互聯網+大學物理實驗教學的探索與研究

劉紅麗

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2010-5042-2447

摘? 要：大學物理實驗是普通工科院校各專業課程體系中一門重要的基礎課程，但是在傳統大學物理實驗課程中存在一些問題且不利于培養目標的實現。該文針對傳統大學物理實驗課程中存在的問題，借鑒“互聯網+”的創新理念和創新模式，將互聯網融入大學物理實驗教學過程中，創建互聯網+大學物理實驗教學模式。該模式中包括優化大學物理實驗教學內容，構建學生自學平臺;打破時空限制，搭建便捷的師生交互平臺;注重培養學生的動手實踐能力，創建多元化的實驗考核方式。

關鍵詞：大學物理實驗? 互聯網+? 課程建設? 教學模式

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2021）03（b）-0010-04

Exploration and Research of Internet + College Physics Experiment Teaching

LIU Hongli*

（Science and Technology Teaching and Research Section， Special Police Academy of Chinese People's Armed Police Force， Beijing， 102211? China）

Abstract：College physics experiment is an important basic course in the professional curriculum system of general engineering colleges. However， there are some problems in the traditional college physics experiment course which are not conducive to the realization of the training goals. Aiming at the problems existing in traditional college physics experiment course， this article draws on the innovative ideas and models of "Internet +"， integrates the Internet into the teaching process of the college physics experiment and creates an Internet + college physics experiment teaching model. This model includes optimizing the teaching content of the college physics experiment， building a self-study platform for students; breaking the limitations of time and space， building a convenient teacher-student interaction platform; focusing on cultivating students' hands-on practical ability， and creating diversified experimental assessment methods.

Key Words：The college physics experiment; Internet+; The curriculum construction; The teaching mode

大學物理實驗是一門理論與實踐相結合的基礎課程，在掌握物理理論的基礎上，同時具有豐富的實驗思想和實驗方法，又能提供綜合性很強的基本實驗技能的訓練，是提高學生科學實踐能力和動手能力、培養其創新意識的一門重要課程。但是，傳統的大學物理實驗教學中存在諸多弊端，首先，教學模式較單一，教師多采用先講理論再演示實驗操作的方式，而學生只是按部就班地完成實驗，得出實驗結論，這就影響了對學生創造性思維的培養;其次，學生只是在實驗課上簡單的重復實驗，致使實驗資源利用率低下;最后，實驗的考評方式簡單，當前絕大多數高校實驗教師在考查實驗操作方面，主要是看學生的實驗報告，這就使得學生不注重實驗操作，而把重點放在完成實驗報告上，甚至會出現湊數據，抄襲其他同學的現象。

隨著網絡技術以及多媒體手段的高速發展，許多高校也不斷嘗試將互聯網技術融入大學課程中。在2015年3月的第十二屆全國人民代表大會第三次會議上，李克強總理提出制訂“互聯網+”行動計劃。“互聯網+”[1-2]是一種將互聯網與傳統行業相結合，以促進各行各業產業化發展的思維模式。同樣也可以將互聯網與傳統教育行業相結合，形成“互聯網+教育”的模式，來改善傳統教育領域存在的問題，比如近年來出現的慕課、微課等，有利于實現教育資源共享，同時有助于拓寬學生的視野。但是，對于大學物理實驗這門理論與實踐相結合的課程，大部分高校只是將互聯網資源簡單地疊加到傳統的教學模式中，并沒有實現實驗教學與信息技術深層次的融合。對于這種現象，該文針對傳統大學物理實驗課程中存在的問題，借鑒“互聯網+”的創新理念和創新模式，將信息技術真正融入大學物理實驗教學過程中，創建互聯網+大學物理實驗教學模式。該模式中包括優化大學物理實驗教學內容，構建學生自學平臺;打破時空限制，搭建便捷的師生交互平臺;注重培養學生的動手實踐能力，創建多元化的實驗考核方式。

1? 傳統大學物理實驗課程中存在的問題

大學物理實驗是普通工科院校各專業課程體系中一門重要的基礎課程，著重培養學生仔細觀察、查閱資料、獨立思考、確定實驗方案、協同操作等方面的能力，培育學生創造性思維與創新意識，提高學生實事求是的科學精神，在高等學校人才培養中具有不可取代的地位[3]。然而，傳統大學物理實驗教學模式普遍存在教學模式單一、實驗資源利用率低以及考評方式簡單等諸多問題。

1.1 傳統教學模式缺乏學生課前預習考核機制

傳統的大學物理實驗預習模式就是學生閱讀大學物理實驗教材，根據預習情況寫出預習報告。但是這種模式缺乏有效的考評監督手段，預習報告中存在抄書本、抄同學實驗報告的現象，預習報告不能準確地反映學生對實驗原理的掌握情況，當發現學生在實驗操作中存在困惑時，教師就需要花費大量的時間對實驗原理進行講解，造成學生操作時間相對不足。

