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大学实验教学探析(3篇)

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第一篇:大学计算机基础实验教学改革与实践

【摘要】中国矿业大学2017年首次尝试了“以学生为中心”的大学计算机基础实验教学改革,从自主研发大学计算机基础实验课程管理平台,到录制实验微课,最后建设并完善了大学计算机基础实验机考题库系统等系列措施,调动了学生的主体性,适应学生的不同基础和学习需求。通过中国矿业大学2017级学生与2016级学生的课程成绩对比,进一步确立了改革的有效性。

【关键字】计算机基础实验;教学改革;以学生为中心

当前,随着高等学校教育改革的深入推进,“以学生为中心”的教育理念在高校人才培养的各个方面得到越来越多的体现。“十二五”以来,教育部出台多个文件,指出要把实验教学改革作为专业建设的重要内容。实验教学作为人才培养中需要关注的重要问题,如何在实验教学改革中真正落实“以学生为中心”的教育理念,是影响高校教学改革中的重要环节。中国矿业大学近年来紧紧抓住实验教学这一核心要素,以学校一年级大学生的公共基础必修课大学计算机基础实验课程为突破点,实施课程教学模式改革,建设实验课程网络资源等方面入手,全面落实“以学生为中心”的教育理念。

一、问题背景

大学计算机基础实验是中国矿业大学计算机科学与技术学院为大学一年级学生开设的一门通识必修课,综合考虑到理工科、文科、艺术类学生的学习能力、计算思维能力、综合解决实际问题能力等培养问题,教学内容有所调整,从2009年实施大学计算机基础分类分层的教学模式,取得了较好的教学效果。但是,随着计算机基础教育在中小学的进一步普及,大学生入校后的计算机水平差异趋于逐渐扩大趋势。因此,传统的实验教学模式,单纯实验内容考虑区分理工类、文科、艺术类学生的差异,仍然保留集中统一的实验课程设置,不利于学生个性化培养,限制了学有余力的大学生计算机水平的进一步提高。因此,2017年中国矿业大学计算机科学与技术学院实施了“以学生为中心”的大学计算机基础实验教学改革。“以学生为中心”的教育理念,首先要充分调动学生的主体性,为学生预留更多的时间和空间,引导学生主动参与教学过程;其次,要尊重学生的差异性,适应学生的不同基础和学习需求,为学生发展提供多元化的选择。

二、大学计算机基础实验课程教学改革举措

实现“以学生为中心”教育理念,高校在构建整体课程体系时为学生预留更多的自主选择空间,满足学生差异化的发展需求,因此需要借助现代信息技术,一方面为学生提供丰富的学习资源,另一方面为学生提供个性化培养方案,实现从教师到学生、从教学到学习的中心转变,真正让学生成为学习的主人。因此,中国矿业大学提出了一种“以学生为中心”的创新实验教学模式:学生自主学习,教师辅导答疑,课程目标化考核。为了实现这种实验教学改革,中国矿业大学计算机科学与技术学院首先利用专业优势,自主研发了大学计算机基础实验课程管理平台,学生通过手机或者电脑自主预约大学计算机基础实验上课时间,根据教学平台的预约时间和机房,自主参加上机练习,教师根据学生实验内容进行个性化指导,不再统一规定教学内容。其次,考虑到大学生计算机基础差异以及自学能力差异,教师根据实验教学重点和难点,提前录制了微课程,发布到实验教学平台供学生课前预习。最后,为了检验学生的大学计算机基础实验课程掌握进度,建设并完善了机考题库系统。

