基于OBE理念的大学物理实验教学体系改革与实践_王威.pdf
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1、第 卷第 期大学物理实验 年 月 收稿日期:基金项目:辽宁省教育厅教学改革项目(、);沈阳工业大学“专创融合”示范课程项目();沈阳工业大学教学改革重点项目();沈阳工业大学首批课程思政示范课程培育项目()。文章编号:()基于 理念的大学物理实验教学体系改革与实践王 威,国安邦,马 贺,张旭东,赵 骞,孙维民(沈阳工业大学 理学院,辽宁 沈阳)摘要:基于 教育理念,通过实施“”的改革发展策略,即通过“一个理念、两种模式、三种手段、四种转变”等对大学物理实验教学体系进行改革与实践,最终实现了在学生创新实践能力、教师教研水平和职业获得感、课程信息化水平、中心开放度和示范作用、学校基础实践教学水平等
2、方面的“五步提升”。尤其通过“虚实拓扑”的教学模式,有效解决了目前实验教学中存在的问题,获得了广大师生的认可。关键词:教育理念;大学物理实验;教学体系中图分类号:文献标志码:大学物理实验投稿网址:一直以来,地方高校在区域经济和社会发展以及高素质应用型人才培养方面做出了突出贡献。目前,伴随着我国高等教育的普及,国家和社会对工科院校培养的高素质人才提出了更高的要求。基于“学习产出”的 理念(),倡导面向市场需求,培养学生的创新能力。其教育过程的设计要以实现学生特定学习产出为目标,以教育环节和课程为抓手,实现学习产出。因此,成果产出成为了 教育模式的基石,同时也是教育手段开展的目标。物理学是一门实验
3、科学,通过观察现象、动手实践来培养学习兴趣是学好物理学、培养创新实践能力的有效途径,。大学物理实验作为理工科学生必修的基础课程,是进入大学后接受系统实验方法和技能训练的开端,在人才培养中具有不可替代的重要作用,。现有大学物理实验的教学现状及问题根源 目前物理实验的教学现状主要存在三个问题。一、大学和高中实验教学脱节。学生实践操作能力、独立分析问题与解决问题的能力不强。在实验中遇到仪器故障、连线出错等问题,束手无策,缺乏自信心和探索精神。二、传统的教学模式多注重知识的传授,忽略了学生的个性化发展与创新能力的培养。过于注重实验验证,忽略了其研究创新和综合应用性,导致学生对实验课缺乏兴趣,失去对实验
4、深层次思考和探究的动力。三、信息化建设水平无法满足日益增长的教学需要,缺乏先进的虚拟仿真教学手段和教学模式。虽然目前大学物理实验中心建立了以基础性实验、综合性实验、设计性实验的分层次的物理实验教学体系和基于选课制的“时间开放、项目开放、资源开放”的开放式教学模式,但对于解决上述问题还存在明显不足。造成这种局面的原因主要是:教学模式相对落后,过多注重课堂教学而忽视课堂内容和实际应用的联系,学生的被动学习习惯,教学资源缺乏信息化教学的手段,缺乏创新实践的载体等等。实践能力和创新精神是信息时代对人才提出的新的要求,是物理实验教学改革应努力的方向。因此物理实验教学改革应当着力转变教育理念,创新教学模式
5、,开发实践教学资源,为学生动手能力、自主学习意识和创新意识的培养创造良好的条件。通过把课上实验内容和课下知识拓展相结合以及引入虚拟仿真教学,提高学生学习兴趣、挖掘学生潜能、全面提升学生的综合素质。大学物理实验的教学改革思路和具体内容 针对教学中的上述问题,我们提出的教学改革思路是:基于 教育理念,实施“”的改革发展策略,即通过“一个理念、两种模式、三种手段、四种转变、五步提升”等对大学物理实验教学体系进行改革与实践。一个理念是指将 理念贯穿于整个实践教学体系。包括在教学模式、教学内容、教学方法、评价体系、学生培养、教学团队等方面,强调“学习产出”,体现先进教学理念。两种模式是指建立“课上课下”
6、和“虚 实”的两种实验教学模式。深度融合基础实验、拓展实验、虚拟仿真三个教学资源,为学生打造了全方位培养创新实践能力的教学模式。三种手段是指采取“拓展实验、虚拟仿真、进阶训练”三种教学手段,注重学生个性化发展;借助虚拟仿真打破时空限制,激发探究性学习;采用进阶训练实现“两性一度”的课程升级。四种转变是指全面改革教学环节,在教学方式、实验室开放、教学内容、考核评价等四个方面,实现“四种转变”,完成到 理念下教学改革的预期目标。通过上述“”的实施,最终实现五个方面的提升,即在学生创新实践能力、教师教研水平和职业获得感、课程信息化水平、中心开放度和示范作用、学校基础实践教学水平方面得到提升。实施拓展
7、实验,引导学生探究式学习,构建个性化培养的创新型实践教学模式 首先,实验中心出台了关于拓展实验的相关实施方案,并通过中心网站向学生发布。组织学生开展拓展性实验,即实施课上课下“”物理实验教学模式,将“课上实验内容和课下知识拓展相结合”。学生在课上完成自己选定的实验题目后,在课下业余时间自愿组成一个由 人组成的研究小组,专业不限,每组推选组长,由组长带领组员完成下列五类个性化拓展实验之一,包括:检测与维修有故障的实验仪器,并达到能在实验教学中正常使用的程度,同时测出实验教学中要求的合格实验数据;利用做过的实验题目的实验原理和主要实验仪器或对实验的实验仪器、实验方法进行改进,自主设计完成一个非课堂
8、上测量的物理量的测量;自制实验仪器并完成某物理量的测量;应用物理实验的研究;物理演示实验、实验仿真开发以及基本物理量的测量方法。小组完成拓展实验后以小组为单位提交实验报告,成绩采用 分制,由实验教师统一评定给出总成绩。组长成绩不高于总成绩,每个组员成绩不高于总成绩的,该成绩最终计入期末成绩考核,计入后总成绩不超过 分。其次,开展“演示实验与专题研究相结合”的专题式个性化物理拓展实验研究。根据学科和专业特点,提出与电气,信息、材料、机械、理学等理工科专业相关的课题,开展“物理”演示拓展专题探究实验,为相关专业学生提供一个以物理学为背景的工程应用创新平台,成为面向全校学生开展小设计、小研究、小发明
9、、小制作等一系列创新活动的课外科技活动基地之一。引入虚拟现实技术,建设 实验资源,构建全新跨时空教学模式 通过“虚 实”,打造“虚实结合”的闭环式教学模式。“虚”是指在原有网上选课的基础上,进一步自主设计和开发出虚拟仿真预习系统和考试系统,实现课前充分预习,解决无法实现期末阶段全部学生参加考试的问题。通过预习系统,完成对实验项目内容和操作的考核,检查学生的预习情况,并将成绩计入该实验项目的总成绩中,占。通过虚拟仿真实验考试系统,检验学生对实验操作、数据处理和注意事项的理解和掌握情况;通过系统内置的计分函数给出综合评价,计入期末总成绩,占。而“实”是指课上动手实验,可以检验课前预习效果以及课堂上
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