大学物理实验金课建设与实践.docx

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1、大学物理实验金课建设与实践摘要：新冠肺炎疫情的全球爆发凸显大学传统教学与当代教育技术完善融合的重要性。在疫情之下，以泛在学习理论与混合学习理论为理论基础的“大学物理试验金课进行了持续建设和实践。本文具体阐述“大学物理试验金课的建设体系，以丰富新颖的教学内容为核心，以线上线下混合式教学模式为目标，逐步建设虚拟仿真试验帮助平台，主动进行了教学实践。关键词：新冠肺炎；大学物理试验；金课2022年初，突如其来的新型肺炎疫情彻底打破传统的教学模式，随着新冠肺炎疫情的全球爆发，更加凸显了大学传统教学与当代教育技术完善融合的重要性。为深入贯彻落实习近平总书记“关于坚决打赢疫情防控阻击战的重要指示精神，202

2、2年2月教育部发布了关于在疫情防控期间做好一般高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见，要求各高校应“充分利用优质在线课程教学资源，依托各级各类在线课程平台、校内网络学习空间等，主动开展线上授课和线上学习等在线教学活动，保证疫情防控期间教学进度和教学质量，实现“停课不停教、停课不停学1，这与教育部提出的“建设金课、淘汰水课的目的与目标一致。从本质上来讲，都是由我国教育目标所确定，教高20222号文件强调“到2035年，形成中国特色、世界一流的高水平本科教育，为建设高等教育强国、加快实现教育现代化提供有力支撑。22022年6月21日150所高校联合发出一流本科教育宣言成都宣言，再次强调“高教大计

3、，本科为本。与此同时，教育部部长陈宝生首次提出“金课概念，要求“合理增加课程难度、拓展课程深度、扩大课程的选择性。32022年8月，“金课首次被写入教育部文件(教高20228号)，要求各高校要全面梳理各门课程的教学内容，淘汰“水课，打造“金课，切实提高课程教学质量。课程是人才培育的核心要素，直接关乎教育质量4和人才培育质量，正如教育部高等教育司司长吴岩5表示：“课程是人才培育的核心要素，是教育的微观问题，解决的却是战略大问题。由此可见，国家要建设具有中国特色、拥有世界一流的高水平本科教育，其核心与关键就要提升核心课程的教学质量，建设一批具有“两性一度的“金课尤其重要与迫切，这里的“两性一度，即

4、高阶性、创新性、挑战度，是对“金课建设的要求。物理学是自然科学的基础，而物理试验又是物理学的基础。从专业体系的角度来看，大学物理试验占有举足轻重的专业地位，正如有名物理学家丁肇中所说“没有试验证明的理论是没有用的，理论不能推翻试验，而物理试验则可以推翻理论。从国家高校人才培育方案的角度来看，“大学物理试验是理工科高校最重要的公共基础课程和专业素养课程之一，是学生进入大学后接受系统试验技能及科学试验数据处理训练的一门特别重要的必修试验课。它不仅能够关心学生对抽象的物理学问加深理解，而且还能培育学生对物理学科的兴趣，提高学生对事物的观看能力以及规律思维能力，是大学生从理论转向实践的重要环节6。我国

5、高校中“大学物理试验开设面广、受益面大，对“实现新世纪人才培育目标起着至关重要的作用。从而，在新时代和背景下，“大学物理试验金课的长期建设与教学实践将是我国高校一线物理专业教师所面临的重要课题，也是一项艰难的任务7。任何一门课程的建设与教学实践都是长期的工作，它需要一线教师花费大量精力与时间进行进展与建设。在新冠肺炎疫情之下，基于多年教学探究成果，我们始终努力以“两性一度为标准，分别探究了“大学物理试验金课建设与教学探究的理论基础，并主动持续建设“大学物理试验金课体系，包括教学内容、教学手段和帮助平台的建立，并主动进行教学实践。一、泛在学习理论与混合学习理论是“大学物理试验金课的理论基础“金课