1.自主研发大学计算机基础实验课程管理平台创新实验教学模式目标是适应大学生在不同计算机水平的状况下,尽量满足个性化培养的目标,避免重复的大学计算机基础实验教学内容,为学生预留更多的时间和空间,充分调动学生的主体性。在每个开课学期初,计算机科学与技术学院为每位大学生安排与课表等量学时的免费实验上机时间,用于实验课程自主个性化学习。学生在学期内统一实验课程考试前,自行分配实验课程的时间,主动参加实验上机练习,完成课程的目标学习。教师根据学生上机的内容进行个性化指导,不再统一规定教学内容。在这种创新的实验教学模式下,需要一个相对完善的课程管理平台来进行统一的教学管理,方便学生提前预约实验机房,实验时间和实验内容;方便学院安排教师进行课程指导和答疑。课程管理平台涉及到很多方面,不但需要有很多新开发的内容,而且需要和现有系统进行统一化集成。大学计算机基础实验课程管理平台试用以来,受到学生的一致好评。学生可以随时随地打开手机或电脑预约大学计算机基础实验课程,自主规定学习时间和学习内容,因此体现了“以学生为中心”的教育理念。

2.录制实验课程微课微课是课程改革中建设网络资源的重要环节。相对于较宽泛的传统在线学习课程,“微课”的问题聚集,主题突出,适合实验教学中学生的自主课前预习。因此,课题组教师精心设计的微课堂内容有InternetExplorer的使用,常用软件的下载、安装和使用,电子邮件的申请和使用,任务管理器的使用,常用文献数据库的检索和使用,录取通知书的制作,“互联网+”时代文档编辑,邮件合并,毕业论文排版,教材采购清单制作,学生成绩单统计,年休假计算,工资管理系统,“唐诗欣赏”演示文稿制作,配乐电子相册制作,电子贺卡制作,墙纸设计,火焰字设计与制作等。课题组教师将录制好的视频上传至实验课程管理平台,学生可以根据自身的计算机水平选择适合的微课视频进行观看学习。同时,在实验课程中遇到问题还可以随时打开微课视频进行参考,即使没有时间去上实验课程,还可以视频下载到自己手机或电脑中随时进行学习,不受时间地点的局限。微课网络资源的建设,进一步体现“以学生为中心”的教育理念。

3.建设大学计算机基础实验机考题库系统为了实现大学计算机基础实验课程的目标化考核,阶段性的检验学生实验课程的学习成果,课题组建设了大学计算机基础实验机考题库系统。机考题库系统按照知识点划分,同时题目的难度区分为简单、中等难度、高难度。题库分为两部分内容:一部分是练习题库,供学生在自主学习一个阶段后,管理员开放练习题库让学生测试知识点的熟练程度,实验指导教师也可以后台查看学生测试结果,及时掌握学生自主学习中存在的问题;另一部分为考试题库,专门用来实验课程的目标化考核。

三、大学计算机基础实验教学改革实施的效果

经过一年的课程改革前期准备工作,中国矿业大学计算机基础实验教学改革进行了2017年度的实践。课题组2016年与2017年采用同一个机考题库进行课程目标考核,由图2可以看出,参加改革后课程学习的2017级学生比未课程改革的2016级学生成绩整体成绩略微有所提升。因此,“以学生为中心”实验教学模式的改革取得了一定的效果。

四、结束语

“以学生为中心”的大学计算机基础实验课程改革在很大程度上依赖于网络资源的进一步丰富,为学生预留更多的时间和空间,便于学生个性化的学习,提高了学生自主学习的能力,得到了学生的一致好评。但是,这一教学方式在实验教学实践中还存在一些问题,比如实验课程目标化考核的评价体系需要进一步细化等。

参考文献:

[1]聂秀山,林培广,马林元.地方财经类高校计算机实践教学模式构建[J].计算机教育,2016(4).

[2]冯其红,杨慧,马建山,金玉洁.基于“以学生为中心”理念的课程改革与实践[J].中国大学教学,2017(10).

[3]钱宇华.大学计算机基础通识课程的教学设计与实践[J].中国大学教学,2017(10).

[4]郑秀英,崔艳娇,韩春英.加拿大“以学生发展为中心”的教学模式[J].中国大学教学,2017(11).

[5]王燕,王新.基于知识点划分的大学计算机混合式教学研究[J].计算机教育,2016(4).

[6]陈丽春.建立计算机基础实验课程教学评价体系的探索[J].中国大学教学,2017(1).

