
1.成果简介及解决的主要教学问题:
优化课程结构、激发学生创新、实现个性化培养是物理实验课程改革的重要内涵。十年来,本项目组以培养学生自主研学能力、激发其创新精神为目标,坚持探索和实践,在已构建的分层次工科物理实验教学体系基础上,创建了突出学生主体地位的物理实验课程“多重交互”教学新模式。
“多重交互”是指突破时空限制的教学互动,在充分利用自主研发的实验教学优质网络信息平台的基础上,实现学生、教师、研究生助教、校内外专家的交叉交互与资源共享。
“多重交互”新模式实现了教师指导与计算机TA助学的有机结合。计算机TA着重与学生的一般性问题交互,教师侧重对学生的个性化指导,专家教授远程与学生进行深层次研讨。
新模式注重以学生为本,建立了新型“教与学”师生关系,营造了适应低年级学生的以宽松、自主、研究性学习为引导特征的物理实验优质学习环境。
解决的主要教学问题:
(1)突破学生自主学习空间的制约瓶颈,解决了传统教学中师生交互缺乏个性和深度广度的问题,实现了六模块构成的分层次物理实验教学体系向课题型、研究型实验开放。
(2)优化优质资源,在强化教师对学生个性化深层次指导的同时提高了生师比,学生享受到的优质教师资源和学习资源获得了飞跃性扩展。
(3)引导低年级学生进行研究性学习,促进教师教学水平提高,有效提升了物理实验课程的教学质量。
2.成果解决教学问题的方法:
(1)突破制约瓶颈,创建“多重交互”教学新模式十年前,在构建实验教学新体系时碰到了一些制约瓶颈,如优质教师资源短缺、实验室全面开放在实际操作和管理上遭遇困难等。
为此,我们引入计算机助教,开始探索物理实验“多重交互”教学新模式。之后不断优化改善诸多教学要素之间的配合,2005年,将数字化智能化校园的理念融入到新实验楼设计中,建成了具有前瞻性的开放实验教学支撑环境。
十年来,新模式全面应用到物理实验教学体系中,有效提升了物理实验教学质量。通过课外新生自主预备实验,引导新生学习模式的转变;课内分层次实验设计、课题(研究型)实验、校省级实验研究论文竞赛等激发广大低年级学生主动、自主、研究性学习的积极性。
(2)研发网络信息教学平台,支撑“多重交互”教学应用历经十年持续建设和发展,自主研发信息集成化的网络教学平台有效支撑了新模式的大面积高效运行。
①研发优质网络教学资源根据物理实验课程的特点和要求,采用了动画、仿真、视频等方式,综合展现教学课件、仿真建模、知识拓展和示范教学录像,优质教学资源成为学生自主学习的好伙伴。
②建立网络管理服务系统创建了开放实验远程自主预约、实验桌自动派位、桌位电源远程控制、实验日志管理、数据实时检查、教学质量测评等网络管理服务系统。
③建设“多重交互”的支撑环境建成了立体化、全方位的网络教学和开放管理支撑环境。实验楼有弱电控制中心,网络宽带连接到每个实验桌,各实验室具有多媒体教学环境和视频监控语音对讲系统。
借助于网络信息平台,逐步实现学生、教师、研究生助教、校内外专家的交叉交互与资源共享。
3.成果的创新点:
(1)引导低年级学生自主研学的教改理念针对低年级学生自主创新学习意识薄弱现象,在物理实验创新教学的体系建设中,以师生“多重交互”激发学生自主学习,通过课外新生自主预备实验引导新生转变学习模式、课内分层次实验设计、课题(研究型)实验、校省级实验研究论文竞赛等,引导低年级学生主动、自主、研究性学习。
(2)创建物理实验“多重交互”教学新模式从改变学习方式入手,突破时空限制,建立师生之间的友好交互与资源共享,创建突出学生主体地位的实验教学新模式。
创造性地引入计算机作为助教,创建了新型师生教学关系,计算机TA着重与学生的一般性问题交互,教师侧重对学生的个性化深层次指导,专家教授远程与学生深层次研讨,实施学生个性化的培养。
(3)建设优质网络资源,创新教学管理内涵自主研发立体化网络信息教学平台,建设优质网络资源,使每位学生都享受到获得飞跃性扩展的优秀教师和学习资源,确保教学质量和教学效果的提升。实现远程自主预约、实验桌自动派位、桌位电源远程控制、实验日志管理、师生多重交互等现代化开放实验管理,创新了实验教学管理内涵。