劉 英

(江西理工大學(xué) 能源與機械工程學(xué)院，江西 南昌 330000)

大學(xué)物理實驗[1]是培養(yǎng)學(xué)生基本實驗技能，增強學(xué)生應(yīng)用實踐能力的基礎(chǔ)性課程. 在新時代信息技術(shù)的沖擊下，傳統(tǒng)大學(xué)物理實驗課程的教學(xué)面臨著多方面的挑戰(zhàn)，其不足之處體現(xiàn)在教學(xué)方式單一、枯燥. 教師講解實驗原理，演示實驗步驟，學(xué)生機械式地模仿實驗操作，抄寫實驗報告，這種方式對于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力以及實驗操作能力的效果微乎其微[2]. 另一方面各個高校做實驗的學(xué)生數(shù)量龐大，教師批改實驗報告的精力有限，導(dǎo)致教學(xué)效率低下[3]. 隨著通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，在線教育平臺正受到越來越多的關(guān)注[4-6]. 在線教育是一種新的學(xué)習(xí)模式[7-9]，可以使學(xué)習(xí)者不受時間和空間的限制，并根據(jù)自己的需要隨時隨地學(xué)習(xí)，同時在線教育平臺上的在線評分系統(tǒng)能自動記錄教學(xué)情況，在很大程度上提高教師的教學(xué)效率. 本文借助學(xué)習(xí)通在線教育平臺，結(jié)合OBE先進的教學(xué)理念，在教學(xué)過程中采用BOPPPS教學(xué)模式[10-12]，探索互聯(lián)網(wǎng)下大學(xué)課堂自主學(xué)習(xí)的教學(xué)改革.

1 學(xué)習(xí)通在線教育平臺和BOPPPS教學(xué)模式

1.1 學(xué)習(xí)通在線教育平臺

超星學(xué)習(xí)通在線平臺是面向智能手機、平板電腦等移動終端的專業(yè)學(xué)習(xí)平臺. 用戶可以在超星學(xué)習(xí)通上自助完成圖書館藏書借閱查詢、電子資源搜索下載、圖書館資訊瀏覽、課程學(xué)習(xí)，小組討論，同時，該學(xué)習(xí)平臺擁有電子圖書、報紙文章以及中外文獻元數(shù)據(jù)，為用戶提供方便快捷的移動學(xué)習(xí)服務(wù).

1.2 BOPPPS教學(xué)模式

OBE(Outcomes-based education)即基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式，也叫成果導(dǎo)向教育，最早出現(xiàn)于美國和澳大利亞的基礎(chǔ)教育改革. 在OBE教育模式中，學(xué)生學(xué)到了什么和是否成功遠比怎樣學(xué)習(xí)和什么時候?qū)W習(xí)重要. OBE關(guān)注以下5個問題：1.讓學(xué)生取得什么樣的學(xué)習(xí)成果？2.為什么要讓學(xué)生取得這樣的學(xué)習(xí)成果？3.如何有效地幫助學(xué)生取得這些學(xué)習(xí)成果？4.如何知道學(xué)生已經(jīng)取得了這些學(xué)習(xí)成果？5.如何保障學(xué)生能夠取得這些學(xué)習(xí)成果？因此對于當(dāng)前的教育模式，引入OBE教學(xué)理念，具有重要意義，通過科學(xué)設(shè)置教學(xué)內(nèi)容、方法，保證學(xué)生掌握大學(xué)物理實驗原理，熟練使用實驗儀器，培養(yǎng)動手能力和創(chuàng)新能力，并促進學(xué)生適應(yīng)新世紀人才培養(yǎng)目標.

基于OBE教學(xué)理念，在具體課堂教學(xué)中利用BOPPPS模式來進行. BOPPPS教學(xué)模式是由加拿大教師培訓(xùn)工作坊ISW提出的，強調(diào)以學(xué)生為中心的模塊化教學(xué)，該教學(xué)模式能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和課堂教學(xué)的有效性. BOPPPS教學(xué)模式主要分為6大模塊，即：導(dǎo)入(Bridge-in)、目標(Objective)、前測(Preassessment)、參與式學(xué)習(xí)(Participatory Learning)、后測(Post-assessment)和總結(jié)(Summary ).

