序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的大學物理實驗課程教學研究樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。

大學物理實驗課程教學篇1

實驗教學是大學本科教學的重要環(huán)節(jié)之一，是教學內(nèi)容和課程體系中不可分割的組成部分。實驗教學體系的構(gòu)建是提高實驗教學質(zhì)量的關(guān)鍵[1]。大學物理實驗課程是理工科學生的必修基礎(chǔ)課程，它在大學階段開設(shè)早，對后續(xù)的實驗具有重要影響。通過大學物理實驗課程的系統(tǒng)學習，不僅可以加深學生對物理概念和規(guī)律的理解，而且在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、分析問題和解決問題的能力等方面具有優(yōu)勢[2]。然而，目前國內(nèi)部分高校開設(shè)的物理實驗課程還在沿用常規(guī)實驗教學手段，實驗過程中教師講學生做，導致學生被動地完成實驗；實驗項目的開設(shè)大多為驗證性實驗，科學技術(shù)領(lǐng)域的新發(fā)展以及工程技術(shù)領(lǐng)域的新應(yīng)用在日常實驗教學中極少反映；實驗課程的考核方式也存在弊端，不能對學生在實驗中的表現(xiàn)給予公正評價。因此很難激發(fā)學生的學習興趣，大大制約了物理實驗課程的發(fā)展，大學物理實驗課程教學體系的改革迫在眉睫。

1豐富教材內(nèi)容編寫分層次的新型實驗教材

實驗教材作為實驗教學過程中的重要載體，對實驗教學質(zhì)量和學生能力培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用?！镀胀ㄎ锢韺嶒灐窞槲倚Ｄ壳笆褂玫慕滩?，2015年3月由清華大學出版社出版，已在教學中使用5年。這一版本的實驗教材，驗證性實驗內(nèi)容偏多，綜合性、設(shè)計性實驗內(nèi)容較少，不利于學生能力的培養(yǎng)。因此，亟須對實驗教材進行修改和補充，編寫新型實驗教材。新型教材的編寫要注重基礎(chǔ)性實驗與綜合性、設(shè)計性實驗的結(jié)合，并與本校的專業(yè)需求相結(jié)合，突出對學生基本能力的訓練及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。新型教材應(yīng)具有如下特點：

1.1按層次化模塊編寫

新型實驗教材的編寫可分為基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗和創(chuàng)新性實驗4個模塊，適應(yīng)不同層次學生的需求。在內(nèi)容安排方面，盡量減少實驗原理中的物理理論和公式的推導，注重實驗方法、實驗操作技能和數(shù)據(jù)處理方法的介紹。基礎(chǔ)性實驗的目的是讓學生掌握一些生產(chǎn)生活中常用的基本物理量的測量方法、基本儀器的使用方法和實驗數(shù)據(jù)的處理方法。綜合性實驗一般選擇物理知識在工程技術(shù)中應(yīng)用的項目。設(shè)計性實驗項目著重培養(yǎng)學生綜合運用所學知識、獨立完成實驗的能力；學生需要選擇實驗方法、測量儀器、測量條件，自主設(shè)計實驗步驟并獲得實驗結(jié)果，因此挑選的項目不能太難，保證大部分學生能在規(guī)定時間內(nèi)獨立完成，獲得結(jié)果。創(chuàng)新性實驗類似于小型科研課題，內(nèi)容應(yīng)具有一定的科研性、綜合性和創(chuàng)新性，所選的創(chuàng)新性項目應(yīng)充分考慮本校各專業(yè)的特點，著重挑選跨學科交叉創(chuàng)新實驗項目。

1.2適當融入現(xiàn)代信息技術(shù)

教材形式應(yīng)緊跟時代發(fā)展，為學生提供更加快捷、方便、豐富的教學資源。大部分經(jīng)典物理實驗，一般都在科學發(fā)展史上起著里程碑的作用。如光電效應(yīng)實驗，在歷史上曾把人類對于光的認知，從波動性跨越到波粒二象性。基于光電效應(yīng)的產(chǎn)品，如光電傳感器、光電二極管等，已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活?？梢詫⒐怆娦?yīng)實驗、邁克爾遜干涉儀的使用等經(jīng)典物理實驗的背景和相關(guān)科學家的故事，在圖片、文字、視頻等表現(xiàn)形式中植入二維碼，學生掃碼就能了解到這些實驗背后的故事，增強他們對物理實驗學習的興趣[3]。

