对职业院校物理实验教学设计的探讨

杜朝礼

【摘要】文章从教学内容、教学方法、教学技术三个方面探讨职业院校物理实验教学设计的设计过程。教学内容方面包括：实验内容系列化、专题化，开设综合性、设计性实验；教学方法方面包括开展探究式学习；教学技术方面包括：基于虚拟仿真技术的物理实验教学，建设物理实验网络教学平台、选课和排课系统。通过准实验研究发现，整合技术的物理实验教学能够提高学生的学习成绩、信息素养和协作能力等。

【关键词】物理实验；教学设计：准实验研究

物理是实验为基础的自然学科，物理实验是将理论应用于实践的实践课，实验在物理教学中占有举足轻重的地位。很多学校对物理实验教学重视程度高，实验教学改革呈现多样化趋势。实验的教学内容与教学方法仍有待不断重新审查和改进，大部分学校的基础实验教学经费仍显不足。很多学校物理实验教学也存在不足，教学内容不全且需充实现代科技成就：物理实验教学从属于物理理论的教学，学生对实验课的重视程度和积极性不够；教学中要求学生掌握的与实验相关的知识面比较薄弱；开设的设计性、研究型实验的学生容量小；近年来教师数量及教学资源的增幅远低于学生数量的增幅，影响了教学质量的改善和提高。利用信息技术弥补物理实验教学中的不足，是提升教学质量的重要途径，但是如何将技术有效整合到教学实践中，利用技术进行教学管理和模式的改革，培养学生严谨的科学素养及良好的实践习惯，掌握规范的实验分析方法等，则需要在真实具体的情境中进行设计。本文从整合技术的学科教学知识出发，对理实验教学在教学内容、教学方法进行了整合。

1.物理实验教学的内容探讨

物理学科由内容知识、教学法知识和技术知识三个基本要素组成并由三者相互作用和影响而形成的知识体。教师要有效地将学科内容、教学法和教育技术三种关键知识 整合起来，而超越三者的新兴知识形态。物理实验教学基于多媒体和网络技术，采用适当的大学物理实验教学方法，在进行大学物理实验教学内容知识传授的同时，可使学生的信息素养、协作能力、高阶思维能力等多元能力得到发展。目前现代教育技术手段在物理实验教学中的应用已不少，如在实验理论讲授中，运用电子教案、实物投影和插播录像等手段，将讲课、演示和实验结合起来。但是现代教育技术与大学物理实验教学的深层次整合尚需深入研究。

1.1分析学习者特征。物理实验教学旨在培养大学生敏锐的观察力，严谨的思维能力及实际操作能力，在教学中应注重实验内容的系列化、专题化：应结合教学实际，侧重于综合性、设计性实验的开设。将实验内容系列化、专题化。大学物理实验室众多的实验项目和实验设备及其所涉及的实验原理、实验方法、实验仪器等有某种关联，将若干相关的实验进行专题组合，使实验教学内容系列化、专题化，以便学生在不同的实验中多次涉及某种实验原理，方法或仪器，以促进学生的理解，达到举一反三、触类旁通的学习效果。开设综合性、设计性实验。综合性、设计性实验是近几年来在物理实验教学改革中出现的一种新的实验教学形式，旨在开发学生智能，培养创新思维与提高学生实践能力，是当前物理实验教学的一个发展方向。综合性、设计性实验能激发学生对实验课的兴趣，锻炼学生的动手能力，更重要的是可以提高学生的科研能力，促进学生深入研究和探索，使学生的科学实验素质和知识创新能力得到明显提高.

1.2利用现代信息技术，设计物理实验学习环境。现代多媒体与网络技术在教学中的应用，强调信息技术与课程教学的深层次整合。利用现代信息技术，创设资源丰富、表现形式多样的现代化学习环境，拓展传统课堂容量，可有效促进大物理实验教学质量的提升。利用计算机对实验仪器、设备甚至实验室进行虚拟仿真，创建一个可视化的实验操作平台，学生可在虚拟的实验操作平台上进行各种实验，完成与真实实验相一致的教学要求和内容，获得物理实验的结果。帮助学生更有效、快速、准确地揭示实验的本质和规律，增强学生在实验中的情感体验。建设物理实验网络教学平台可以有效提高学生对实验的掌握与理解。物理实验网络教学平台包括大学物理多媒体展示平台、在线作业、在线测试等。学生可以在网上预约实验、预习实验，如遇到问题，也可在网上进行交流、答疑等.物理实验网络教学平台既可用作课堂教学的适时指导，也可用作课前课后的辅导。

1.3教学策略的研宄。传统的物理实验教学是由教师讲解与示范，之后学生再进行实验操作，这种教学模式未能给学生留下足够的探究空间，忽视了学生主体性作用的发挥。物理实验教学强调学生动手实践能力和科学探究精神的培养，因此应注重探究式教学以及基于问题的学习等教学方法的应用。开展物理实验的探宄式教学。这种教学模式是以学生的主体活动为中心，以内容、任务或问题为载体，引发学生的探究与思考。这种教学模式突出了学生在学习过程中的主体性的发挥，强调学生的动手实践能力与主动探宄精神的培养，能够充分调动学生的自觉性、主动性和创造性，提高学生的综合素质和团队意识。在物理实验教学中开展基于问题的学习，将实验的实施从问题的提出、调研及解决思路出发，到分析论证、利用设备平台解决实际问题和完成对实践过程的总结等，都围绕问题展开。

2.物理实验教学的应用

其次应用教学技术，开发了物理实验网络教学平台.该平台实现了实验室及实验设备的在线预约与管理，实现了在线的学生管理、作业管理等功能。本实验采用基于问题的学习方法。具体流程如下：“创设实验问题情境——分析实验问题——确定实验问题——制订实验解决方案一一实施实验方案——总结评价反思”，整个实验教学以问题为核心，以学生为中心，引导学生分析问题、解决问题、反思问题，充分发挥学生的主体性，激发学生的小组协作兴趣，加深对问题的理解，最终实现问题的解决及实验知识的掌握。通过整合技术的物理实验教学方法；因变量是学生的学习成绩、信息素养、协作能力；干扰变量是学生能力的自然成长。在进行整合技术的物理实验教学实验之前，对学生的学习状况（学习成绩、信息素养、协作能力）进行了两次测量，采用整合技术的大学物理 实验教学之后，对学生的学习状况进行三次测量，作为准实验研究的前测和后测，观察学生发展变化的状况。学生以整合技术的物理实验教学方法学习实验“分光计的调整与使用”、“超声光栅及其应用”和“光栅特性及光波波长测定”时，测出学习成绩，即开展整合技术的物理实验教学后所测数据的三条线段的平均斜率大于插入实验处理前的线段的斜率。结果经统计检验表明，实施整合技术的大学物理实验教学方法，使参与教学实验的学生的学习成绩、信息素养和协作能力三个方面有

较为明显的提高。分析物理实验课程的特点，将物理实验教学内容系列化、专题化，促进学生的理解与拓展；应用虚拟仿真技术，开发网络教学平台等，促进现代信息技术与大学物理实验教学的深层整合：运用探究式教学、PBL等教学理念与方法，增强大学物理实验教学的趣味性和实用性。本研究从学科内容知识、教学法知识、技术知识三个方面分析大学物理实验教学改革的策略与措施，旨在培养大学生的实践能力、创新能力及科学素养，从而促进适应社会与时代需求的创新人才的培养。当然学科内容知识、教学法知识、技术知识三者并不是相互割裂、孤立存在的，单独一方面的改善并不能实现TPACK绩效的提升。

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