基于TPACK框架的大学物理实验教学设计与应用

【摘要】通过结合整合技术相关教学方法，从课程的内容、教学方式以及技术手段等三个方面具体探究大学阶段物理实验教学的问题。教学内容之中具体包括了实验、专题。教学方式上主要包括了探究式、PBL等类型。教学技术手段等方面则具体包括了仿真技术、是呀网络平台以及选课等形式。通過综合大学物理实验课程教学方面的思路，只有这样才能够真正提升大学阶段物理实验教学水平，提高应用性。

【关键词】TPACK框架；大学物理；实验教学

Design and application of college physics experiment teaching based on TPACK framework

Lei Jun

Lishui University， Lishui Zhejiang， 323000

Abstract： through the combination of technology related teaching methods， from the contents of the curriculum， teaching methods and technical means to explore the three aspects of the university physics experiment teaching. The teaching content includes the experiment and the special subject. Teaching methods mainly include the type of inquiry， PBL and so on. Teaching technical means and so on， including the simulation technology， is the network platform， as well as the form of elective. Through the comprehensive university physics experiment course teaching thought， only then can really improve the level of college physics experiment teaching， improve the application of.

Key words： TPACK framework； college physics； experimental teaching

作為基础学科，物理学科具有重要地位。物理实验属于物理理论与实践应用的结合。物理实验属于大学阶段教学的重要内容，对大学阶段物理学习至关重要。国外针对物理实验课程的重视程度较高，实验课程与相关研究成果呈现出多样性特点。通过本研究，基于TPACK框架的大学物理实验教学设计与应用分析，希望能够对未来教学发展，提升物理教学质量起到促进作用。

1.TPACK以及物理实验教学

TPACK框架产生与2006年，由当时的Mishra以及Koehler最先提出的。他们认为TPACK框架属于学科内容支持CK以及教学法类型的知识以及技术等不同要素构成的。三者之间彼此影响，并共同构成了一个知识体系。两人认为通过借助TPACK则能够有效提升教育技术以及教学质量方面的发展，并应当是教师需要具备的基本能力。TPACK为教师发展综合能力提供了框架，虽然并未提出如果具体实现，但是为学科教师在开展相关教学工作方面提出了有效的指导方法，本研究中则将其纳入到大学物理实验教学方面，并从教学内容、方法以及技术进行探究。

（1）分析学习者特征

CK主要是指学科内容知识部分，大学阶段的物理实验课程设置的主要目的是为了能够培养学生形成较强的观察能力，培养学生形成严谨的思维能力以及实际操作能力。在教学开展中需要充分重视实验内容所应有的体系化以及专业性，更加应当结合教学的实际情况。

形成具有综合性、设计性的物理实验，属于当前阶段物理实验教学与改革中比较普遍的方法。目的是为了能够提升学生智力水平，不断培养学生形成创造性思维与实践能力。同样可以被称为是物理实验教学活动的主流发展方向。一方面能够提升学生在物理实验方面的动手能力，另一方面也能够有效提升学生在学科方面的科研能力。

（2）融合现代信息技术手段

通过借助TK现代信息技术手段设计物理实验环境。TK主要是指技术知识，属于是对现代多媒体信息技术以及网络技术等的综合应用，侧重的是信息技术以及课程教学活动所具有的深层次融合。通过TK的使用能够有效利用资源，并能够对传统课堂容量进行拓展，最终能够有效促进大学阶段物理实验教学质量上的提升。

针对大学阶段物理实践课程融合TK，主要是借助计算机仪器设备、完成仿真虚拟，并形成具有可视化特征的实验操作系统平台，学生更能够通过这样的平台完成各种操作，最终完成与真是实验相一致的学习任务。

大学物理教学过程中，尤其是实验教学之中需要提倡结合问题的教学方法，通过而记住PBL对实践之中所探究的问题以及主要研究思路进行辨证分析。通过借助系统平台则解决实际操作与引用中遇到的问题。所有工作都基于问题展开。例如“传感器实验”等。需要通过提出整体操作环节，对传感器类型实施调研，并对系统测试进行设计，通过数据采集与分析形成设置方案。随后通过借助PBL学习方法，针对所有环节进行提问，并进一步刺激学生形成自主探究，在思考之中找到解决问题的办法，并在这个过程中形成实验方案与主要研究思路。

2.基于TPACK的大学物理实验教学应用

（1）专题教学内容的设计

本研究中针对分光计系列实验进行设计，具体包括了分光计调试、超声光栅的应用以及光栅特性等测量实验。

（2）应用技术分析

首先是设计与开发了大学阶段物理实验网络教学平台。通过借助此平台完成了对实验室预约等一系列的工作，并通过借助系统平外完成对学生的在线管理等。

（3）设计实验教学方法

本研究中通过结合基于问题的教学方法，具体流程如下：1创设大学物理实验问题情景；2了解实验问题；3确定实验主要问题，最后形成有效解决方案并总结。

在实验的过程中应当充分结合问题的核心作用，开发学生主动性，引导学生产生学习兴趣，并进一步加深对问题的深入性了解，最终掌握实验相关知识。

（4）具体实验方法

对参与实验的学生进行随机抽取，选择22名学生进行大学物理分光计系列实验教学互动。本研究过程中所选取的自变量主要是基于整合技术基础上形成的方法。因变量要素包括几项，分别是学生成绩、学生信息素养、协作水平。干扰方法设计为学生能力的自然提升。在开展基于整合技术为基础的大学物理实验教学活动之中，需要学生能够对学习水平等进行检测，包括成绩、协作能力等。测试采取两次进行。结合整合技术物理实践教学互动之后，则将会对学生进行第三次测量，并作为准实数据纳入统计。

通过分析和观察学生前后变化情况，形成最终结论。学生在采取常规教学方式之下完成試验“迈克尔孙干涉仪的调整与使用”以及“光的等厚干涉测量”的过程中，测量得到学習成绩如下图：学习成绩1、学习成绩2、信息素养1、信息素养2、协作能力1、协作能力2.

也即是均为未开展教学实验之前所进行的数据测量情况。学生通过整合技术下的物理实验教学与分光计调整应用的过程中，测量获得的学习成绩如上图，学习成绩3、学习成绩4、学习成绩5、信息素养3、信息素养4、信息素养5、协作能力3、协作能力4、协作能力5.上述数据测量获得均为实验之后测定。通过借助整合技术开展的大学物理实验教学产生的各项数据，所形成的曲线斜率明显超过实验之前的各项数据斜率。因此，经过结果统计显示，通过借助整合技术开展的教学方法后，在学生的成绩、素养以及协作水平上出现了明显提升。

结束语：

综上所述，本研究结合TPACK的基本框架结构，针对高校物理实验课程主要特征进行分析，同时，也将进一步贴合大学阶段物理实验教学等相关内容，形成系列化与专题化。最终促进学生的发展与提升。通过利用虚拟化仿真技术，开发网络教学综合平台，更进一步促进信息化与大学物质之间的融合与发展。通过借助多种教学方式，不断提升高校物理实验教学方面的趣味性与实用性。当然我们应当知道，学科内容知识以及教学方法上的知识等之间不能够相互割裂，更加不能够孤立存在。需要置于整体之中才能够会的真正的发展。

参考文献：

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作者简介：雷军，1969年2月，男，畲族，浙江丽水人，实验师，科长，从事工作或研究方向：物理实验教学