1.3緊跟科技發(fā)展

及時補充實驗教材內(nèi)容應(yīng)及時將物理學發(fā)展的新成果、新技術(shù)補充到實驗教材中，使學生能及時接觸到物理學發(fā)展的前沿知識和技術(shù)。

2改革實驗教學方式培養(yǎng)學生自主學習和積極思考的能力

以往的實驗教學方式是教師詳細講解實驗原理、方法、步驟、儀器使用、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理等[4]，甚至部分教師還會在學生實驗之前把實驗步驟完整演示一遍，學生在整個實驗過程中只需機械地重復，就能獲得實驗數(shù)據(jù)，完成實驗任務(wù)。這就導致部分學生不重視實驗操作，在課前沒有對實驗內(nèi)容的進行預習，課上注意力不集中。學生對實驗原理和實驗方法思考較少，阻礙了學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，學生無法認識到實驗設(shè)計與理論證明之間的必然聯(lián)系[5]。為了改變這種狀況，學生課前主動預習實驗內(nèi)容十分必要。在實驗前已經(jīng)了解實驗原理的學生，課上再聽教師簡單講解，就能很好地理解實驗操作和理論知識之間的聯(lián)系。對他們而言，實驗的過程是分析問題、解決問題的過程，學生學習興趣高，教學效果也會得到提升。我校學生的預習成績占實驗成績的20%，以往的評價標準是僅考核學生實驗報告的撰寫，就能獲得預習成績，這就導致了部分學生只是將文字從教材中“搬到了”實驗報告上，沒有主動思考，對實驗?zāi)繕?、實驗原理不甚了解。為了督促學生有效地預習，培養(yǎng)其獨立思考能力，我校對預習成績的評定進行了改革。在課上，教師會提問抽查學生的預習情況。這些問題涉及實驗?zāi)康?、實驗原理、公式推導、實驗技術(shù)等方面?；卮鹫_的學生，可以獲得預習成績滿分；反之，則不能獲得本次預習成績。這樣做的好處是促使學生有目的地主動預習，真正掌握實驗原理，提高其自主學習的能力。學生進行了有效預習后，教師在課堂上只需簡要講解實驗原理、實驗方法和實驗注意事項，可將重點放在講解這些實驗原理、方法在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用方面。教師可以在課堂上適當引入一些物理實驗的歷史淵源吸引學生的注意，激發(fā)學生的求知欲望。以邁克爾遜干涉儀的調(diào)整和使用實驗為例，可以引入當時設(shè)計干涉儀的背景和目的，學生能夠思考、理解其思路和解決問題的方法，提升教學效果。了解物理學家的思維過程，對學生科學創(chuàng)新思維及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有著非常重要的作用[6]。對于一些操作過程較為簡單的實驗，學生可自行參照說明書中的步驟進行實驗，教師只協(xié)助學生解決其在實驗過程中碰到的困難。對于一些操作步驟較為復雜的實驗，學生可以在實驗之前分組討論，共同研究實驗步驟的具體實施，再推選出小組代表演示實驗操作步驟，教師在旁點評，對其實驗步驟有誤的地方及時指出。在整個實驗過程中，學生處于主導地位，教師只起引導作用。

