導(dǎo)語：大學(xué)物理實驗PPBL教學(xué)模式研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】針對大學(xué)物理實驗教學(xué)中學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識淡薄的問題，在OBE教育理念的指引下，將ppbl教學(xué)模式應(yīng)用于大學(xué)物理實驗教學(xué)中，取得了很好的教學(xué)效果。依據(jù)課程目標(biāo)，優(yōu)化設(shè)計了實驗的教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)知識點提出物理問題。從基礎(chǔ)性問題到綜合性問題，再到研究性問題逐級設(shè)計實驗方案。充分發(fā)揮物理問題的引導(dǎo)作用，實現(xiàn)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的有效培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】大學(xué)物理實驗；PPBL；教學(xué)改革

大學(xué)物理實驗作為一門學(xué)科基礎(chǔ)實驗課程，是理工科學(xué)生接受系統(tǒng)實驗方法和實驗技能訓(xùn)練的開端，同時也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實驗?zāi)芰?、提高科學(xué)素質(zhì)的重要基礎(chǔ)。目前，課程教學(xué)內(nèi)容相對穩(wěn)定和成熟，但隨著對人才培養(yǎng)質(zhì)量的高階要求，即知識、能力和素質(zhì)有機融合，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力和高級思維，合理有效的教學(xué)方式起著至關(guān)重要的作用。近些年來，大學(xué)物理實驗教學(xué)模式上的創(chuàng)新改革如雨后春筍，例如，問題驅(qū)動式教學(xué)、MOOC（慕課）、PI（同伴互助教學(xué)）、翻轉(zhuǎn)課堂、BOPPPS有效教學(xué)模式、線上線下混合式教學(xué)等，大大提高了學(xué)習(xí)者的參與度和教學(xué)成效。在OBE（Outcomebasededucation）教學(xué)理念的引導(dǎo)下，基于物理問題的學(xué)習(xí)“PPBL（Physicsproblembasedlearning）”教學(xué)模式是以物理問題為基礎(chǔ)，以學(xué)生為中心，以提高學(xué)生分析和解決問題能力為目標(biāo)的創(chuàng)新性教學(xué)模式。該模式的精髓在于充分發(fā)揮問題在學(xué)習(xí)過程中的指導(dǎo)作用，調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性[1-4]。本文將該模式應(yīng)用于光學(xué)系列實驗的教學(xué)過程中，目的是突破傳統(tǒng)的被動學(xué)習(xí)狀態(tài)，讓學(xué)生進入自主學(xué)習(xí)狀態(tài)，提高大學(xué)物理實驗教學(xué)質(zhì)量。

1教學(xué)中存在的突出問題

（1）教學(xué)理念轉(zhuǎn)變過程教師經(jīng)驗缺乏。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)模式越來越不能滿足信息時代社會的要求，“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”轉(zhuǎn)變的過程中，教師轉(zhuǎn)變了角色，由“演員”變成了“導(dǎo)演”。但是在轉(zhuǎn)變過程中，由于部分教師教學(xué)經(jīng)驗不足，不能積極地引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。（2）教學(xué)內(nèi)容缺少創(chuàng)新元素融入。實際上很多實驗教師在授課時注重學(xué)生知識和能力方面的鍛煉，并沒有重視學(xué)生素質(zhì)方面的培養(yǎng)，缺少課程思政元素的有效融入。另外，實驗項目偏重經(jīng)典的和基礎(chǔ)的驗證性實驗，缺少與現(xiàn)代科技技術(shù)相結(jié)合的綜合性實驗和設(shè)計性實驗，缺少與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、物理實驗競賽等相結(jié)合的創(chuàng)新性實驗。（3）教學(xué)方式單一，課堂沉悶。一般要求學(xué)生實驗前預(yù)習(xí)，在實驗室教師講解、演示之后，學(xué)生按實驗操作步驟進行數(shù)據(jù)測量，教師對學(xué)生實驗過程中出現(xiàn)的一些實驗現(xiàn)象給予指導(dǎo)，學(xué)生課后完成實驗報告。實際上整個教學(xué)過程學(xué)生按步驟機械地重復(fù)實驗操作，忽略了學(xué)生自主能力的培養(yǎng)和潛能的發(fā)揮，也會導(dǎo)致學(xué)生在思想上不重視實驗，缺乏獨立思考，創(chuàng)新能力得不到有效提升。（4）教學(xué)評價作用和功能不突出。在實際的教學(xué)過程中，教學(xué)評價的作用和功能并不突出。學(xué)生的學(xué)習(xí)效果主要的評價指標(biāo)是實驗平均成績，多元的過程評價沒有得到有效體現(xiàn)。教師教學(xué)過程的評價表現(xiàn)為學(xué)生、教學(xué)督導(dǎo)和同行以及學(xué)院教學(xué)質(zhì)量評價小組三個層次，評價結(jié)果的導(dǎo)向功能和反饋功能不明顯。

2物理問題的設(shè)計與創(chuàng)建

在課前，從實驗原理、實驗方法、儀器使用、實驗操作、數(shù)據(jù)處理、實驗拓展等方面有針對性地設(shè)計問題。通過將問題碎片化，再把問題融入每個教學(xué)環(huán)節(jié)中，學(xué)生可以通過思考、討論、查閱資料等方式，逐漸地投入到實驗研究中來。