[7]王娟,王新等.大学计算机基础上机实践课程的微课建设与应用[J].现在计算机,2017(11).

作者:王新;赵玉钧;王娟 单位:中国矿业大学计算机科学与技术学院

第二篇:大学物理实验教学的现实反思

摘要:传统的大学物理实验教学存在课时和设备有限、难以满足专业针对性和研究性需求等问题,教学方式亟待改革.慕课成为大学物理教育新的改革方向.但是慕课教学仍不能代替现场教学,通过合理整合慕课资源,通过O2O慕课教学模式,满足学生多元化需求,才能实现教学改革的预期效果.

关键词:大学物理实验;慕课;教学改革

大学物理实验是理工科学生学习的第一门实验课程,它作为高等学校基础实践学科,有丰富的实验思想、方法和手段,在培养学生的动手能力、观察能力、思考能力和科学创新能力方面,是其他课程不具备的.但当前高校在物理实验教学中常存在资源配比不足、教学方式陈旧、被动学习等问题,随着新媒体和网络开放式教学的兴起,慕课成为高校教育改革的新方向.在大学物理实验教学中适当融入慕课,通过开放式的主动学习模式,实现大学物理实验课程资源的优化利用,是物理实验教学改革的方向之一.

1大学物理实验教学的现实反思

1.1课时压缩与实验设备有限

大学物理教学中几乎不可逆转的趋势是物理实验课时被不断压缩.在有限的课时内不论是按学生兴趣选做实验,还是按实验条件开设实验,课程的知识体系都无法完整建构.同时,在每次有限的实验时间内,学生因学习能力等原因导致部分人不能完成实验的整个过程,最终借用同组数据提交,让学生失去独立思考的机会,影响后续专业课程的学习.如此,也就很难实现在基础实验课程培养学生动手和科学思维能力的目的.在实验设备上,由于各高校均存在不同程度的资金限制,尤其地方性高校实验设备套数有限.无法实现每个学生能独立使用设备仪器等操作完成实验.因而一部分学生浑水摸鱼,出现实验过程和实验报告千篇一律.单纯看实验成绩,并不能完全反映学生的认知程度.

1.2学生对传统教学的学习兴趣不高

传统的教学模式是教师“主讲”,学生被动学习.但是大学物理实验的一些理论晦涩难懂,在主体个性被压制的情况下,学生学习的主动性和积极性大大降低,学习的兴趣也越来越低.与此同时,媒介技术的发展尤其是移动互联网逐渐改变了人们的生活.大学生通过互联网了解各类信息,开阔了自己的视野.身为网络原住民的大学生已经对传统的教学模式不再认为是唯一.他们渴望更加多样化、便捷的学习方式,来满足自己对知识多元化的需求.

1.3具备专业特点的物理实验难以实现

市场对应用型人才的需求越来越大,高校在专业设置上也跟随市场不断调整.作为基础的大学物理实验,现有的实验内容和手段较为传统,验证性实验模式较多,缺少和现代科技应用相联系的内容.因而大学物理实验急需在实验内容和教学方式上更新,结合各个理工科的专业制定出有针对性的实验,跟上与之相关的学科发展的步伐.然而,要把前沿科技应用内容引进到物理实验中,购买新实验器材的资金是最大的问题;面向不同专业学生开设跟专业相关的大学物理实验需要大量的师资力量以及教学时间.因而,具备专业特点的大学物理实验愿望美好,但实施困难.

1.4基于学生研究性学习的实验难以满足

大学物理实验在培养学生创造精神,用锲而不舍的精神探索未知世界有引领作用.物理实验涉及的不少知识很难在短时间内完全理解,而如果通过让学生动手操作实验,可使学生从实验中感知物理现象,再升为理性认识深刻理解物理.鼓励学生创造性学习,让他们对世界充满好奇、不断探索,是大学物理实验的积极作用.但是对于有实验研究兴趣的学生,现有的实验设备很难满足他们自主自由操作实验设备的要求.他们渴望在传统课堂教学之外寻求能满足他们学习需要的方法.