1.2 在實驗操作過程中缺乏對學生創造性思維的培養

在傳統大學物理實驗教學模式中，“教師為中心”的現象比較普遍，通常情況下，教師首先對實驗原理進行講解，然后再演示實驗操作步驟，學生只是按照教師的講解并參照課本上的內容把實驗重復一遍，得出實驗數據。這種實驗教學導致學生只是被動地完成實驗，有的學生甚至投機取巧，直接抄襲別人的實驗數據。因此，傳統大學物理實驗教學中，未能有效地實現提高學生科學實驗能力與科學素質的教學目標，缺乏對學生創造性思維的培養。

1.3 傳統考評方式存在較大弊端

大學物理實驗成績主要由形成性成績+終結性成績組成，形成性成績主要以學生的實驗報告為主，重視實驗數據及誤差等結果，忽略實驗操作過程中學生的表現，同樣終結性成績很大程度上取決于學生實驗考試的卷面成績。這種考評方式造成學生不重視實驗基本操作，而將主要精力放在實驗報告上，有的同學甚至編造實驗數據或者直接抄襲他人的結論。

2? “互聯網+”對大學物理實驗教學的積極影響

近年來，互聯網飛速發展，已經融入人們生活的方方面面，導致人們的生活發生了翻天覆地的變化，使人們的生活變得更加便捷高效，同樣將互聯網融入大學物理實驗教學中，也會產生很多積極的影響?！盎ヂ摼W+教育”的教學理念將教學方式由“先教后學”轉變為“先學后教”，將學生由“被動學習”轉變為“主動學習”，改變了“教師先演示，學生后模仿”這種不利于培養學生動手能力和創新素養的傳統教學模式[4]。

2.1 提供更多的大學物理實驗教學資源，有利于學生有針對性地進行學習

大學物理實驗是一門理工科專業理論與實踐相結合的學科基礎課，理論性和實踐性都較強。而學生來自五湖四海，他們的實驗基本知識、方法和技能等方面存在一定的差異。如果僅僅依靠教師統一在課堂上對實驗原理和操作進行講解，很多學生難以吃透實驗原理、熟悉實驗操作。利用“互聯網+”，可以將遠程教育、在線課堂、慕課、微課等教學資源整合[5]，作為教師課堂教學的補充，以滿足不同層次學生的需求，有利于學生有針對性地進行學習。

2.2 使大學物理實驗教學更加便捷，有利于師生交流

互聯網+大學物理實驗教學將現代信息技術與教育教學深度融合，開啟交互式教學。一方面，不僅同一學科的教師可以進行交流，不同學科的教師也可以進行在線交流，這有利于學科之間的融合。同時也促進了師生之間的互動，學生和教師可以利用互聯網相互傳遞、共享各種資源，提升學生學習效率，實現網上預約、在線答疑等教學活動。這就使教師在課堂上能夠更加有針對性地對實驗進行講解，把更多的精力放在學生的實驗操作上，在有限的課時內發現并解決問題，逐步培養學生的學習興趣和實驗能力，開發他們的創新思維。

2.3 優化大學物理實驗考核模式，培養學生的創新能力

傳統的實驗教學多采用“實驗報告+期末成績”的方式對學生進行考核，評價方式單一。在“互聯網+”技術支持下，可以創建“課前預習+課中操作+課后創新”的實驗考核方式，建立預習和報告在線自動評判系統，采用在線理論考核與線下技能考核相結合的方式，形成多元化的考核機制[6]。

3? 互聯網+大學物理實驗教學模式的探索

大學物理實驗教學是學生在理解大學物理理論知識的基礎上，形成自學能力和探索合作精神，鍛煉動手能力，培養創新意識的重要手段。針對大學物理實驗課程的培養目標，基于互聯網平臺，探索互聯網+大學物理實驗教學模式，該模式的具體模型見圖1，該模式具體實施的系統流程圖如圖2所示。

3.1 優化大學物理實驗教學內容，構建學生自學平臺

大學物理實驗是一門理論與實驗并重、強調實踐的課程，通過學生的實際操作，培養學生的創新能力和實踐應用能力，使學生具備科學素養和探索精神。在實驗內容上，將大學物理實驗在“力學、熱學、光學、電學及近代物理實驗”五大模塊的基礎上分為基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗和創新性實驗，在實驗教學中，采用“線上+線下”相結合的教學模式。學生在教師的指導下，可以提前在線上進行高效的預習，為線下課堂教學、自主解決問題奠定基礎，這有利于培養學生的自主探索能力，能更好地提高學生的動手能力[7]。