3優(yōu)化評價方式改革考核制度

3.1分層次的實驗報告書寫形式

課程考核作為實驗教學過程中的一個組成部分，能夠起到考核學生學習情況、檢驗實驗教學效果、實現(xiàn)實驗教學目標的作用，是促進和完善教學機制的有效手段之一，也是衡量人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)[7]。本校目前的大學物理實驗課程考核中，由學生上交的實驗報告所獲得的成績占了總成績的80%，另外的20%則由學生在規(guī)定時間內(nèi)自行完成一個實驗獲得。以往的實驗報告書寫要求學生依次寫出實驗名稱、實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)及處理、誤差分析與討論[8]。這種固定格式的實驗報告存在一定的弊端，實驗報告內(nèi)容基本雷同，很難體現(xiàn)學生對待實驗的態(tài)度以及是否真的仔細思考、總結(jié)本次實驗。教師也很難進行合理的評定，部分沒有完成實驗教學要求的學生的實驗報告也可能獲得較高分數(shù)，這也是造成學生普遍不能積極對待實驗課的原因之一。針對此種狀況，提倡實驗報告的形式多樣化，這樣既能發(fā)揮學生學習的主動性，又能讓教師更好地把握學生的學習動態(tài)和過程。同時，為了提高實驗報告的質(zhì)量，不同層次的實驗，實驗報告的要求也應(yīng)不同。對于部分設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗，提倡學生以科技小論文的方式撰寫實驗報告，學生需要借助網(wǎng)絡(luò)或者學校圖書館查閱與實驗相關(guān)的文獻資料。這不僅鍛煉了他們利用工具獲取知識的能力，同時也鍛煉了獨立思考能力，拓寬了知識面，為其以后的科技論文寫作奠定了一定基礎(chǔ)。這種新的方式會提高學生對物理實驗的興趣。同時，科技小論文沒有固定的格式，形式可以靈活多變，避免學生之間互相抄襲。對于計算量不大、容易在較短時間內(nèi)獲得計算結(jié)果的實驗，可以讓學生直接在課堂上完成實驗報告，教師根據(jù)學生課堂表現(xiàn)，結(jié)合實驗報告情形，給出成績。對于一些需要作圖、數(shù)據(jù)處理較多的實驗，學生只需在課后完成數(shù)據(jù)處理，并提交一份簡明的實驗報告即可。這種簡明的實驗報告，沒有固定形式，但要求學生在數(shù)據(jù)處理和畫圖時盡量使用各類計算機軟件，如Excel，Origin，MatLab等。有些實驗需要進行大量的數(shù)據(jù)處理，學生需要花費較多時間和精力完成。有的實驗要求采用作圖法處理數(shù)據(jù)，但由于學生的作圖準確性有限，實驗結(jié)果的誤差往往較大。采用計算機軟件輔助處理實驗數(shù)據(jù)和畫圖，不僅可以提高實驗結(jié)果的精度，還可以提高效率，為學生節(jié)省了大量時間，在一定程度上也激發(fā)了學生對實驗的興趣。

3.2拓寬成績評定渠道鼓勵創(chuàng)新

為了使創(chuàng)新能力、動手能力較強的學生在實驗考核中成績更加突出，可將物理創(chuàng)新引入考核評價體系中。學校還可以舉辦各種形式的物理實驗創(chuàng)新競賽，鼓勵學生積極參與。寫出具有創(chuàng)新性的科技小論文，開發(fā)出實驗設(shè)備的新功能，或者利用實驗室閑置的廢舊儀器組裝不同功能的裝置，均可獲得名次。同時也鼓勵學生積極參加各類校外的科技創(chuàng)新大賽，并將在校內(nèi)外競賽中獲獎的學生按照獲獎的層次，以較為合理的分值附加在實驗課程的成績上。這樣做不僅激發(fā)了學生積極參加創(chuàng)新競賽的熱情，也增強了學生在物理實驗課程中的積極性與主動性。

4加強實驗室基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)完善實驗項目種類

在以往的教育觀念中，存在“重理論、輕實驗，重課堂教學、輕實驗教學”的問題[9]。本科實驗教學應(yīng)放在重要位置上。正如侯洵院士所說：大學標志性成果首先是培養(yǎng)優(yōu)秀的本科生，一流的大學需要有一流的本科教育，而一流的本科教育也必須要有一流的實驗教學作支撐[10]。一流的實驗教學需要有數(shù)量眾多、種類豐富的實驗項目作為支撐。目前，部分高校還存在開設(shè)的實驗項目數(shù)量少、種類單一，大多為基礎(chǔ)性、驗證性的實驗項目，很少有綜合性、設(shè)計性項目等問題。學生無法自行選擇實驗項目，需要將所有實驗項目全部完成來獲得實驗成績。單調(diào)的實驗項目難以調(diào)動學生的學習積極性，也難以開闊學生視野，導致學生對實驗缺乏熱情和積極性。因此，加強實驗室的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，是許多高校需要開展的工作。除了增加綜合性、設(shè)計性實驗項目外，實驗室應(yīng)根據(jù)學校的專業(yè)特點，開發(fā)一些既能展現(xiàn)物理學發(fā)展的前沿性與先進性，又能對學生的專業(yè)學習有幫助的實驗項目。學生則可根據(jù)自身興趣、專業(yè)需求、學習計劃、未來規(guī)劃等選擇實驗項目，獲得實驗成績。