6、建设是当前高等教育领域的热点，也是强化本科教育的关键。教育部文件中的“金课是描述性概念，是一种教学实践模式、一种教学形态和教学理念，更是一种价值追求，其意义就是为现实教学产生一种动力、牵引、导向作用，这必需与教学规律、学生特点相结合。每一门“金课的建设与实践必需遵循适应当代学生特点的教学规律、教学实践准则，这是进行“大学物理试验金课的首要条件。泛在学习理论与混合学习理论是当代“大学物理试验金课建设的教学理论基础。首先，泛在学习就是指无时无刻地沟通沟通、无处不在地学习，最具有4A(anyone,anytime,anywhere,anyway)方式的移动学习特点8。在当代互联网学习环境下，如何通过

7、泛在学习所需的技术环境和具有泛在学习理念的人文情境来建立泛在学习中的各类教学资源库，以满足不同类型学习者的不同学习任务和要求，是当前教育信息化背景下对信息化教学提出的新课题。然后，混合学习是结合传统学习方式和数字化、虚拟仿真化、网络化学习的优势，既要发挥教师的主导作用，又要表达出学习者作为学习过程主体的主动性、主动性和创造性的学习过程。从教育学与心理学的角度，“大学物理试验金课的建设与教学实践不是教学资源的积累，而是在上述教学理念与技术规范指导下的以提高教学质量为目标的一个系统化、科学化的工程，也是一个随着技术进展和学问更新而不断探究前行的过程，这些均要考虑泛在学习理论与混合学习理论。二、“大

8、学物理试验金课的建设与实践必需适应教育规律任何一门课程的教学均脱离不了时代的进展。随着移动互联网、智能手机、通信技术的飞速进展与普及，教育与信息化教学手段与方式互相交叉融合，引起教师和学生的广泛关注，进展特别迅猛，创造了现代教育混合教学模式进展的奇迹，比方：微课、慕课、翻转课堂、虚拟仿真、虚拟现实平台等。这些教学模式具有方便快捷、趣味性强等特点，吸引了更多年轻人的关注，几乎“00后大学生均在使用这些现代化教学技术进行学习与沟通。“大学物理试验是理工科专业必修的一门课程，学问点比较多，教学课时比较少，理论性与实际试验操作结合性比较强，存在很多特别抽象的物理概念、原理、图像，导致了学生对预习和自学

9、产生畏惧，降低学习的主动性，这始终是本课程传统教学存在的顽疾。从大学物理试验条件来看，全国理工科高校学生众多、试验室条件有限，在进行“大学物理试验的教学过程中，普遍存在试验仪器资源紧急、教师教学任务重等状况。例如，2022年秋，中国地质大学北京物理试验教学中心要承当着全校54个班级、1800多名学生的“大学物理试验课程，年上课人时数达10.5万，有限的教师很难在有限的时间内细致地指导大批的学生，设计性和探究性试验更是难以开展。“大学物理试验课程受肯定的时间、教学试验条件、场地、本钱、安全等因素的制约，正常进行教学试验操作比较困难，从本质上来讲，这些均与在新冠肺炎疫情之下“停课不停学面临的关键问

10、题是一致的。在进行“大学物理试验金课的持续建设与实践过程中，中国地质大学北京物理试验中心更新教学与试验的旧观念，重点采纳了符合现代教育技术的帮助教学模式，融合先进试验方法，加强优质资源的利用与开发，提高了学生的学习兴趣，增添了学生的创造能力和实践能力。在新冠肺炎疫情之下，在进行“大学物理试验金课的持续建设与实践过程中，首先完成了与现代信息技术进行深度融合，建设了较多开放型、网络化、多层次、综合性的虚拟(物理试验)仿真教学试验平台点，这些融合均能够有效地弥补传统的“大学物理试验课程受场地、本钱、安全等因素制约的缺陷，有效解决了“大学物理试验教学目标完成所遇到的关键困难，较好完成了2022年春季“

