信息环境下大学物理实验课程学习模式

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摘要：根据实验类课程的培养目标，以自主学习能力培养为导向，对大学物理实验课程进行了建构，重新布置了教学环境资源。改变了传统课堂教学为学生完全自主独立学习的模式，依托网络信息化平台，在教师的辅助引导下，学生通过自我效能的激发，自主预习、自主完成实验。

关键词：自主学习；大学物理实验；网络平台

传统实验课程的课堂教学仍然是采用教师讲解、学生操作的灌输式教学。在高校中本来就很紧张的实验课时内，大多数教师仍固守传统的教育理念，占用课堂的大量时间进行讲授，而不是由学生进行自主的探索学习。传统模式教学的弊端十分明显，教师细致的讲解，甚至是实验操作的示范，占用了大量的课堂时间，学生认真听讲即可机械的完成实验，并没有对实验中的问题进行深度思考学习，不利于学生自主学习能力的发挥，很难达到培养学生的独立实验能力、分析研究能力的目的。另一方面，传统教师教授的模式也使学生产生了严重的依赖性，不利于培养学生的积极思考，也不能激发学生发现问题、解决问题的能力，违背了培养自主学习的理念。传统授课方式只做到了教师为主导，而没有做到以学生为本。以学生为本，指的是以学生的成长成人为本，关注学生的权利、尊重学生的人格、注重学生个性的发展和潜能的开发，以促进学生自由而全面的发展。

1989年著名学者齐默曼(Zimmerman)提出了自主学习这一理念，又称为VoluntarilyLearning。自主学习的核心内容是指学生积极主动控制调节自己的学习。实际上自主学习是根据建构主义认知心理学及人本主义心理学，主张强调学生本身的思维活动。只有在更开放的学习环境下，学生才具有一定的自由度，再通过外在、内在目标的确立，产生学习的意义感、自我效能感，从而改变学习态度和行为变化，提升自我学习能力。我们依据自主学习这一理念，通过信息环境下的在线课程的建设，依托网络信息化手段，将教师的讲解全部提前至实验课前，让学生课前预习完成，课上只进行实验操作、分析探索，将实验课完全还给学生，取得了较好的效果。

一教学资源的重新建构

我们围绕学生自主学习能力的培养，对实验课程的项目内容、网络资源、实验室规划等方面进行了修改。实验项目内容根据实验方法、实验测量对象、实验原理等关键点进行了重新组合。组合的目的是能使学生在相近的实验里面，能够融会贯通，通过一个实验的完成，自然带动另一个实验的自主学习，学生主动性的完成知识的迁移。例如：拉伸法测杨氏模量、动态法测杨氏模量、微弯法测杨氏模量。这三个实验合为一组，学生通过该组实验的完成，就了解了微小位移的三种测量方法以及对应的原理，通过对比，加深实验方法的理解。在高度发达的信息时代，智能手机已成为日常生活学习的主要的载体。为了充分利用这一灵活方便有效的信息载体，实验课程的微课视频必不可少。

通过学生反馈，视频类教学资源比图文类教学资源的学习满意度更高。我们将一个实验项目的知识点进行了拆分，分别录制拍摄了实验引言、原理、方法、仪器、操作、数据处理、注意事项等不同类型的不多于10分钟的小视频，建立了大学物理实验的视频资源库，视频资源全都放置在学校的课程网站上，学生在校园环境内可以免费不限制的观看。为了便于学生的自主学习，我们给每一个视频分别配置了二维码，学生可以使用手机扫描教材中不同位置处的二维码链接到对应的微课视频进行观看学习。教材与微课小视频的配合，能够降低学生学习的障碍，提供自主学习的环境。根据大学物理实验课程对培养学生能力的要求，尽可能的调动学生的学习能力，发挥教师的引导、辅助作用，课程将教师、学生、实验室进行了固定，也就是说一个学期内，教师、学生都在同一个实验室内完成多个实验项目。教师、学生在固定环境内上课，增强了归属感，类似于理论课的上课方式也给仪器的维护带来了更大的便利。学生完成实验的自由度得到了很大的放大。学生在实验室里，可以不受任何限制，超前学习、重做或反复练习实验超市内的任何一个本学期的实验项目。教师还可以根据学生的专业特点，做到完全的开放，增开选做项目、创新项目，丰富学生的知识结构。对于学有余力的学生，可以在完成必做实验的基础上根据自己的爱好进行选择，在得到较高的分数的同时，也开拓了视野，增加了动手的机会，有利于能力创新能力的培养。这种安排给学生创造了更多的时间和空间，实验原理的理解、实验能力的培养是经过多次练习形成的，也是一个循序渐进的过程。

