【摘要】通過結(jié)合整合技術(shù)相關(guān)教學(xué)方法,從課程的內(nèi)容、教學(xué)方式以及技術(shù)手段等三個方面具體探究大學(xué)階段物理實驗教學(xué)的問題。教學(xué)內(nèi)容之中具體包括了實驗、專題。教學(xué)方式上主要包括了探究式、PBL等類型。教學(xué)技術(shù)手段等方面則具體包括了仿真技術(shù)、是呀網(wǎng)絡(luò)平臺以及選課等形式。通過綜合大學(xué)物理實驗課程教學(xué)方面的思路,只有這樣才能夠真正提升大學(xué)階段物理實驗教學(xué)水平,提高應(yīng)用性。
【關(guān)鍵詞】TPACK框架;大學(xué)物理;實驗教學(xué)
Design and application of college physics experiment teaching based on TPACK framework
Lei Jun
Lishui University, Lishui Zhejiang, 323000
Abstract: through the combination of technology related teaching methods, from the contents of the curriculum, teaching methods and technical means to explore the three aspects of the university physics experiment teaching. The teaching content includes the experiment and the special subject. Teaching methods mainly include the type of inquiry, PBL and so on. Teaching technical means and so on, including the simulation technology, is the network platform, as well as the form of elective. Through the comprehensive university physics experiment course teaching thought, only then can really improve the level of college physics experiment teaching, improve the application of.
Key words: TPACK framework; college physics; experimental teaching
作為基礎(chǔ)學(xué)科,物理學(xué)科具有重要地位。物理實驗屬于物理理論與實踐應(yīng)用的結(jié)合。物理實驗屬于大學(xué)階段教學(xué)的重要內(nèi)容,對大學(xué)階段物理學(xué)習(xí)至關(guān)重要。國外針對物理實驗課程的重視程度較高,實驗課程與相關(guān)研究成果呈現(xiàn)出多樣性特點。通過本研究,基于TPACK框架的大學(xué)物理實驗教學(xué)設(shè)計與應(yīng)用分析,希望能夠?qū)ξ磥斫虒W(xué)發(fā)展,提升物理教學(xué)質(zhì)量起到促進作用。
1.TPACK以及物理實驗教學(xué)
TPACK框架產(chǎn)生與2006年,由當(dāng)時的Mishra以及Koehler最先提出的。他們認(rèn)為TPACK框架屬于學(xué)科內(nèi)容支持CK以及教學(xué)法類型的知識以及技術(shù)等不同要素構(gòu)成的。三者之間彼此影響,并共同構(gòu)成了一個知識體系。兩人認(rèn)為通過借助TPACK則能夠有效提升教育技術(shù)以及教學(xué)質(zhì)量方面的發(fā)展,并應(yīng)當(dāng)是教師需要具備的基本能力。TPACK為教師發(fā)展綜合能力提供了框架,雖然并未提出如果具體實現(xiàn),但是為學(xué)科教師在開展相關(guān)教學(xué)工作方面提出了有效的指導(dǎo)方法,本研究中則將其納入到大學(xué)物理實驗教學(xué)方面,并從教學(xué)內(nèi)容、方法以及技術(shù)進行探究。
(1)分析學(xué)習(xí)者特征
CK主要是指學(xué)科內(nèi)容知識部分,大學(xué)階段的物理實驗課程設(shè)置的主要目的是為了能夠培養(yǎng)學(xué)生形成較強的觀察能力,培養(yǎng)學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S能力以及實際操作能力。在教學(xué)開展中需要充分重視實驗內(nèi)容所應(yīng)有的體系化以及專業(yè)性,更加應(yīng)當(dāng)結(jié)合教學(xué)的實際情況。
形成具有綜合性、設(shè)計性的物理實驗,屬于當(dāng)前階段物理實驗教學(xué)與改革中比較普遍的方法。目的是為了能夠提升學(xué)生智力水平,不斷培養(yǎng)學(xué)生形成創(chuàng)造性思維與實踐能力。同樣可以被稱為是物理實驗教學(xué)活動的主流發(fā)展方向。一方面能夠提升學(xué)生在物理實驗方面的動手能力,另一方面也能夠有效提升學(xué)生在學(xué)科方面的科研能力。
(2)融合現(xiàn)代信息技術(shù)手段
通過借助TK現(xiàn)代信息技術(shù)手段設(shè)計物理實驗環(huán)境。TK主要是指技術(shù)知識,屬于是對現(xiàn)代多媒體信息技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的綜合應(yīng)用,側(cè)重的是信息技術(shù)以及課程教學(xué)活動所具有的深層次融合。通過TK的使用能夠有效利用資源,并能夠?qū)鹘y(tǒng)課堂容量進行拓展,最終能夠有效促進大學(xué)階段物理實驗教學(xué)質(zhì)量上的提升。
