教育部首批虚拟教研室建设试点“大学物理实验课程虚拟教研室(东北师范大学)”(以下简称教研室)于2022年秋季学期起开展大学物理实验课程“同课异构”教学交流系列活动。教研室组织来自国内不同高校的大学物理实验课程任课教师讲授相同的实验题目并展开教学研讨和交流。“同课异构”首次活动于2022年9月24日举办,主题为“获奖选手示范展示”,此次活动广受好评,在拓宽教师的备课思路,激发高校教师投身物理实验教学的热情,助力教师的教学水平和物理实验课程教学质量的提升方面起到了积极的作用。
“同课异构”系列活动第二次活动于2022年10月23日在虚拟教研室平台(A版)举办,腾讯会议同步直播。活动邀请四位主讲教师,江苏大学物理与电子工程学院物理实验中心主任徐晨光、重庆大学物理学院教师邱丽主讲的实验题目是“用拉伸法测钢丝的杨氏模量”,上海杉达学院熊小燕副教授、东北师范大学物理学院国家级实验教学示范中心副主任贾艳副教授主讲的实验题目是“分光计的调节与使用”。活动邀请教育部大学物理课程教指委物理实验专项委员会副主任、西安交通大学物理名师工作室副主任王红理教授和教育部大学物理课程教指委师范类专委会副主任、东北师范大学物理学院党委书记李金环教授担任评析嘉宾。教研室师资培训团队负责人、复旦大学物理学国家级实验教学示范中心主任乐永康教授担任本次活动主持人。教研室资源建设团队I助理、国家级实验教学示范中心副主任、东北师范大学物理学院张岩副教授协助组织和技术支持。来自全国物理实验教学同仁及虚拟教研室成员300余人参加了本次活动。
“同课异构”活动海报
徐晨光和邱丽主讲 “用拉伸法测钢丝的杨氏模量”。徐晨光主讲本实验的教学设计包含:实验目的,实验背景,实验原理,实验内容(调节仪器、测量金属丝微小长度变化、其他长度测量),数据记录与处理,实验拓展(杨氏弹性模量动态测量);邱丽主讲本实验的教学设计包含:实验背景,实验目的与原理,实验操作要点,数据记录与处理,创新与拓展(光杠杆法、单缝衍射法、范式应变片法、激光三角法)。王红理教授在评析中指出徐晨光和邱丽的授课都很精彩,条理清楚、结构完整。徐晨光能结合实际应用、突出课程思政,如结合国产客机C919等,讲授中知识量充足宽泛并配合适的思考实验,对学生知识面的拓展、创新思维的训练都起到了很好的作用。邱丽的讲解详细到位,通过对牛顿的评价起到很好的启发和思政作用,单独重点讲解间接测量能对初学者奠定良好的基础,实验拓展设计也很具特色。李金环教授在评析中指出二位老师从课程引入、实验操作细节和相关原理都做了精心的设计和安排,能够感受到两种截然不同的授课风格。徐晨光课程导入特色突出,能通过实际中不同材料的长度、面积引入实验原理以及引入学史,能通过实际应用的讲解增加学生的科技自信和文化自信、做到思政育人,还能通过问题引导学生讨论。邱丽讲授富有热情、用心细腻,通过托马斯杨的励志故事提出了质疑批判的科学精神,注重给学生建立间接测量量和宏观测量量关系的整体认识,单缝衍射测量法的拓展实验的启发性很强。二位嘉宾建议适当提出问题引导学生思考,进一步思考实验的目的、抓住实验的灵魂、掌握实验的核心思想,带领学生认识不同长度物理量、掌握不同量级物理量使用不同仪器和测量方法的能力、建立间接测量的科学思维。
熊小燕和贾艳主讲的实验是“分光计的调节与使用”。熊小燕主讲本实验的教学设计包含:引言(光学发展、分光计),实验目的,实验仪器,实验仪器结构与调节(含仪器讲解视频),实验内容,实验原理,实验数据记录与处理,实验注意事项,问题与思考。贾艳主讲本实验的教学设计包含:问题讨论,实验目的(学习、训练、测量),概念、原理与方法(三棱镜折射率测量思想、分光计基本调节)、实验仪器,实验内容,注意事项,拓展讨论(设计用分光计测量其它物理量等)。李金环教授评析指出熊小燕和贾艳带来了非常精彩且真实的线上实验课。熊小燕能从学生角度进行教学设计,从光学发展角度引入分光计的导入设计很新颖,对课程进行了模块化设计,能够制作线上教学视频,对线上线下混合式教学进行了有益探索。建议详细清楚的讲明分光计调什么、怎么调、什么状态好,增加针对性的提问从而引导学生讨论,增强启发性。贾艳对本实验课程进行了精彩的实体呈现,教学设计精心,注重问题驱动,问题中促进学生讨论和学习,对学习目标进行有效分解,符合学生学习认知规律。建议在选题上进一步凝练内容,展示望远镜子准直中最小偏向角,对读数盘和游标卡尺进行类比。王红理教授指出熊小燕课程设计精心、讲授详细周到,课程导入很有特色,分光计结构和不确定度计算的讲解非常详细,能够利用教学视频,这有助于学生理解分光计结构和掌握调节技能。贾艳讲授中的基于问题的学习是现在所提倡的一种学习方式,能够引导学生学习认知更为主动扎实,并且对仪器的调节和细节的展示非常清楚。建议二位教师在讲授中能让学生进一步明确调节的目的、分光计各部分的作用,在作用的和要求学习的引领下让学生逐步掌握调节技能。
乐永康教授在总结发言中感谢参加本次活动的主讲教师、评析嘉宾以及参加本次教研学术活动的各位教师。虚拟教研室举办的大学物理实验课程“同课异构”系列活动已经开展了两次,共8主讲教师进行了精彩的教学展示、4位评析嘉宾也进行了专业评析指导。在活动的开展中,能够感受到各位与会教师的参与热情,在此呼吁与会教师积极参与虚拟教研室组织的“同课异构”后续系列活动,积极参与活动的意向征集,希望通过该系列活动的举办,为我国大学物理实验教学的充分交流和水平的整体提升起到积极作用。
评析嘉宾 王红理 评析嘉宾 李金环 主持人 乐永康
西安交通大学 东北师范大学 复旦大学
“同课异构”教学学术活动是由教育部首批虚拟教研室建设试点“大学物理实验课程虚拟教研室”于2022年秋季学期起开展的大学物理实验课程教学交流系列活动。教研室组织来自国内高校不同的大学物理实验课程任课教师讲授同一个实验题目的教学,提供不同的实验课程讲授案例,同时邀请国内资深实验教学专家对整个教学过程进行点评。冀望借助“同课异构”活动,进一步推广优秀大学物理实验课程的教学经验、拓宽教师的备课思路,促进物理实验教学的校际交流与合作,激发高校教师投身物理实验教学的热情,实现教学模式、教学方法互相学习与借鉴,助力教师的教学水平和物理实验课程教学质量的提升,促进全国大学物理实验教学的高质量均衡发展。本项活动由教育部首批虚拟教研室建设试点“大学物理实验课程虚拟教研室”主办,物理学师范专业国家级实验教学示范中心(东北师范大学)、物理实验杂志和东北师范大学物理学院协办,由教育部首批虚拟教研室建设试点“大学物理实验课程虚拟教研室(东北师范大学)”师资培训团队负责人、复旦大学物理学国家级实验教学示范中心主任乐永康教授推动。