二以学生为主体的自主学习

在教师的引导下，学生根据实验安排，进行课前预习，课堂实验、实验小结三个步骤的学习。

（一）学生的课前预习

学生根据教师编制的预习报告进行学习，完成实验教材的阅读，同时观看教材中对应的微课视频。教师要求学生通过自主学习，理解实验原理，熟悉实验内容，制定具体的实验方案。为了督促学生课前完成预习，我们在网络平台中还根据该实验的内容设置了十几个实验小问题，学生可能不能完全回答正确，但可以作为学生上课时需要解决的目标问题。教师在课前可以根据网络平台中记录的大数据对学生的预习情况进行监控，根据学生的情况，随时调整实验预习视频，预习问答。

（二）学生动手实验

由于实验课程的特殊性，教师在上课时要首先对学生的预习情况进行检查，询问学生是否知道实验的注意事项。同时，学生可以将实验预习中的问题拿出来进行讨论，以问题为导向对实验原理、实验方法、数据处理等过程进行讨论。带着问题的讨论可以激发学生自主学习的动力。在此过程中，教师与学生以问答形式互动，教师根据实际情况给学生提供适当的引导与讲解。在学生充分理解实验后，自主操作完成实验，验证预期的实验目标，记录分析实验过程、实验结果。实验过程中碰到问题，教师鼓励学生尽可能的自主解决问题，或者寻求其他同学的帮助，教师不再担当问题的解答者，而是引导者。从学生的角度来看，每一个基本实验对他们来说，都可能是探究型实验，需要对实验过程的每一个细节进行观察、思考、分析，从而建立自己的实验操作方式以及学习方式。学生在实验的自主学习的初期，往往感到实验非常难，教师应多予以引导和鼓励，随时观察学生的课堂表现，随时纠正问题。在学生通过自主努力完成实验后，就会获得很大的满足感和成就感，通过自我效能感的提升培养学生的实验能力，增强了学生的实验自信心。

（三）课后总结

实验结束后，围绕实验报告中数据处理的要求，进行讨论。最后，学生撰写出实验报告，完成数据处理，总结自主实验过程中的得失，对自己的行为能力和发展进行自我评估。在学期初，学生通常感觉自主完成实验的困难较大，所以在整个学期中，教师还应本着循序渐进的原则，对学生的要求逐渐提高。按照培养学生自主学习的目标，引导学生克服在实验预习、实验操作、数据处理方面的困难。

三学习情况的过程性评价

实验课程的考核方式不是传统的操作考试、笔试等单一的考核指标，需要对学生实验过程和自主学习能力进行考核。在基于自主学习理念的实验课程中，大学物理实验的教学评价是整个实验过程的过程性评价。同时，让学生参与到教学评价中来，形成自评、小组互评的机制。教师在实验过程中，应当注意观察学生的课堂表现，从实验预习情况、实验过程与数据记录、实验操作表现、实验仪器整理等方面对学生进行评价。实验预习的评价：教师通过网络平台数据的记录，以及课堂上根据预习报告的完成情况以及实验课前的提问、讨论等形式对学生做出评价。实验过程和数据记录的评价：在课堂上，学生实验过程中，教师必须时常巡回观察指导，重点对学生实验基本操作的规范性、正确性进行评判，对学生实验现象的观察、数据记录的正确性、完整性进行评级。对于不认真的学生，应及时指出错误，要求重新预习，现场操作，并上给予对应的减分。实验课堂表现的评价：课堂表现包括实验态度、实验后的仪器整理，实验报告记录的规范性等方面。

四教学效果

通过2年的教学实践，教师和学生对这种实验课程的教学模式以及对自主能力的培养表示了认可。对于学生而言，通过一个学期的锻炼，绝大多数学生对自身的实验操作能力显示出了很强的自信心，对于物理实验的研究过程有了深入的了解，同时非常赞赏实验课程中自由、自主、师生和谐的氛围。教师认为，将学习的主动权交给学生，激发学生自 身学习的主动性和积极性，做到真正的教与学的开放，实现真正的“以学生为本、教师为辅”的基本原则。同时，在课堂上还应注意教师对实验方法的引导，通过讨论、提问等方式引导学生参与整个课堂过程，培养他们的主动参与意识，在实验过程中，将知识、技能进行内化。

参考文献

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作者:邵明辉 魏平 宋阳 单位:济南大学 物理科学与技术学院