導(dǎo)入環(huán)節(jié)主要用來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)知識的求知欲，通過視頻、課堂演示、生活實例等引導(dǎo)學(xué)生們進入課堂，目標環(huán)節(jié)是教師強調(diào)本實驗的教學(xué)目的，強調(diào)重難點以及達到的結(jié)果，讓學(xué)生明確本次實驗課需要掌握的知識和期望達到的目標任務(wù). 前測環(huán)節(jié)是了解學(xué)生提前預(yù)習(xí)實驗報告，以及是否掌握本次實驗的目的、原理、方法、步驟和需要做的數(shù)據(jù)處理，從而有針對性地進行相應(yīng)教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整. 參與式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)注重師生互動，教師通過問答、討論充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，使學(xué)生勤于思考，勇于創(chuàng)新. 同時教師可以及時了解學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)情況，以便對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整. 后測環(huán)節(jié)主要考察學(xué)生學(xué)習(xí)效率是否達到預(yù)期目標，比如大學(xué)物理實驗中的彈性模量測定實驗，通過檢驗學(xué)生測量計算得到的楊氏模量值來確定學(xué)生實驗操作以及數(shù)據(jù)處理的正確性. 總結(jié)環(huán)節(jié)是對課堂教學(xué)進行歸納梳理，強化學(xué)生對本節(jié)課知識點的掌握. 6個環(huán)節(jié)既有獨立性又相互聯(lián)系、有機結(jié)合，從而更好地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，及大學(xué)物理實驗課程的教學(xué)效率.

2 BOPPPS模式+學(xué)習(xí)通在線平臺下大學(xué)物理實驗課程研究與實踐

2.1 BOPPPS模式+學(xué)習(xí)通在線平臺下大學(xué)物理實驗課的課程設(shè)計

2.1.1 B(Bridge-in)導(dǎo)入環(huán)節(jié)

學(xué)生在手機上下載學(xué)習(xí)通APP，教師在學(xué)習(xí)通平臺上傳慕課視頻，學(xué)生通過觀看視頻做好課堂準備工作，同時學(xué)生可以通過平臺進行提問和討論.

2.1.2 O(Objective)目標環(huán)節(jié)

教師在學(xué)習(xí)通上發(fā)布預(yù)習(xí)報告、上傳任務(wù)及對學(xué)生進行隨機分組實驗，旨在學(xué)生通過提前預(yù)習(xí)實驗報告明確即將進行的實驗項目的目的、原理和方法. 隨機分組實驗避免學(xué)生產(chǎn)生依賴性心理，讓每個學(xué)生都參與實驗.

2.1.3 P(Preassessment)前測環(huán)節(jié)

在前測環(huán)節(jié)中，學(xué)生需要觀看學(xué)習(xí)通上的緒論課講解視頻，及實驗課介紹視頻. 學(xué)習(xí)通平臺會進行記錄和統(tǒng)計(圖1)，教師根據(jù)統(tǒng)計情況可實時了解學(xué)生學(xué)習(xí)進展，并對還沒完成觀看視頻任務(wù)的學(xué)生給予提示(圖2). 在進行實驗前學(xué)生在學(xué)習(xí)通平臺上傳實驗預(yù)習(xí)報告，以避免學(xué)生在實驗室抄寫實驗報告的現(xiàn)象，同時教師可以在學(xué)習(xí)通上對學(xué)生上傳的實驗預(yù)習(xí)報告打分(圖3)，了解學(xué)生對該實驗的掌握程度，以便于在后續(xù)課堂教學(xué)中能夠適當(dāng)調(diào)整課堂內(nèi)容及教學(xué)方法.

圖1 班級學(xué)習(xí)內(nèi)容統(tǒng)計表

圖2 學(xué)生視頻學(xué)習(xí)統(tǒng)計表

圖3 實驗預(yù)習(xí)報告批閱

2.1.4 P(Participatory Learning)參與式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)

實驗操作前教師先對實驗進行講解，在講解過程中充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，通過問答、討論等方式充分調(diào)動學(xué)生思考問題的能力，讓學(xué)生通過課堂的學(xué)習(xí)掌握專業(yè)知識，并培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力. 實驗操作過程中，讓學(xué)生分組實驗，根據(jù)學(xué)生所掌握的知識進行實驗儀器調(diào)節(jié)、實驗步驟操作以及實驗數(shù)據(jù)記錄.