5結(jié)語

針對目前部分高校的大學物理實驗課程教學中，在實驗教材、教學方式、考核評價、實驗室建設(shè)等方面存在的問題，提出改進措施。實驗教材提倡采取分層次的模式編寫，并及時將物理學最新成果補充到教材中。改變原有教學方式，以學生為主導、教師為引導，提高學生自主學習、分析問題和解決問題的能力。改革實驗報告的書寫形式，拓寬成績評定渠道，讓成績考核更加公正合理，同時也能提高學生的創(chuàng)新能力。加大實驗室的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，引入能展現(xiàn)新技術(shù)、新成果的實驗項目和交叉學科的實驗項目，使學生能接觸到前沿知識和技術(shù)。這些措施可操作性強，容易實施，部分改進措施已在我校實施，效果良好。

作者:賀柳良 張長倫 黃偉 馬黎君 單位:北京建筑大學

大學物理實驗課程教學篇2

一、大學物理實驗課程在線教學方案

（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學時的《大學物理實驗Ⅰ》為例，我們將原教學計劃（大綱）中的19個實驗項目劃分為3個模塊，如下表所示。三個模塊的學時數(shù)分別占總學時數(shù)的43%、25%和32%。模塊A（居家線上實驗?zāi)K）占56學時中的24學時，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學時的教學視頻，學生上網(wǎng)觀看，了解大學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，學習其他有關(guān)的實驗預備知識；其他各個實驗項目的教學視頻主要是實驗原理部分，也放在校園網(wǎng)上，要求學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學時中的14學時，包含5個實驗項目，由學生在家進行。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學時中的18學時，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，要求學生手寫實驗報告，拍照提供給指導教師。由于這部分的實驗內(nèi)容，是學生居家自己搭建并進行的實驗，實驗的器材也是學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是按原教學大綱的要求提供實驗報告。

（三）實驗成績的評定

原教學計劃（大綱）的實驗成績的評定是按20%的平時成績（含實驗預習、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）的實驗學時數(shù)為總學時數(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）的實驗學時數(shù)為總學時數(shù)的25%，是3個模塊中學時數(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)需要學生自己選擇或自制，實驗的步驟需要學生在教師的指導下自己設(shè)計，對學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）的實驗學時數(shù)為總學時數(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，都是學生在家進行的，客觀上指導教師無法現(xiàn)場觀察和考核學生操作動手的能力，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、大學物理實驗課程在線教學思考

1.線上進行的大學物理實驗課程，是學生通過電腦、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，一是部分學校自己開發(fā)或建設(shè)的一些大學物理實驗網(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習。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，并不涵蓋大學物理實驗課程的實驗項目。商業(yè)科技公司開發(fā)的大學物理虛擬仿真實驗軟件（平臺），基本涵蓋了大學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，這是大學物理實驗課程能夠選擇的最好的線上教學資源。

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生自己完成，雖然這對學生能力的培養(yǎng)有極大的作用，但由于實驗項目的具體內(nèi)容和學生居家的不同條件，同一實驗項目，很難達到每一個學生都可以實現(xiàn)。

3.線下到實驗室進行實驗，是大學物理實驗課程傳統(tǒng)的教學模式，這種模式能夠讓教師與學生在教與學的過程中密切互動。實驗是一個過程，學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，教師可以及時指導學生，引導幫助學生分析問題、解決問題，這些都是線上實驗不可替代的。