2.1物理問題的設(shè)計原則

PPBL教學(xué)模式重在問題引導(dǎo)，突出問題的指導(dǎo)性作用，因此，問題的選擇和設(shè)計要達到提高學(xué)生解決問題和分析問題的能力、提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識的要求。大學(xué)物理實驗課堂教學(xué)一般按照實驗預(yù)備、實驗講解、實驗操作和實驗總結(jié)四個環(huán)節(jié)進行。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，主要圍繞知識鞏固、能力提升和素質(zhì)拓展三個方面設(shè)計問題。

2.2物理問題的創(chuàng)建類型

教師依據(jù)教學(xué)目標(biāo)合理選擇教學(xué)內(nèi)容，認真分析實驗教學(xué)的重點和難點問題，可利用思維導(dǎo)圖等形式先把實驗原理、實驗操作等涉及的知識點展示出來，再根據(jù)每個知識點提出具體的有建設(shè)性的問題。另外，根據(jù)知識點的難易程度，問題也可以由易入難，從基礎(chǔ)性問題到綜合性問題，再到拔高性問題，讓不同層次的學(xué)生有選擇的余地。以光柵衍射實驗為例，我們設(shè)計了一些問題：（1）光柵有哪些種類？什么是二維光柵和立體光柵？（2）光柵方程反映的是哪些物理量之間的關(guān)系？光柵常量是什么？（3）光柵衍射實驗中，如何保證平行光垂直照射到光柵平面上？（4）如果觀察到的光柵光譜是傾斜的，該如何調(diào)整？（5）系統(tǒng)誤差有哪些？隨機誤差有哪些？（6）為什么分光計設(shè)計兩個角游標(biāo)？（7）什么是各半調(diào)節(jié)法（逐次逼近法）？（8）你還知道哪些測量光波波長的方法？（9）拓展問題：如何用分光計測氦氖激光器的波長并與邁克爾遜干涉儀所測波長比較。

2.3物理問題的有效融入

在預(yù)備環(huán)節(jié)，教師通過學(xué)習(xí)通平臺向?qū)W生提出2～3個預(yù)備性問題，學(xué)生在問題引導(dǎo)下主要熟悉實驗的原理和實驗的設(shè)計思想。例如在光的等厚干涉實驗中，學(xué)生在大學(xué)物理課程中已經(jīng)了解了光的波動性和部分干涉理論，在實驗課中學(xué)生要充分利用此部分時間加深對光的相干性、等厚干涉、相干條件、光程差和半波損失等概念的理解。在實驗講解過程中，一般把講解內(nèi)容分解成若干個小碎片，每個小碎片關(guān)聯(lián)一個教學(xué)內(nèi)容，教師引導(dǎo)學(xué)生積極思考，并給學(xué)生機會和一定的時間展示自己對內(nèi)容的理解，讓學(xué)生充分表達，教師對學(xué)生講解的內(nèi)容進行評價和補充。在實驗操作中，學(xué)生首先按照教材中的要求完成基本的實驗操作內(nèi)容，主要包含熟悉實驗儀器的調(diào)節(jié)和使用方法，完成實驗數(shù)據(jù)的測量。在此環(huán)節(jié)，預(yù)留一定的時間讓學(xué)生討論，將學(xué)生分成若干個討論小組，由組長記錄下實驗操作過程中遇到的難題和解決方案，還有哪些困惑？之后讓小組代表向大家展示，教師給予解答或指導(dǎo)。在實驗總結(jié)環(huán)節(jié)，教師對學(xué)生參與課堂的情況給予評價，學(xué)生也要對自己本次實驗給予評價，要求學(xué)生將自己的收獲分享在學(xué)習(xí)通討論區(qū)里。另外，教師對學(xué)生提出高階要求，學(xué)生在報告中不僅要回答指導(dǎo)書上的常規(guī)思考題，還要通過查閱文獻，思考一些拓展問題，目的是讓學(xué)生進一步加深對實驗原理和實驗方法的理解，并養(yǎng)成良好的自我學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

3結(jié)語

在OBE教學(xué)理念和新時代背景下，大學(xué)物理實驗教師要思考如何扮演好自己的教書育人角色，讓學(xué)生對物理實驗有興趣，學(xué)生能夠主動學(xué)習(xí)。PPBL教學(xué)模式在很大程度上調(diào)動了學(xué)生做實驗的積極性和主動性，同時通過討論交流，激發(fā)學(xué)生積極思考，學(xué)生不僅掌握了知識，創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力也得到了提升，還培養(yǎng)了學(xué)生團結(jié)協(xié)作和一絲不茍的科學(xué)精神，有效地提高了大學(xué)物理實驗的教學(xué)質(zhì)量。

【參考文獻】

[1]李金環(huán)，王笑軍，王慶勇.PPBL教學(xué)模式在光學(xué)教學(xué)中的實踐探索[J].物理實驗，2015（8）：10-14.

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[3]華碩，張?zhí)燔?基于PBL的新型大學(xué)物理實驗教學(xué)模式探索[J].大學(xué)物理實驗，2019（3）：135-138.

[4]趙國儉，王旗.翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合PBL在物理實驗教學(xué)中的實踐[J].教育教學(xué)論壇，2020（47）：226-228.

作者：呂東燕 周原 單位：湖北汽車工業(yè)學(xué)院理學(xué)院