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［摘要］大學(xué)物理實驗課程是對學(xué)生進行科學(xué)實驗基本訓(xùn)練的必修基礎(chǔ)課程。在疫情期間，因?qū)W生無法按時返校，在制訂的在線教學(xué)新方案中將原計劃的19個實驗項目劃分為3個模塊，產(chǎn)生了線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式。

［關(guān)鍵詞］大學(xué)物理實驗；在線教學(xué)；教學(xué)改革

一、大學(xué)物理實驗課程在線教學(xué)方案

（一）實驗項目的模塊劃分。根據(jù)實驗內(nèi)容和對各個實驗要求的具體情況，將原教學(xué)計劃（大綱）中的實驗項目劃分為A、B、C三個模塊。模塊A為“居家線上實驗?zāi)K”，是通過教學(xué)視頻和虛擬仿真實驗軟件（平臺）完成的實驗項目；模塊B為“居家線下實驗?zāi)K”，是學(xué)生在家自己完成的實驗項目；模塊C為“到校線下實驗?zāi)K”，是學(xué)生返校后到物理實驗室進行操作完成的實驗項目。以我校56學(xué)時的《大學(xué)物理實驗Ⅰ》為例，我們將原教學(xué)計劃（大綱）中的19個實驗項目劃分為3個模塊，如下表所示。三個模塊的學(xué)時數(shù)分別占總學(xué)時數(shù)的43%、25%和32%。模塊A（居家線上實驗?zāi)K）占56學(xué)時中的24學(xué)時，包含緒論和7個實驗項目，主要是線上資源較成熟可靠的實驗項目，采用教學(xué)視頻和前期購置的科大奧瑞虛擬實驗仿真軟件（平臺）相結(jié)合的方式進行。其中，緒論采用前期錄制、已放在校園網(wǎng)上的4學(xué)時的教學(xué)視頻，學(xué)生上網(wǎng)觀看，了解大學(xué)物理實驗課程的意義、地位和任務(wù)，掌握測量誤差、測量不確定度、有效數(shù)字和數(shù)據(jù)處理方法等，學(xué)習(xí)其他有關(guān)的實驗預(yù)備知識；其他各個實驗項目的教學(xué)視頻主要是實驗原理部分，也放在校園網(wǎng)上，要求學(xué)生進行每個實驗項目時，先觀看完該實驗項目的視頻，掌握該實驗的原理后，再上網(wǎng)進入虛擬仿真實驗平臺進行實驗。模塊B（居家線下實驗?zāi)K），占56學(xué)時中的14學(xué)時，包含5個實驗項目，由學(xué)生在家進行。實驗項目選擇的是實驗器材容易得到、或?qū)W生可以自制、學(xué)生完全可以居家自己搭建的那些實驗項目。依據(jù)這一原則，將原教學(xué)計劃中的“三棱鏡折射率的測量”和“液體黏度系數(shù)的測量”實驗內(nèi)容，分別調(diào)整為“顯微鏡和放大鏡的設(shè)計與制作”和“液體表面張力系數(shù)的測量”。模塊C（到校線下實驗?zāi)K），占56學(xué)時中的18學(xué)時，包含6個實驗項目，這部分的實驗內(nèi)容，是對實驗的操作要求相對較高、必須現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)、不宜用虛擬仿真實驗代替、或現(xiàn)有仿真實驗內(nèi)容不夠成熟的實驗項目。（二）實驗報告的要求。由于實驗項目劃分成3個不同的模塊，因此對學(xué)生的實驗報告的要求，也有所不同。模塊A是居家線上實驗，實驗報告采用虛擬仿真實驗軟件（平臺）提供的在線實驗報告功能，教師在線安排實驗報告并提出具體的要求，學(xué)生實驗后在線提交報告，數(shù)據(jù)處理部分系統(tǒng)自動評閱，實驗分析討論部分教師手動評閱。模塊B是居家線下實驗，要求學(xué)生手寫實驗報告，拍照提供給指導(dǎo)教師。由于這部分的實驗內(nèi)容，是學(xué)生居家自己搭建并進行的實驗，實驗的器材也是學(xué)生自己購買或自制的，與原來實驗室有現(xiàn)成的實驗儀器相比，對學(xué)生的實驗?zāi)芰?、?chuàng)新能力和主觀能動性，都有更新和更高的要求。模塊C是按原教學(xué)大綱的要求提供實驗報告。（三）實驗成績的評定。原教學(xué)計劃（大綱）的實驗成績的評定是按20%的平時成績（含實驗預(yù)習(xí)、考勤、遵守實驗室規(guī)則等）和80%的期末成績（以所有應(yīng)交的實驗報告得分算出：包含實驗報告、操作考核、課堂表現(xiàn)等），由于現(xiàn)在教學(xué)方式有所改變，因此，實驗成績的評定也作相應(yīng)的變化。新的實驗成績評定，根據(jù)劃分的3個實驗?zāi)K，分別評定實驗成績，最后3個模塊的成績加權(quán)相加，得出每個學(xué)生的實驗總成績。3個模塊的成績分數(shù)分別占總成績分數(shù)的30%、30%和40%。模塊A（居家線上實驗?zāi)K）的實驗學(xué)時數(shù)為總學(xué)時數(shù)的43%，但該模塊內(nèi)的實驗項目，是通過虛擬仿真實驗在線上進行，實驗的難度相對較小，所以盡管該模塊是實驗學(xué)時數(shù)最多，但成績的權(quán)重不宜取得過大。模塊B（居家線下實驗?zāi)K）的實驗學(xué)時數(shù)為總學(xué)時數(shù)的25%，是3個模塊中學(xué)時數(shù)最少的，但由于該模塊內(nèi)實驗項目中的實驗器具，絕大多數(shù)需要學(xué)生自己選擇或自制，實驗的步驟需要學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自己設(shè)計，對學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)新能力有更高的要求，在強調(diào)對學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的形勢下，這部分的成績的權(quán)重應(yīng)該較大。模塊C（到校線下實驗?zāi)K）的實驗學(xué)時數(shù)為總學(xué)時數(shù)的32%，實驗成績的權(quán)重為40%。由于模塊A和模塊B的實驗，都是學(xué)生在家進行的，客觀上指導(dǎo)教師無法現(xiàn)場觀察和考核學(xué)生操作動手的能力，所以在模塊C的實驗成績的評定中，應(yīng)加強對學(xué)生操作能力的考核，提高實驗操作得分在實驗成績中的權(quán)重。