2.1.5 P(Post-assessment)后測環(huán)節(jié)

后測環(huán)節(jié)是學(xué)生對實驗操作獲得的數(shù)據(jù)進行處理，計算實驗值與理論值的誤差，分析結(jié)果的不確定度，最后在學(xué)習(xí)通上上傳數(shù)據(jù)處理部分，教師根據(jù)學(xué)生上傳的數(shù)據(jù)處理結(jié)果進行評分(圖4).

圖4 實驗數(shù)據(jù)處理結(jié)果批閱

2.1.6 S(Summary )總結(jié)環(huán)節(jié)

總結(jié)環(huán)節(jié)要求學(xué)生上傳全部實驗報告，每個實驗報告需要包括實驗名稱、實驗?zāi)康摹嶒瀮x器、實驗原理、實驗內(nèi)容、數(shù)據(jù)處理結(jié)果、思考與討論. 此時學(xué)生對實驗已經(jīng)大致掌握，同時也收獲了專業(yè)知識和提高了實驗?zāi)芰Γn堂教學(xué)效果顯著提升.

2.2 BOPPPS模式下學(xué)習(xí)通在線平臺大學(xué)物理實驗課程考核

在線教育平臺的發(fā)展減少了教師統(tǒng)計成績的任務(wù)量，實驗成績權(quán)重設(shè)置為：實驗預(yù)習(xí)報告占15%，簽到占5%，視頻占10%，分組任務(wù)占30%，章節(jié)測試占40%(圖5). 這樣設(shè)置既能讓學(xué)生重視課前預(yù)習(xí)，又能加強學(xué)生的動手操作技能，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的課堂教學(xué)模式.

圖5 實驗成績權(quán)重比

3 BOPPPS模式下學(xué)習(xí)通在線平臺大學(xué)物理實驗課程設(shè)計

彈性模量的測定實驗是理工科學(xué)生必做的基礎(chǔ)性實驗，彈性模量是表征物質(zhì)材料在彈性限度內(nèi)抗拉或抗壓的物理量，是工程設(shè)計選用材料時常涉及的參數(shù)之一. 本節(jié)彈性模量的測定實驗課將基于學(xué)習(xí)通在線平臺結(jié)合BOPPPS教學(xué)模式進行，教學(xué)設(shè)計如圖6所示.

圖6 BOPPPS教學(xué)模式設(shè)計圖

4 BOPPPS模式下學(xué)習(xí)通在線平臺大學(xué)物理實驗課程教學(xué)評估

4.1 轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性

傳統(tǒng)的實驗課堂教學(xué)是教師講解理論知識，演示實驗過程，學(xué)生進行實驗，這種傳授式教學(xué)過程單一而枯燥. 基于BOPPPS模式下的學(xué)習(xí)通在線平臺大學(xué)物理實驗課程，非常重視學(xué)生的課前預(yù)習(xí)、課上參與性學(xué)習(xí)以及課后鞏固復(fù)習(xí)，讓學(xué)生充分認識到實驗的重要性，同時在課堂上激發(fā)學(xué)生的主觀能動性并培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力，以達到最佳的學(xué)習(xí)效果.

4.2 改變課堂考核模式，提高教學(xué)效率

BOPPPS模式下的學(xué)習(xí)通在線平臺大學(xué)物理實驗課堂的成績評判都是系統(tǒng)根據(jù)成績權(quán)重比自動統(tǒng)計的，減少了教師的教學(xué)任務(wù)量，一定程度上提高了教學(xué)效率.

4.3 優(yōu)化教學(xué)環(huán)境，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

傳統(tǒng)教學(xué)授課形式具有一定的空間局限性和時間局限性，而在線教育平臺，可以在手機、電腦、平板等設(shè)備上隨時隨地學(xué)習(xí)，且內(nèi)容豐富，學(xué)生可以根據(jù)自身的學(xué)習(xí)興趣，觀看相關(guān)的教學(xué)視頻，多方面提升自身能力.

5 結(jié)束語

隨著互聯(lián)網(wǎng)+教育的發(fā)展，傳統(tǒng)教育受到以大數(shù)據(jù)、人工智能、5G技術(shù)為代表的信息技術(shù)的巨大沖擊，BOPPPS教學(xué)模式結(jié)合學(xué)習(xí)通在線平臺教學(xué)具有一定的時代性和前沿性，這種教學(xué)模式強調(diào)以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，全面培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力、動手能力、團結(jié)合作能力、自主創(chuàng)新能力以及加強了學(xué)生對理論知識的學(xué)習(xí)與掌握.