
4.近代物理實(shí)驗(yàn)是近現(xiàn)代物理前沿技術(shù)研究方面,在近現(xiàn)代物理發(fā)展過(guò)程中起過(guò)重大的作用的一些著名實(shí)驗(yàn),包括核物理、原子物理、X射線、激光等。學(xué)生做這種實(shí)驗(yàn),深切理會(huì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想,同時(shí)享受實(shí)驗(yàn)過(guò)程。當(dāng)然,這些物理實(shí)驗(yàn)器材,是比較貴重的,教學(xué)成本很高。我院在這一方面,做得非常到位,大力投入經(jīng)費(fèi),添置近代物理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)器材,體現(xiàn)了“學(xué)生為本,學(xué)術(shù)為重,學(xué)科為先,學(xué)者為大”的教育思想,目的是提高學(xué)生的整體素質(zhì)。
設(shè)立新型模式下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,采用線上、線下兩種教學(xué)模式,這既能保證教育部課程指導(dǎo)委員會(huì)所規(guī)定的課時(shí)教學(xué)要求,又能適應(yīng)學(xué)院新形勢(shì)下的通識(shí)課程的教學(xué)改革。
三、利用新時(shí)代新思維改革和更新大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革要以為課程體系服務(wù)為主,同時(shí)結(jié)合當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,依照物理實(shí)驗(yàn)體系進(jìn)行科學(xué)劃分,對(duì)傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行解剖,物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)該盡量反映近代物理學(xué)的成就和基于物理學(xué)基本理論的高新技術(shù)應(yīng)用,將傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與現(xiàn)代的前沿科學(xué)技術(shù)結(jié)合起來(lái)。[3]基本做法是:
1.將計(jì)算機(jī)技術(shù)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、處理和控制中。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中,計(jì)算機(jī)的應(yīng)用可以貫穿在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的始終。
2.把計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)引入物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。積極建設(shè)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)多媒體實(shí)驗(yàn)室、仿真實(shí)驗(yàn)室。[4]
四、充分利用互聯(lián)網(wǎng)思維,網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)充實(shí)資源,同時(shí)加大實(shí)驗(yàn)教師的考核力度
不斷完善大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)精品課程教學(xué)網(wǎng)站,新增實(shí)驗(yàn)管理信息系統(tǒng),方便學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)、撰寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告、掌握儀器操作及注意事項(xiàng)。補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)儀器介紹、教案、習(xí)題、授課錄像等內(nèi)容。利用網(wǎng)絡(luò)投票,郵箱接收信件,了解學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)室管理水平、服務(wù)管理能力,重點(diǎn)是教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式、教學(xué)水平能力的評(píng)價(jià)、期望值。設(shè)立新型模式下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,采用線上線下兩種教學(xué)模式。既能保證教育部課程指導(dǎo)委員會(huì)所規(guī)定的課時(shí)教學(xué)要求,又能適應(yīng)學(xué)院新形勢(shì)下的通識(shí)課程的教學(xué)改革。
總之,三本院校的物理實(shí)驗(yàn)室,要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際特點(diǎn),就本院校物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)際情況,提出了物理實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)的一系列舉措,以形成適用于院校特點(diǎn)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程體系,提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。
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