基于“互联网+”的工科大学物理实验探究性教学设计

【摘 要】物理实验在大学工程教育中具有不可撼动的基础性地位。为改革工程教育和创新工科人才培养，需要改进大学物理实验教学。基于“互联网+”，对教学方式、课程体系等方面进行改革，能够提升教学质量和学生学习效果，培养具有创新思维和科学探究能力的人才。

【关键词】“互联网+”;新工科;大学物理实验

科技创新推动着人类社会的发展，随着社会的发展，一些新的概念逐渐被提出，如“互联网+”、人工智能等。在知识快速更迭的时代，社会对高等教育的需要比以往任何时候都更加迫切，对科学知识和卓越人才的渴求比以往任何时候都更加强烈[1]。这就使得改革人才培养模式成为了工科院校（专业）的迫切需求，工科院校（专业）肩负着培养人才，支撑信息技术、高端制造、数字创意、生物技术等产业发展的任务。物理实验在工科专业的教学中有着重要的地位。“互联网+”代表一种新的社会形态，即充分发挥互联网在社会资源配置中的优化和集成作用。将物理实验教学与“互联网+”结合，能颠覆传统课堂，让学生在更优质的环境中学习知识。

1   大学物理实验教学现状及问题

大学物理实验在工程教育中具有不可撼动的基础性地位。《高等工程教育研究》2017年第1期的《加快发展和建设新工科 主动适应和引领新经济》一文中，“新工科”概念被正式提出，引起了工程教育界的广泛关注，其被称为我国工程教育的“新革命”[2]。随着社会的加速发展，新一轮科技革命和产业革命即将到来，许多颠覆性的技术问世，产业将发生重大变革。加快工程教育改革，培养创新型工程人才，才能在国际竞争中赢得主动。物理实验是许多工科院校（专业）的基础课，注重的是物理基本理论和基本知识的传授，培养学生独立思考、动手操作和分析解决问题的能力[3]。工科物理实验教学比较重视巩固基础知识、练习基本操作等方面，在培养学生创新思维和科学探究能力上则有一些不足，主要表现为：只注重实验的数量、动手能力的训练、实验的操作或演示、获得实验结论等，不注重实验教学的质量、学生思维能力的培养和实验过程中的问题设置等[4]。太过收敛的实验教学过程，降低了学生的兴趣，使得教学效果不理想。而“互联网+”与教育的深度融合，为工科大学物理实验教学改革带来了新的机遇。

2   “互联网+”教学模式的优势

目前部分学校已经开展“金课”建设，打造高品质的线上课程体系，但是大部分集中于理论课程，对实验课程的设计较少。因此要基于“互联网+”，对目前的实验课程重新进行设计。“互联网+”教学模式可以实现学生从被动学习向主动学习的转变，其教学环境是自由的、开放的，能激发学生的学习动力，使学生的积极性和创造性得以发挥，达到让学生自主学习、自我管理的效果。“互联网+”的开放性使得其在教學资源整合这方面具有很大的优势，能丰富教学情境。部分物理实验原理较为晦涩难懂，而利用“互联网+”教学模式，整合慕课、微课等资源，向学生传送文字、图片、视频等相关的教学资源，创造教学情境，能有效弥补传统教学的不足。同时，基于“互联网+”，可以更方便地实现交互式教学，满足不同层次学生的学习需求，激发其学习欲望，发挥其主观能动性。

3   基于“互联网+”的工科大学物理实验教学设计

根据“互联网+”和物理实验教学的特点，教师需要改革教学方式，建立能适应社会需求的教学体系，更好地承担培养学生创新能力的责任。首先，实验教学是让学生掌握并灵活运用理论知识，使学生的综合素质得到锻炼、创新意识得到培养的手段。实验教学要将探索能力的培养作为核心，以培养创新能力为目的。要坚持理论和实践相结合，能力和素质培养相结合，课堂内外相结合，从而协调知识的传授和能力的培养之间的关系。当前工科大学物理实验教学存在着很多的不足，所以要优化物理实验教学资源，提高教学资源利用率。要结合互联网，将实验划分为基础性实验、综合性实验、设计性实验等，优化实验内容，使其适合线上教学。要坚持课内和课外的统一，课内让学生自主操作实验，自主发现问题并尝试解决问题，教师起辅助指导作用;课外让学生发挥能动性，查阅相关书籍与网络资料，掌握实验原理，了解实验目的及要求;还可以让学生与同学讨论，实现自主预习。同时要开放学校的实验室，供全校学生开展创新性科技实验，提高学生的创新能力。其次，要采用多种教学方式。如利用视频开展教学，这样有助于拓展知识，实现对课本知识的补充。对于物理实验教学来说，视频详细记录了物理实验的操作步骤与细节，利用这种教学方式，更容易使学生理解物理知识。也可以选择翻转课堂教学模式，该模式的重点是先思后学，其在学习时间与空间两方面很灵活。采用翻转课堂教学模式，能让学生自己掌握学习节奏，发挥学习能力，利用身边的资源进行学习。最后，可以基于互联网对课堂效果进行双向的评价。评价可以分为教师对学生实验情况的评价和学生对教学的反馈两个方面。教师可以通过互联网平台，掌握学生情况，对学生的预习情况、实验操作情况、课后作业情况等进行打分。可见，互联网构建了一个全方位的立体评价模式，解决了传统教学模式中评价形式单一的问题;同时减少了教师的工作量，提高了教师的工作效率和工作质量。

总之，要基于“互联网+”，重新设计大学物理实验教学方案，以顺应时代潮流。各学校要根据自身实际情况，尝试建立一个有效的网络实验教学平台，从而提升大学物理实验教学水平和教学效率，在基础的实验教学中培养学生的科学探究能力和创新能力。

【参考文献】

[1]张映辉.大学物理实验（2版）[M].北京：机械工业出版社，2017.

[2]吴爱华等.加快发展和建设新工科 主动适应和引领新经济[J].高等工程教育研究，2017（1）.

[3]张艳亮.大学物理实验实施探究式教学的探索[J].大学物理实验，2009（3）.

[4]何光宏，韩忠.大学物理实验探究式教学的思考[J].实验室研究与探索，2011（7）.

【作者简介】

李凌超（1987～），男，河南郑州人，博士，讲师。研究方向：量子光学。