針對大學(xué)階段物理實踐課程融合TK,主要是借助計算機儀器設(shè)備、完成仿真虛擬,并形成具有可視化特征的實驗操作系統(tǒng)平臺,學(xué)生更能夠通過這樣的平臺完成各種操作,最終完成與真是實驗相一致的學(xué)習(xí)任務(wù)。
大學(xué)物理教學(xué)過程中,尤其是實驗教學(xué)之中需要提倡結(jié)合問題的教學(xué)方法,通過而記住PBL對實踐之中所探究的問題以及主要研究思路進行辨證分析。通過借助系統(tǒng)平臺則解決實際操作與引用中遇到的問題。所有工作都基于問題展開。例如“傳感器實驗”等。需要通過提出整體操作環(huán)節(jié),對傳感器類型實施調(diào)研,并對系統(tǒng)測試進行設(shè)計,通過數(shù)據(jù)采集與分析形成設(shè)置方案。隨后通過借助PBL學(xué)習(xí)方法,針對所有環(huán)節(jié)進行提問,并進一步刺激學(xué)生形成自主探究,在思考之中找到解決問題的辦法,并在這個過程中形成實驗方案與主要研究思路。
2.基于TPACK的大學(xué)物理實驗教學(xué)應(yīng)用
(1)專題教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計
本研究中針對分光計系列實驗進行設(shè)計,具體包括了分光計調(diào)試、超聲光柵的應(yīng)用以及光柵特性等測量實驗。
(2)應(yīng)用技術(shù)分析
首先是設(shè)計與開發(fā)了大學(xué)階段物理實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。通過借助此平臺完成了對實驗室預(yù)約等一系列的工作,并通過借助系統(tǒng)平外完成對學(xué)生的在線管理等。
(3)設(shè)計實驗教學(xué)方法
本研究中通過結(jié)合基于問題的教學(xué)方法,具體流程如下:1創(chuàng)設(shè)大學(xué)物理實驗問題情景;2了解實驗問題;3確定實驗主要問題,最后形成有效解決方案并總結(jié)。
在實驗的過程中應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合問題的核心作用,開發(fā)學(xué)生主動性,引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣,并進一步加深對問題的深入性了解,最終掌握實驗相關(guān)知識。
(4)具體實驗方法
對參與實驗的學(xué)生進行隨機抽取,選擇22名學(xué)生進行大學(xué)物理分光計系列實驗教學(xué)互動。本研究過程中所選取的自變量主要是基于整合技術(shù)基礎(chǔ)上形成的方法。因變量要素包括幾項,分別是學(xué)生成績、學(xué)生信息素養(yǎng)、協(xié)作水平。干擾方法設(shè)計為學(xué)生能力的自然提升。在開展基于整合技術(shù)為基礎(chǔ)的大學(xué)物理實驗教學(xué)活動之中,需要學(xué)生能夠?qū)W(xué)習(xí)水平等進行檢測,包括成績、協(xié)作能力等。測試采取兩次進行。結(jié)合整合技術(shù)物理實踐教學(xué)互動之后,則將會對學(xué)生進行第三次測量,并作為準(zhǔn)實數(shù)據(jù)納入統(tǒng)計。
通過分析和觀察學(xué)生前后變化情況,形成最終結(jié)論。學(xué)生在采取常規(guī)教學(xué)方式之下完成試驗“邁克爾孫干涉儀的調(diào)整與使用”以及“光的等厚干涉測量”的過程中,測量得到學(xué)習(xí)成績?nèi)缦聢D:學(xué)習(xí)成績1、學(xué)習(xí)成績2、信息素養(yǎng)1、信息素養(yǎng)2、協(xié)作能力1、協(xié)作能力2.
也即是均為未開展教學(xué)實驗之前所進行的數(shù)據(jù)測量情況。學(xué)生通過整合技術(shù)下的物理實驗教學(xué)與分光計調(diào)整應(yīng)用的過程中,測量獲得的學(xué)習(xí)成績?nèi)缟蠄D,學(xué)習(xí)成績3、學(xué)習(xí)成績4、學(xué)習(xí)成績5、信息素養(yǎng)3、信息素養(yǎng)4、信息素養(yǎng)5、協(xié)作能力3、協(xié)作能力4、協(xié)作能力5.上述數(shù)據(jù)測量獲得均為實驗之后測定。通過借助整合技術(shù)開展的大學(xué)物理實驗教學(xué)產(chǎn)生的各項數(shù)據(jù),所形成的曲線斜率明顯超過實驗之前的各項數(shù)據(jù)斜率。因此,經(jīng)過結(jié)果統(tǒng)計顯示,通過借助整合技術(shù)開展的教學(xué)方法后,在學(xué)生的成績、素養(yǎng)以及協(xié)作水平上出現(xiàn)了明顯提升。
結(jié)束語:
綜上所述,本研究結(jié)合TPACK的基本框架結(jié)構(gòu),針對高校物理實驗課程主要特征進行分析,同時,也將進一步貼合大學(xué)階段物理實驗教學(xué)等相關(guān)內(nèi)容,形成系列化與專題化。最終促進學(xué)生的發(fā)展與提升。通過利用虛擬化仿真技術(shù),開發(fā)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺,更進一步促進信息化與大學(xué)物質(zhì)之間的融合與發(fā)展。通過借助多種教學(xué)方式,不斷提升高校物理實驗教學(xué)方面的趣味性與實用性。當(dāng)然我們應(yīng)當(dāng)知道,學(xué)科內(nèi)容知識以及教學(xué)方法上的知識等之間不能夠相互割裂,更加不能夠孤立存在。需要置于整體之中才能夠會的真正的發(fā)展。
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作者簡介:雷軍,1969年2月,男,畬族,浙江麗水人,實驗師,科長,從事工作或研究方向:物理實驗教學(xué)