對于基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗，可以將實驗原理和操作拍攝成“微課”，上傳至學生自學平臺，并且平臺可以連接多種網絡資源，學生在線上可以根據自己的實際情況提前預習實驗內容，弄懂實驗原理，這樣在線下課堂上就會有更多的時間進行實驗操作，教師也可以有針對性地對實驗進行講解。而對于創新性實驗，建立創新實驗室，主要采用線上資源找靈感，線下實驗室完成作品，再將作品上傳至線上分享交流的方式。

3.2 打破時空限制，搭建便捷的師生交互平臺

基于學校的網絡資源和師生的手機、電腦等網絡終端設備，搭建便捷的師生交互平臺，平臺包括教學管理模塊、實驗室預約模塊和師生交流群。在這個平臺里，能夠順利地完成教學安排和教學過程管理，提供課程設置信息、教師排課信息、實驗室預約信息，使學生能夠根據這些信息提前預習實驗，并推進實驗室全方位開放，滿足不同專業、不同層次學生的需要。在整個過程中，可以利用師生交流群及時交流互動，做到答疑解惑，提高教學效率。學生可以隨時隨地利用閑散碎片時間進行學習，針對自己的專業與自己的課程安排時間，滿足個性化需求，提高學生學習的積極性和時間利用率，逐漸養成自主學習和創新能力。

3.3 注重培養學生的動手實踐能力，創建多元化的實驗考核方式

基于互聯網平臺，改變傳統的“實驗報告+期末成績”的實驗考核模式，形成“課前預習考核+課中實驗操作考核+課后數據處理及反思考核+綜合創新能力考核”多元化的實驗考核方式。

課前預習考核主要包括學生自學預習自測和教師課前統一測試，分別設置線上預習自測題庫和課前測試題庫。學生在自學平臺預習完將要做的實驗后，就可以進行預習自測，系統會自動閱卷并將結果反饋給學生，同時給出正確的答案，這樣學生可以有針對性地查漏補缺。課前測試是檢驗學生預習效果的監控環節，實驗課開始之前由老師統一組織，由系統隨機分發試卷，測試結果既可以檢驗學生的預習效果，又有利于教師上課時有針對性地對知識點進行講解。

課中實驗考核主要考察學生的實驗操作情況，提高學生自主動手解決問題的能力。在每個實驗桌上安裝攝像設備和錄音設備，學生進行實驗時開啟攝像和錄音功能，自動記錄學生實驗操作時的每一個細節并實時上傳至互聯網平臺。教師除了可以在現場觀察學生的實驗操作外，還可以在平臺上查看學生的實驗操作視頻，并且視頻播放過程中可以方便地運用播放、停止、暫停、快進、快退等功能，有利于了解學生每一步的實驗操作情況。

課后數據處理及反思是鍛煉學生分析能力、數據處理能力和書寫表達能力的重要環節，基于互聯網平臺，鼓勵學生相互交流，采用多樣化的方法對實驗數據進行處理，還可以利用仿真軟件對實驗進行在線仿真。設置創新實驗室，學生可以自主安排時間，結合所學的實驗方法，自己動手做一些小制作，參加一些實驗競賽以及大學生課外科技項目，將自己的作品上傳至互聯網平臺，作為綜合創新能力考核的內容。

4? 結語

該文分析了傳統大學物理實驗課程中存在的問題，將互聯網融入大學物理實驗教學中，構建了基于互聯網的大學物理實驗教學模式。在該模式中，基于互聯網構建學生自學平臺，搭建便捷的師生交流平臺，并且創建多元化的實驗考核方式，將線上與線下教學緊密結合，實現教學外延，提倡教師改變傳統的教學模式，鼓勵學生多形式學習，注重培養學生的動手能力和創新能力，推動形成人人皆學、處處能學、時時可學的泛在化學習新環境。

參考文獻

[1] 茶晉高.微課在中職《物理》課程中的應用探究[D].湖南科技大學，2019.

[2] SALLAI G. Chapters of future Internet research[C] // Proceedings of the 2013 IEEE 4th International Cognitive Infocommunications.Piscataway，NJ： IEEE，2013：161-166.

[3] 秦平力，余雪里，張昱.“互聯網+”背景下大學物理實驗教學創新與探索[J].物理通報，2019（9）：100-103，109.

[4] 彭勇宜，何軍，孫克輝.大學物理實驗教學改革[J].西部素質教育，2019，5（4）：147-149.

[5] 王新蓉.“互聯網+”大學物理實驗教學體系構建[J].信息周刊，2020（9）：1-2.

[6] 古迪，朱偉玲.基于“互聯網+”的大學物理實驗考核模式的研究[J].物理通報，2019（6）：82-85.

[7] 馮卓宏，陳悅華，莊彬，等.基于互聯網+大學物理實驗教考輔立體化建設[J].實驗室科學，2018，21（6）：67-70.