三、結(jié)語

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

作者:代錦輝 王華軍 單位:成都理工大學地球物理學院

大學物理實驗課程教學篇3

一、引言

“大學物理實驗”作為理工類專業(yè)獨立于“大學物理”而單獨開設(shè)的一門基礎(chǔ)必修課，是學生進入大學后接觸的第一門實驗技能訓練課。通過對實驗課程的學習，來加強學生對物理概念的認知，培養(yǎng)學生基本的實驗技能、實事求是的工作作風以及嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，提高學生獨立分析解決問題的能力。同時，“大學物理實驗”中豐富的實驗思想和巧妙的實驗手段也幫助學生開闊了眼界，有助于引導與激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和意識[1]。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和大規(guī)模普及，“慕課”這一新型的教學模式自2008年被提出后受到了世界各國教育專家和學者的廣泛關(guān)注?！澳秸n”是大規(guī)模開放性在線課程的簡稱，在這種教學模式下，學生主要通過在線觀看教學視頻來完成對知識的學習，教師則主要負責解決學生在學習中遇見的問題并對課程內(nèi)容作進一步的延伸，從而完成知識的遷移和深化過程?！澳秸n”這種開放的學習環(huán)境不僅打破了學習過程中對時間與地點的限制，更重要的是它改變了傳統(tǒng)教學中以教師講授為主導的教學模式，使得學生可以根據(jù)自己的意愿主動選擇想要學習的內(nèi)容，引導學生積極主動地帶著問題去思考和交流，從而真正實現(xiàn)了以學生為中心的教學目標[2]。本文在傳統(tǒng)“大學物理實驗”教學模式的基礎(chǔ)上，提出了一種將在線開放課程融入到“大學物理實驗”中的教學思想。學生主要通過在線開放課程對實驗內(nèi)容進行預習，在課堂上則主要進行實驗系統(tǒng)的搭建、實驗現(xiàn)象的觀測以及實驗結(jié)果的討論。這樣不僅豐富了教學內(nèi)容，而且充分鍛煉了學生的實驗操作水平，通過與學生之間的交流討論，激發(fā)學生對實驗的熱情，培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力，增強其創(chuàng)新意識，這對促進理工科“大學物理實驗”的教學改革有著重要的意義。

二、傳統(tǒng)大學物理實驗教學模式及不足

“大學物理實驗”教學內(nèi)容主要包括力學、熱學、聲學、光學、電學等普通物理實驗和在近代物理學發(fā)展史上起著重要作用的近代物理實驗兩大部分。由于實驗設(shè)備以及實驗教學學時的限制，在物理實驗教學過程中很難確保每一個學生都能夠獨立完成實驗操作，這使得物理實驗教學從某一方面講只是傳授給學生一些基本的實驗測量方法，并沒有真正意義上鍛煉學生的實際動手能力，這樣勢必使學生喪失鍛煉自己獨立分析和解決問題的機會，達不到物理實驗教學的真正目的。傳統(tǒng)的“大學物理實驗”教學模式主要包括實驗前的預習、實驗中的操作以及實驗后的報告三大部分內(nèi)容。實驗前的預習要求學生通過教材對實驗內(nèi)容進行初步的了解并完成相應(yīng)的預習報告。但是書本上的內(nèi)容很難將一些深奧的物理現(xiàn)象和實驗操作步驟生動地展現(xiàn)在學生面前，因而難以達到理想的預習效果。實驗中的操作是指學生在預習的基礎(chǔ)上，通過課堂上教師的講解完成實驗操作并記錄下測量數(shù)據(jù)。由于學生層次具有不一致性，教師在講解實驗的過程中很難照顧到所有學生，這會導致一部分學生在教學時間內(nèi)無法完成實驗，達不到真正的學習目的。實驗后的報告則要求學生對測量數(shù)據(jù)進行處理，得出結(jié)論，并完成相應(yīng)的實驗報告內(nèi)容。這部分內(nèi)容是學生成績評定的依據(jù)。由于實驗報告數(shù)量非常多，且數(shù)據(jù)處理的計算量較大，教師在評定的過程中根本無法核對每一位學生的計算情況，這會讓一部分學生覺得有機可乘，從自己編造測量結(jié)果甚至去抄襲他人的實驗報告，導致實驗成績無法完全反映出學生真實的實驗態(tài)度。由此可見，傳統(tǒng)的教學模式思想比較單一，教學方式比較落后，很容易使學生失去作實驗的興趣，因此急需在物理實驗教學中加入新的教學理念，為物理教學注入新的活力[3]。