11、停课不停学的教学任务9。三、丰富新颖的教学内容是“大学物理试验金课建设与实践的前提中国地质大学北京物理试验中心多年积累的硬件基础、软件基础与实践基础均是“大学物理试验金课持续建设与教学实践的基础，在新冠肺炎疫情之下，它们发挥了巨大作用。1.教材建设教材建设是课程的灵魂。紧密结合“大学物理试验的课程特点，我们在多年教学实践的基础之上，编写大学物理试验教材，除了加入物理经典试验，该教材还特地增加仿真试验等信息化教学的相关内容。由于特点鲜亮、专业特色突出，教材大学物理试验被评为北京市精品教材。2022年至今，该教材不断修订与完善，加大虚拟仿真试验的比重，进行再版。2.多年积累与建设的“大学物理试验教

12、学方法是试验教学最珍贵的材料“大学物理试验教学视频材料是建设的重点，尝试让慕课与翻转课堂、微课小视频共同帮助学生完成教学任务，三者互相协调进行，系统地完成“大学物理试验课程的教学内涵。我们紧紧围绕“大学物理试验的教学内容与教学目标，分别进行部分章节试验内容的视频化，均放在我校物理试验教学中心的网站上，每位学生均可以在线浏览或者手机下载进行学习与观看。这些视频更加形象和直观，能够更好地呈现试验的动态过程，特殊是较好解决了操作中的详情问题，真正为学生提供了提高学习效率的有效途径，得到学生的一致好评。四、实践教学平台是“大学物理试验金课持续建设的双翼近几年，紧紧围绕“大学物理试验的深入改革，着手把虚

13、拟VR技术引入“大学物理试验的教学之中，分别建立了部分物理试验内容的虚拟仿真试验、虚拟现实平台，具体包括“示波器的使用、分光计的调整、长度与固体密度测量、光电效应和普朗克常数的测定、声速测量等5个虚拟仿真在线试验，这些虚拟VR试验与真实试验平台完全类似，可供学生自己动手配置、连接、调整和使用试验仪器设备，并利用互联网通过接近真实的人机交互界面完成试验预习，起到了对试验内容了解、预做、熟识的目的，解决了试验预习环节中学生无法看到试验仪器的问题，从而，深层次地提升了“大学物理试验的教学质量。在疫情之下，在把虚拟仿真VR技术引入虚拟物理试验平台上的同时，还编著了带有VR技术的教材，只需要手机扫“微信

14、二维码，就可以将很多图片变成了动态的立体图形，无论从学习兴趣、还是从观看物理试验角度上，都从本质上提升了学生理解与学习能力，提升了“大学物理试验的教学质量图1。除此之外，以本为本，特殊设计“启发式的多层次居家自主物理试验部分，具体包括头发的直径、水瓶的重心位置、电动牙刷的振动频率、屏幕的辨别率、羽毛的条纹间距的测量、淀粉溶液形成的非牛顿流体性质的定量等，深受学生喜爱，教学效果较好，可以纳入“大学物理试验金课建设案例之中，并且这一部分可作为持续建设项目，作为突发状况期间应急教学的试验案例。五、准时调整“大学物理试验金课的评价反馈体系评价反馈是反映“大学物理试验金课教学效果的重要途径，是对教学过程

15、的监控，“大学物理试验金课的评价反馈体系具体渗透于本课程的课前、课中、课后、答疑、延长、反馈等具体环节，对改善与提升本课程教学质量起到特别重要作用。在新冠肺炎疫情之下，在“大学物理试验金课持续建设与实践过程中，教师和学生可以在公众平台上发表专业怀疑、教学意见等，可以学生问、人人答，教师看到意见后准时对教学方法做出调整，转变了“大学物理试验传统教学活动中“学生不敢提意见的现状，师生互动空间无限增大。综上所述，“大学物理试验金课建设与教学实践不是短暂工作，它是一项长期的、可持续的创新建设与教学实践的过程，必需与时俱进，必需适应时代需求，必需符合教学规律。在新冠肺炎疫情之下，在“大学物理试验金课持续

16、建设与教学实践中，积累了丰富的教学内容与实践阅历，该课程增加了“启发式的多层次居家自主物理试验特色部分，具体通过合理运用现代信息技术手段，主动设计物理试验内容，努力开拓了“智能+教学+实践新颖的教学手段与途径。 李传涛 郑志远 郝会颖 单位：中国地质大学北京数理学院本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第10页 共10页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页