基于建模的大学物理实验微课的教学实践研究

发布时间：2020-06-19 21:27

【摘要】：大学物理实验课程对培养学生严谨的学习态度、活跃的创新思维以及理论联系实践的能力具有重要意义,是理工科学生必修的一门专业课程。然而目前面临一些教学困境:学生的实验能力和做过的实验“数量”不成简单的正比关系;教学模式单一,造成学生实验报告敷衍应付;实验操作时,更多扮演“操作工”的角色,而不是“研究者”的身份;实验课时有限,在规定的时间内无法完成对实验应用的深度反思;课后复习条件不足等状况。为了改善以上不足,本文提出大学物理实验课程可以和建模教学融合起来,以微课的形式进行具体教学。本研究认为“新手学生”与“专家教师”最大的区别在于教师能够用整体的观点去看待事物,而全局的把握就必须抓住事物的本质模型,所以作为理论和实验的中介-物理模型的建构就是实验教学的核心所在。而实验建模的微课教学则能够缓解课时不足的窘境,并通过引导学生先建模后实验的做法,有效避免了学生只动手不动脑的机械工作现象。鉴于以上大学物理实验课程的教学现状及实验建模微课的教学特点,本论文基于Halloun建模的基础上,通过对学生思维显性化化的研究,提出了大学物理实验建模微课的新范式:仪器认知,调取储备知识;抽取原型,初步预测定向;软件模拟,同化顺应新知;创设情景,暴露心智模型;启发诱导,澄清心智模型;思维迁移,习得时效应用。需要说明的建模修正观念的存在,这6个阶段并没有严格的层次递进关系,它们之间可以交叉重叠。为了验证大学物理实验建模微课教学的有效性,本研究针对2个实验进行了具体脚本设计,并进行了实证研究,研究结果表明:建模教学能够帮助其建立整体意识,进行故障分析和排查错误,提高大学物理实验教学的教学效果。所以,将实验微课建模的教学模式应用于大学物理实验的教学中具有一定的必要性、可行性与实用性。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：G434;O4-4
【图文】：

新型教学模式

图 1 新型教学模式教学的各环节中，让学生在经历建模学习的过程中，体会模型假设环节，学生通过选择适当的参数，并建立联系，模型检验环节，学生既可以通过模拟实验的软件进行理论真实的实验器材进行验证；模型修正环节则需要学生不断实验中遇到的故障以达到解释实验现象等；模型拓展环节沿讲解知识的实际用途，帮助学生进行知识的迁移与拓展基于以上对大学物理实验课程、建模教学以及微课教学的有物理实验微课与建模教学相结合具有一定的研究价值。意义过对大学物理实验建模微课的探讨研究，旨在提高课程教

网络图,共现,关键词检索,网络图

2.1.1 研究热点分析在中国知网的检索窗口，以“大学物理实验”为主题，检索出6432条结果，对其进行计量可视化分析，通过关键词共现网络，如下图3所示，可以发现实验教学、教学改革、教学模式以及创新能力是大学物理实验的研究热点。图 3 关键词检索的共现网络图然后在搜素结果中以“微课”为检索主题，再次对这6432篇文献进行其全部关键词进行词条频次统计，得到如下表1，由于篇幅限制，只统计前17为高频关键词，发现教学模式与应用仍旧是大学物理实验教学改革的热点。

【参考文献】