三、在線開放課程與傳統(tǒng)物理實驗相結(jié)合的教學模式

在線開放課程有著傳統(tǒng)教學模式無法比擬的優(yōu)勢。首先，學生可以根據(jù)實際情況自由地選擇學習時間及地點。其次，學生可以針對學習過程中遇到的困難反復觀看教學內(nèi)容，并且可以通過網(wǎng)絡(luò)將問題反饋給教師，通過與教師間的交流互動來解決出現(xiàn)的問題。這種教學模式將學生被動的學習轉(zhuǎn)化為主動的學習，能夠提高學生的學習熱情，真正意義上地實現(xiàn)了以學生為教學中心的教學目標[4]?；诖?，我們提出了一種將在線開放課程融入到“大學物理實驗”中的教學思想。這種教學模式的基本形式是：教師將實驗講義、虛擬仿真實驗以及微課視頻等完備的學習資料上傳到網(wǎng)絡(luò)，學生根據(jù)教師提供的學習資料完成預習，并總結(jié)在學習過程中所遇到的問題。課堂上的教學中心則不再是傳統(tǒng)教學中單純地教會學生如何去作實驗，而是通過開放式的教學研討引導學生對實驗過程中遇到的實驗現(xiàn)象及數(shù)據(jù)處理等問題進行分析探討。課下，學生將實驗數(shù)據(jù)以及寫好的實驗報告上傳到網(wǎng)上，教師通過網(wǎng)絡(luò)給出實驗成績。這種將在線開放課程與傳統(tǒng)物理實驗教學相結(jié)合的模式能夠彌補傳統(tǒng)“大學物理實驗”教學中存在的不足，極大地豐富和完善了“大學物理實驗”的三大教學內(nèi)容。首先，對于實驗前的預習來說，傳統(tǒng)的教學模式學生只能從實驗講義上大致了解實驗內(nèi)容，對于一些復雜的實驗原理及實驗現(xiàn)象并不能產(chǎn)生直觀的認識，這會導致學生在預習時比較盲目，很難達到理想的預習效果。學生在預習過程中產(chǎn)生的這些疑問會直接影響到實驗中的操作，這就使得一些學生在完成測量任務(wù)時，只是機械地去模仿教師所講的實驗步驟，而不是去主動思考實驗中所蘊含的物理思想，失去了鍛煉自己主動思考及分析解決問題的機會。在線開放課程不僅可以為學生提供實驗講義，還可以利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源為學生呈現(xiàn)出一些虛擬仿真實驗結(jié)果。這使得實驗現(xiàn)象能夠更加直觀地展現(xiàn)在學生面前，有助于學生全面深刻地理解物理規(guī)律，掌握實驗方法。隨著軟件編程以及建模技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室的搭建為學生提供了更加逼真的虛擬元件及可視化交互環(huán)境，學生只需通過鼠標點擊虛擬元件便可以搭建自己想要的實驗系統(tǒng)并仿真出實驗結(jié)果，也可以利用虛擬實驗平臺來驗證自己設(shè)計的實驗方案的可行性，從而真正激發(fā)學生的學習興趣，提升其自主創(chuàng)新能力。其次，在實驗操作上，傳統(tǒng)的教學模式主要由教師進行實驗內(nèi)容的講授，之后學生根據(jù)自己的理解完成實驗操作。為了給學生留有足夠的操作時間，教師的講授時間通常不超過半小時。但是在這么短的時間內(nèi)學生很難消化所有的實驗內(nèi)容，這就讓學生在作實驗時會表現(xiàn)出動手能力不足，甚至無法完成實驗等問題，這無疑失去了開設(shè)“大學物理實驗”課的最根本意義。在線開放課程中最重要的一個環(huán)節(jié)就是微課視頻的加入，這使得學生在課前就可以通過視頻對教學內(nèi)容進行詳細的了解，并且可以根據(jù)自己的實際理解程度對教學內(nèi)容進行反復的學習，同時，學生還可以將學習過程中遇到的問題通過交互平臺向教師提問，教師可以通過在線解答或者在課堂上討論的方式完成對學生的答疑解惑，這樣就解決了傳統(tǒng)教學模式中存在的問題，真正實現(xiàn)了以學生為本的教學理念。再次，傳統(tǒng)的教學模式學生需要將實驗報告上交到指定地點，如實驗報告箱、教師辦公室等處。教師則根據(jù)學生的實驗報告情況給出相應(yīng)的成績，然而，這個成績的評定很難做到公平、公正。因為大部分實驗報告都是千篇一律的格式，更有甚者會出現(xiàn)一樣的測量數(shù)據(jù)。另一方面，由于“大學物理實驗”是面向全校的教學科目，因此教師所需要批閱的實驗報告數(shù)量就會非常多，教師根本無法準確判斷每一位學生的計算能力，這就會導致實驗成績無法完全反映出學生的真實水平。而在線教學的互聯(lián)網(wǎng)功能能夠有效地解決上述問題。首先，學生可以將自己完成的實驗報告通過網(wǎng)絡(luò)遞交給教師，這就節(jié)省了學生上交報告的時間。其次，教師可以將逐差法與最小二乘法等典型的數(shù)據(jù)處理方法通過計算機輔助軟件進行編程，學生只需將測試結(jié)果輸入到指定位置，系統(tǒng)便會根據(jù)計算程序給出相應(yīng)的計算結(jié)果。這樣就可以有效地考察學生在數(shù)據(jù)處理過程中的計算能力，并杜絕抄襲現(xiàn)象。