二、大學(xué)物理實驗課程在線教學(xué)思考

1.線上進行的大學(xué)物理實驗課程，是學(xué)生通過電腦、手機等終端設(shè)備，上網(wǎng)進入相關(guān)網(wǎng)站，通過虛擬仿真實驗項目，完成相應(yīng)的實驗。目前這方面的資源主要有三方面來源，一是部分學(xué)校自己開發(fā)或建設(shè)的一些大學(xué)物理實驗網(wǎng)上資源，其次是國家正在全力建設(shè)的國家級虛擬仿真實驗平臺，三是一些商業(yè)科技公司開發(fā)的虛擬仿真軟件。經(jīng)過統(tǒng)計，大多數(shù)學(xué)校自己開發(fā)的這些資源，基本上都是通過精品課建設(shè)的形式，將大學(xué)物理實驗課程的部分內(nèi)容（如課程緒論、實驗?zāi)康?、實驗原理、?shù)據(jù)處理方法等）通過小視頻、PPT等方式放在網(wǎng)上，供學(xué)生使用，每個實驗項目缺乏完整的、交互式的內(nèi)容，大多只能滿足實驗的預(yù)習(xí)。國家級虛擬仿真實驗平臺，目前上線的物理類實驗項目有53項，但該平臺實驗項目是本著“能實不虛”的策略建設(shè)的，所以其中的大部分項目內(nèi)容，并不涵蓋大學(xué)物理實驗課程的實驗項目。商業(yè)科技公司開發(fā)的大學(xué)物理虛擬仿真實驗軟件（平臺），基本涵蓋了大學(xué)物理實驗課程所要求的實驗項目，每個虛擬仿真實驗項目內(nèi)容，從實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗步驟、實驗操作、數(shù)據(jù)處理、思考題、實驗報告等，都有較完整的流程，所以目前來說，這是大學(xué)物理實驗課程能夠選擇的最好的線上教學(xué)資源。2.居家線下實驗實際上是一種線上線下相結(jié)合的新的教學(xué)模式，對一個具體是實驗項目來說，實驗原理、實驗背景等知識，可以通過線上教學(xué)實現(xiàn)，但具體的實驗器具的選擇、制作、實驗的操作等需要學(xué)生自己完成，雖然這對學(xué)生能力的培養(yǎng)有極大的作用，但由于實驗項目的具體內(nèi)容和學(xué)生居家的不同條件，同一實驗項目，很難達到每一個學(xué)生都可以實現(xiàn)。3.線下到實驗室進行實驗，是大學(xué)物理實驗課程傳統(tǒng)的教學(xué)模式，這種模式能夠讓教師與學(xué)生在教與學(xué)的過程中密切互動。實驗是一個過程，學(xué)生通過操作真實的儀器設(shè)備，進行實際的測量，得到結(jié)果，最后完成實驗。不同的實驗會遇到不同的問題，同一個實驗，不同的實驗者也會遇到不同的問題，線下實驗，教師可以及時指導(dǎo)學(xué)生，引導(dǎo)幫助學(xué)生分析問題、解決問題，這些都是線上實驗不可替代的。

三、結(jié)語

大學(xué)物理實驗課程，是對學(xué)生進行科學(xué)實驗基本訓(xùn)練的必修基礎(chǔ)課程，是訓(xùn)練學(xué)生系統(tǒng)實驗方法和實驗技能的開端。課程的教學(xué)目的，是讓學(xué)生掌握物理實驗的基本知識，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)與獨立實驗的能力，培養(yǎng)學(xué)生分析與研究的能力和設(shè)計與創(chuàng)新的能力。

參考文獻

［1］實驗中心(物理系類).國家虛擬仿真實驗教學(xué)共享平臺［Z］.2019.

［2］代錦輝,楊培林,田榮剛.大學(xué)物理實驗［M］.北京:科學(xué)出版社,2016.

［3］東北師范大學(xué).大學(xué)物理實驗.MOOC中國大學(xué)［Z］.2020.

［4］倪燕茹.大學(xué)物理實驗在線開放課程教學(xué)模式探索［J］.物理實驗,2018(38):38-40.

作者:代錦輝 王華軍 單位:成都理工大學(xué)地球物理學(xué)院