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摘要:本文针对大学物理实验教学存在的一些问题,提出基于OBE理念的大学物理实验教学改革措施。强调应注重优化课程教学内容、教学模式和课程考核方式。
关键词:大学物理实验;OBE理念;教学改革
本文引用格式:王国友,等.基于OBE理念的大学物理实验教学改革探索[J].教育现代化,2019,6(65):79-80.
长期以来,许多高校都是盲目培养人才,通过招生把学生“请进来”,待到毕业时就发张文凭,把学生“赶出去”。其培养过程都是采用陈旧的专业设置和课堂教学模式,这样培养的毕业生找不到自己胜任的工作,不是用人单位所需求的人才。鉴于高校最根本的职能是培养人才,为实现培养的人才与社会需求有效对接,必须做到有的放矢地培养人才。基于学习产出的教育模式(Outcomes-based Education,OBE)由美国教育家Spady提出以来得到了极大关注、研究和认可[1]。OBE理念是以预期学习产出的成果为导向来组织、实施和评价教育的结构模式[2]。具体到培养过程,应该先树立课程预期达到的教学目标,然后再设计出确保教学目标实现的课程体系和教学模式。这种成果导向教育理念就决定了培养出来的人才必须是满足社会需求的。因此,把OBE理念应用到高校人才培养教育具有极其重要的意义。大学物理实验是一门重要的基础课程,其目的
是培养学生进行实验的动手能力、分析问题和解决问题的能力,培养严谨的科学思维、创新能力以及适应科技发展的综合能力。然而,传统的实验教学在许多方面存在不足,无法培养出具备这些能力的人才。因此,有必要引入OBE理念到大学物理实验教学来提高人才培养质量。
一大学物理实验教学存在的问题
传统的实验教学内容以验证性实验为主,部分内容早已过时。与当代科技前沿相关的研究性实验、设计性实验以及与各自专业紧密联系的综合性实验极少[3]。传统的实验教学模式也存在问题。授课模式都是先由教师讲解实验原理和步骤,并演示实验过程,学生再按照老师的讲解过程进行重复实验。
这种老式做法导致学生在实验中得不到思维等各种锻炼,对实验原理和现象的理解也很少,更谈不上培养创新能力了。另外,考核方式比较简单,主要根据学生上交的物理实验报告和期末考试打个分数,定个等级。这种单一且固化的成绩考核方式反映不出学生对实验的理解、动手能力和解决问题能力,不能反映学生的实验水平。因此,如果传统的物理实验内容、教学模式和考核方式等方面不加以积极改革,很难培养出社会所需求的毕业生。
二OBE理念下的大学物理实验教学改革措施
OBE教育理念是以学习成果为导向的,就是要以培养社会需求的人才为目标去设计保证目标实现的课程体系。对于为培养学生各种能力而开设的大学物理实验课程,采用OBE理念,其课程体系必须在以下几个方面进行改革。
(一)优化实验教学内容
大学物理实验课时较少,必须对实验内容精挑细选。保证基础性实验的基础上,淘汰内容相对陈旧的实验项目,适当增加设计性、研究性和综合性实验。比如淘汰物理天平测量密度的实验,也不再使用指针式仪表测量,代之以电子天平和数字化测量仪器。开设基础性实验来培养学生获取实验的基本知识、掌握常见的实验方法和基本技能。设计性实验要求学生在实验设计—确定方案—搭建仪器—完成实验的整个过程中要独立完成,培养学生的独立思考以及创新思维能力。研究性实验则引导学生结合当前科研前沿成果,以科研思维培养学生的动手、创新和解决问题的能力。综合性实验是采用多种实验方法、把物理知识与各专业相结合的实验,其目的是学以致用,重点培养学生利用物理方面的知识和技能来解决专业问题的能力,也提高学生做实验的自主性和积极性。
(二)教学模式灵活多样化
要实现OBE理念下培养具备各种能力的优秀大学生,必须对教学过程下功夫,开展不同的实验层次来循序渐进地培养和提高学生的能力。针对不同的实验层次,不同的实验内容,采用灵活多变的不同的教学模式[3]。对于基础性实验,要求学生做到:
(1)课前,做好预习,学生登录物理实验中心建立的慕课平台观看视频学习,并结合课本掌握每个基础性实验的知识点。这个在线开放课程平台让学生通过手机就可以进行视频学习,不受时间和地点等方面的限制,还可以互相交流和提问[4,5]。这种学习提高了学生的主动性和自学能力。(2)课中,先是教师讲解实验背景、仪器使用、注意事项和讨论一些问题。再由学生动手做实验并记录数据,教师全程把控学生实验过程,引导好学生思考并解决在实验中遇到的问题。(3)课后,要求学生处理实验数据,得出实验结果,分析误差原因,讨论改进方法等。通过这种方式教学来提高学生的分析问题、解决问题和独立思考的能力。对于设计性实验,除给学生一些实验室所具有的仪器外,要求学生自己设计实验,搭建实验仪器,独立完成实验,分析实验的结果及写好实验报告或论文等。设计性实验给了学生更多的自主权,提高了学生的自主性,也提高了独立思考和动手能力。对于研究性实验,通常是教师根据所做的物理实验与科研前沿相结合提出一些实验题目。在教师的指导下,要求学生了解相关领域的研究情况,利用具备的仪器条件,设计可行的实验方案,完成研究性实验,并把实验结果写成小论文等形式。这在一定程度上培养了学生的科研思维和能力。对于综合性实验,常与学生的所学专业相结合,开展一些如样品制备以及某种性能研究方面的实验项目,使学生能够把物理知识与专业知识有机地结合起来,有效地培养学生的创新能力。这些设计性、研究性和综合性实验事先得与指导教师预约,然后在约定时间在物理实验中心的开放实验室进行,有些甚至在教师的研究实验室里进行。至于实验项目的来源,有的学校选择一些大学物理竞赛题目引入物理实验课程作为设计性和综合性实验[3],值得借鉴。能够胜任研究性和综合性实验的指导老师是顺利进行实验的保证。我们学校也启动了“博士下实验室项目”,要求具有博士学位的青年教师下实验室指导学生开展一些创新性实验项目。通过较高层次实验的实践提高了学生对实验学习的主动性,也培养了学生的科研思维、创新能力和团队协作的精神。
(三)考核方式多元化
基于OBE理念培养应用型人才目标的实现,实验成绩的考核方式具有举足轻重的导向作用。传统的考核方式主要采用实验报告和考试确定等级,根本体现不出学生的学习态度、实验的能力水平和公平性。为了培养学生的各种能力,必须建立严谨、合理而又科学的实验考核模式。重视实验过程考核,加强实验过程中学生的动手能力、知识的应用能力、分析问题及解决问题的能力、创新思维能力等的考核;增加实验预习分数和实验操作过程分数;增加平时分的比例。对不同层次的实验,采用不同的标准来考核。对设计性和研究性实验,最后由实验小组以小论文或专题报告的形式由指导老师做出综合评定,作为实验成绩的一部分。实验成绩的评定具体采用预习成绩、实验过程成绩、实验报告(或小论文)成绩及期末考试成绩相结合的模式[6]。还要赏罚分明,对预习充分、讨论积极、动手能力强、有大的创新、获得挑战杯奖等方面有好的表现的学生给予加分,而对于上课迟到、实验不积极、拖交专业等应付了事的学生要给予减分[7]。
三 结语
本文针对本校当前大学物理实验教学存在的问题,基于OBE教育理念,提出大学物理实验教学应从优化课程教学内容、教学模式和课程考核方式三个方面进行改革的探索。这些措施有助于提高学生学习物理实验的主动性,能够培养学生的动手能力、解决问题能力和创新思维能力,从而确保大学物理实验教学目标的实现,使学生成为具有一定的创新能力和较强的实践能力的社会需求的人才[8]。
参考文献
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[2]武立华,刘志海,张杨,等.基于OBE理念的大学物理实验教学体系探索[J].实验技术与管理,2018,35(10):188-189.
[3]张俊廷,盛妍.大学物理实验教学内容与模式的改革与探索[J].大学物理实验,2018,31(4):118-120.
[4]曲阳,曹显莹,郭春来.应用型本科院校“大学物理实验”课程教学方法的改革与创新[J].物理实验,2018,38:58-63.
[5]倪燕茹.《大学物理实验》在线开放课程的探讨[J].大学物理实验,2018,31(1):123-127.
[6]陈美霞,张霆,赵瑛,等.大学物理实验课程多元化成绩评价的初步探索[J].合肥工业大学学报(社会科学版),2018,32
(4):117-119.
[7]张强,李含.大学物理实验教学模式的探讨[J].教育现代化,2017,4(32):115-116.
[8]韩太坤,祁玲敏,陈海波等.基于应用型人才培养的大学物理实验教学改革探索[J].教育现代化,2017,4(33):87-89.
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