2大学物理实验慕课的现状与价值

2.1大学物理慕课的研究与开设现状

国内关于慕课的研究,大约起始于2012年.从中国知网学术趋势的学术关注度检索关键词“MOOC”和“慕课”发现:2012年的文章收录量为3篇,2013年121篇,2014年1313篇,2015年3100篇,2016年4182篇.2014~2016年对慕课教育模式的研究成倍增长,一定程度上反映出慕课教学的发展.从慕课对教学的研究看,热点研究主要集中在:(1)慕课与高等教育改革的影响,较多研究者认为慕课给高等教育带来机遇和挑战;(2)慕课与在线教育教学,慕课以学习者为中心,变被动为主动,关注学习者个性化的“学习”.(3)慕课与“微课”、翻转课堂的教学模式,研究者根据教学实践设计混合学习模式.大学物理和大学物理实验慕课的开设方面,目前较有影响力的慕课平台有网易公开课、慕课学院、中国大学慕课、MOOC中国、学堂在线等,设置物理相关的课程和视频的数量也较多,截止目前网易公开课有392门、慕课学院有485门、中国大学慕课246门、MOOC中国109门、学堂在线168门.在大学物理实验课程方面较有影响力的有上海交通大学叶庆好的《大学物理实验Ⅰ和Ⅱ》、国防科学技术大学何焰兰、彭刚等的《大学物理实验》.东北大学王旗、程显中等的《大学物理实验》、南京信息工程大学陈玉林的《大学物理实验》.

2.2慕课为大学物理实验教学改革提供新契机

2013年被视为中国的慕课元年.到2016年,几乎所有的知名高校都参与慕课建设,慕课成为社会各界广泛关注的教学改革方式.传统的大学物理实验改革方案较为多见的有:一是通过引入综合设计实验进行实验内容的改革;二是通过实验教学环节的设计,通过多媒体、仪器设备更新来改善教学效果.但都在教师主动、学生被动的模式下进行.慕课的出现,对改变大学物理实验教学面临的困境提供了契机.第一,慕课丰富的内容解决了课时少的难题.慕课通过让学生课前和课后自学和讨论的方式,可以减少单个实验的授课学时,因而可以增设更多的实验项目.慕课的实验内容项目丰富,如南京信息工程大学陈玉林开设的慕课包括30个实验项目,这在高校是无法实现的.丰富的实验内容使得结合各个不同专业制定出有针对性的实验成为可能;第二,慕课课程内容新颖.由于各种原因,很多高校大学物理实验的设备种类少且落后,而慕课的教学资源丰富,实验仪器设备齐全,通过慕课可以了解在学校无法见到的实验仪器和高科技的知识,激发学生的研究兴趣;第三,“慕课”的学习是自我选择学习的模式,这与传统的被动听的教学模式相比更能激发学生的学习兴趣,因学生的听课地点和时间都不受限制.学习的进程由自己控制.在自学的过程中发现的问题还可以与教师讨论,更有利于培养学生的研究素养.

3慕课背景下大学物理实验教学改革策略

3.1大学物理实验课程的O2O慕课教学

大学物理实验课程具有动手观察、实践性强等特点,要求学生具有相应的物理理论知识,还要有较强的动手操作能力,需要学生和教师面对面的沟通与启发,才能够实现较好的教学效果.因而,即使慕课资源丰富,但完全依赖慕课来进行教学也是不现实的.对慕课的利用可以尝试线上和线下互动的O2O慕课教学,实现取长补短的效果.O2O(OnlineToOffline),原本是互联网的一种营销方式,强调将线下的营销机会与线上结合.O2O慕课教学可以借鉴其核心观点,将原本在现场(即线下)的课堂教学中涉及的理论性强的基础性知识点,通过慕课的方式(即线上)让学生在课后自行学习,学习的过程中将自己对知识的见解分享在慕课平台供教师参考,这要求教师能真正成为学生学习上的朋友和引导者.而需要动手操作的部分放在实验室中教学(即线下),集中进行实验操作,这也一定程度上解决了课时少的问题.