四、新型教學模式給教師帶來的機遇與挑戰(zhàn)

在線開放課程與傳統(tǒng)物理實驗相結(jié)合的教學模式符合信息化時代的發(fā)展要求，為每一位實驗教師提供了展示自己才華的舞臺。教師可以利用網(wǎng)絡(luò)上的優(yōu)秀資源豐富和完善自己的實驗教學內(nèi)容，擴大教學空間，豐富教學手段，從而促進精品課程的建設(shè)，更好地完成教育教學目標。與此同時，教師為了能夠適應(yīng)教育信息化的發(fā)展趨勢，需要不斷地調(diào)整、充實和完善自身的知識結(jié)構(gòu)，不斷探索行之有效的教育方式，以促進自身專業(yè)的成長和綜合素質(zhì)的提高。在新的教育模式下，教師應(yīng)該主動適應(yīng)角色的轉(zhuǎn)變，真正地成為學生學習上的朋友和引導者，使“大學物理實驗”的教學呈現(xiàn)出一種新的發(fā)展趨勢。

五、結(jié)語

“大學物理實驗”作為理工類專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)必修課程，在提升學生基本的科學素質(zhì)和綜合能力方面有著不可替代的作用。本文探討了將在線開放課程融入到傳統(tǒng)實驗教學中的教育模式，并充分發(fā)揮在線開放課程的優(yōu)勢來彌補傳統(tǒng)實驗教學中存在的不足，激發(fā)學生的學習興趣。這種將網(wǎng)絡(luò)教學與傳統(tǒng)教學相融合的模式符合信息化時代的發(fā)展要求，必將成為未來“大學物理實驗”教學的發(fā)展趨勢。

參考文獻：

[1]陳歡等.基于慕課模式的大學物理實驗教學改革[J].輕工科技,2016(10).

[2]張會娜,何昊.“慕課”背景下我國未來教育的發(fā)展趨勢分析[J].科技資訊,2016(21).

[3]張燕,李曉敏.新視角下的大學物理實驗教學[J].科教導刊,2015(8).

[4]鞏學梅,陳振,張新光.慕課（MOOCs）在高等教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景探討[J].寧波工程學院學報,2014(3).

作者:欒照輝 劉欣 趙磊 單位:哈爾濱理工大學