3.2整合慕课实验项目

设计专业特色物理实验在大学物理实验教学中,实验项目是分层次递进:基础—综合—设计性实验.在资源有限的情况下,物理实验开设多为基础性实验,而综合设计性实验较少.在慕课背景下,教师可以整合利用慕课资源,让学生在理解基础实验的基础上,为学生设计出与专业知识相结合的综合性或设计性实验.学生也能根据自己的理解设计兴趣型的小实验,激发他们的学习热情.同时,为了借助大学物理实验更好掌握本专业领域的知识,还可以利用慕课资源将实验项目细分成多个带有本校典型专业针对性的大学物理实验项目供学生选择,并适时对实验内容进行调整,进一步让学生知道怎样利用物理知识来解决专业问题,提升学生综合素质.

3.3大学物理实验慕课为研究性学习搭建平台

大学物理实验的教学目的之一是培养学生的科学和创新能力,但传统的教学模式不能胜任.在教学实践中我们也发现,有些学生在学习专业课程中涉及物理方面问题时,希望通过实验来验证;有些学生对物理方面的知识特别感兴趣,希望自己能进行趣味性实验设计,这些都是学生对研究性学习的需求.慕课的出现为这类现实中无法满足的需求搭建了一个平台:慕课丰富的资源,有国内外优秀专家教授设计出来的各类虚拟仿真实验,还有很多一般院校无法见到的高科技大型仪器设备.学生通过在慕课上的学习,更注重能否能利用已学的物理知识对实验进行分析的体验性过程.同时,高校教师还可以考虑将自己的科研项目融入到大学物理实验教学中,利用慕课开设第二课堂,推进大学物理实验教学与科研的结合,学校还可设立校级基金,鼓励学生进行课题研究.

作者:崔磊;王帆 单位:宿迁学院信息工程学院

第三篇:大学物理演示实验教学探讨

摘要:针对高校非物理专业大学物理演示实验教学存在的一些问题,强调学生主体地位,从教学情境、教学方法、教学评价等方面提出如何建立以培养能力为导向的演示实验教学体系.

关键词:能力导向;演示实验;教学体系

物理学是一门以观察和实验为基础的自然科学,物理演示实验因其现象生动有趣、操作简易方便、演示方式灵活,助于活跃课堂气氛,激发学生学习兴趣,调动学习积极性,成为非物理专业大学物理的重要教学组成部分.演示实验不仅能加深感性认识,增强学生对抽象概念和原理的理解掌握,更对培养学生科学素质,培养学生实践能力,发现、研究和解决问题能力以及创新能力起到潜移默化的作用.我校演示实验与大学物理课程配套,面向全校大多数非物理专业开设.《非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求》明确指出,通过大学物理课程教学,应注意培养学生以下能力:独立获取知识的能力,科学观察和思维的能力以及分析问题和解决问题的能力[1].而演示实验正适合发挥其情境教学的优势,以达到对各方面能力培养的目的.然而,在实际教学中存在一些亟待改进的地方.比如对演示实验没有足够的重视,将其看作课堂教学的附属,教学没有系统设计;教学方式传统,没有创新,不能充分调动学习主动性;教学评价形式单一,学生能力培养得不到体现.目前演示实验课主要是采取教师先展示,学生后操作的模式,但整个过程仍是以教师为主导,并多是按仪器说明演示,配以对原理简单陈述.学生学习也多是走马观花,直接重复,教学效果差强人意.针对这些问题,本文对以能力为导向的演示实验教学体系提出了一些浅析和探讨.

1建立网络平台

结合多媒体演示丰富教学资源建构学习情境建构主义强调学习是获取知识的过程,是学习者在一定的情境下,借助他人的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得[2].由于演示实验仪器台(套)数以及实验仪器更新有限,并且有些实验存在操作危险,如电磁学里的高压带电作业演示.丰富的多媒体资源可以很大程度弥补实物演示的缺憾,在提升学习兴趣的同时,扩大了知识视野,促进举一反三.教师可以建立一个演示实验教学资源网络平台,在后台搜集整合教学资源,学生用户登录平台在线使用,除了可供自我学习,还可以邀请学生共建资源库,启发学生去寻找和发现反映相应原理的实验现象,在线上传,与教师和其他同学互动讨论.

2集中演示与开放演示相结合

促进理论与实验教学衔接满足个性化学习需求目前高校都配有独立的演示实验室,实验课安排在课堂教学外,由教师在实验室内集中授课,实验器材由实验人员整理维护,实验内容对应本学期理论课程,从学期开始到学期末按教学班级轮流安排进入演示实验室上课.这种教学形式集中可控,方便统一管理.但是极易出现实验与理论内容无法衔接,例如被安排在学期末的教学班级只有在学期快结束时才能进入演示实验室,教学效果大打折扣.我校演示实验室现在采取了集中与开放相结合的方式,一方面对全校教学班级集中安排固定时间段,由教师统一授课.另一方面,在空余时间面向全校各专业学生开放,为学生创造学习情境,学生可以选择自主预习或复习实验内容,满足个性化学习需求.此外,对于没有开设大学物理课程的文科类专业学生,还可独立选修物理演示实验,拓宽文科学生的知识视野,培养物理思维.

3传统教学方法与翻转课堂相结合

强调学生主导地位启发学生分析和研究问题在传统的实验教学中,教师更多的是作为整个教学活动的主导,以展示的形式来演示实验.翻转课堂的理念是以学生为主体,教师起到引导的作用,它是混合了直接讲解和建构主义的一种混合教学模式[2].在教学过程里,教师先提供演示实验教学相关的文献、视频等要求学生课前预习学习,在课堂上再由学生操作实验并讲解,教师整个过程给予指导、解答.在这个过程中,不仅极大地激发了学生的学习热情和积极性,还培养了学生发现问题、解决问题的能力,同时促进了与同学、老师之间的情感交流体验.

4教学评价多样化

个人报告与小组汇报相结合提升教学效果传统演示实验教学评价一般采取的是上课考勤结合课后实验报告,形式单一,要求简易.由于演示实验报告几乎没有数据处理和分析,学生上交的实验报告就相当于一个对实验仪器的简易说明,没有深层次的思考和探讨,报告上更体现不出学生的能力得到培养和提升.因此教师的评价结果也只能千篇一律,无法做到区分度.评价结果不仅片面笼统,而且无法体现评价体系对教学活动的反馈效果.因此,对于复杂、系统的演示实验,可以由教师提出课题,通过要求学生组建学习小组,以小组汇报的形式来提交学习成绩.比如演示热声效应实验,气团受声波振荡引起膨胀压缩,相当于起到热泵的作用,引起上下两个热声堆温差逐渐增加.学生对演示结果感到有趣好奇,针对实验提出研究问题:声波频率有什么样的影响,最佳频率是什么,和哪些因素有关,如何计算?温度随时间变化有什么特点?热声堆材料一般用什么来制作?热声效应有哪些应用等等.将研究任务分派给各学习小组,要求各小组查阅资料,采集实验数据,以研究汇报的形式提交.这种方式激发学生求知欲,引导自主学习,培养科学研究能力.作为实验报告的一个补充评价,更能全面体现学生的学习效果并给予有效的学习反馈.

总而言之,应充分认识物理演示实验教学在物理教学中的地位,以及对培养大学生科学素质和能力的重要作用.通过演示实验教学,以物理知识点、概念规律为线,物理学习、研究方法为扣,将学生的自学能力、实践能力、发现和解决问题能力以及科学素质串接.对于非物理专业的学生,也许他们今后并不会从事物理专业的研究和学习,但是在这个过程中的学习体验和收获将会使他们终身受益.

作者:唐琼;李国祥;宋逢泉;徐元英;林辉 单位:合肥工业大学电子科学与应用物理学院

大学实验教学探析(3篇)责任编辑:张雨    阅读:人次