基于“互聯網+”的大學物理實驗教學創新模式探究

謝文彬 謝 冰 孫立萍 劉遠東 楊茹雪 馬 燕

（北部灣大學 廣西欽州 535011）

“互聯網+”的本質是傳統產業的在線化、數據化[1]。大學物理實驗教學可以和互聯網教學模式相結合，采取線上線下教學相互補充的方法，變革教學模式。也可以利用互聯網技術搭建模擬實驗平臺，提高學生的實驗操作效率。利用新的技術手段，可以避免以往由于物理實驗教學操作難度大導致學生實驗效率低下的弊端，在新的教學模式下獲得更好的教學效果。

在這種背景下，本文主要以基于“互聯網+”的大學物理實驗教學創新模式探究為主要研究方向，針對性分析借助“互聯網+”背景在大學物理實驗教學中的創新模式，而在研究的過程中，主要研究的對象和內容涉及了以下幾個方面，分別是針對線上與線下教學的有機結合，同時有針對性地建立互聯網物理實驗平臺，有效整合多渠道教學資源和加強對實驗考核方式的創新。

通過這種方式的應用，可以滿足大學物理實驗教學效果的提升需求，教師不斷利用互聯網技術改革教學方式，并結合具體的教學需要，采取措施對相關實驗教學的模式進行有效創新，這種方式在很大程度上可以滿足學生在比較便捷的教學環境中準確獲取相關的物理實驗能力的提升，強化學生的學習效果。

一、線上與線下教學相結合

大學物理實驗課程的難度相對較大，學生需要掌握的知識點也比較多，所以在有限的課時量內很難保證所有的學生都能夠將課程內的知識點完全掌握，學生通過單純的線下講授也很難在理解物理概念的基礎上熟練地進行物理實驗。因此，利用網絡為學生提供知識點的在線講解或課程錄播就變得十分重要。所謂“互聯網+”模式，其概念就是要將互聯網技術引入生活的方方面面，利用互聯網帶來的科技便利創新生活的方式。具體到物理實驗教學來講，“互聯網+”就是要利用網絡技術實現物理教學的現代化。

從課程特點來看，物理實驗課有別于其他理論課程，既有理論講解又有實踐操作[2]；在此種情況下，網課模式的出現為學生掌握知識點提供了有益幫助，在此模式下，學生能夠隨時隨地進行學習，打破了以往物理教學的時間和空間限制。例如，在以往的授課模式下，學生只能通過教師線下講授和集體實驗的方式對物理知識和實驗操作方法進行學習。但是在網絡技術的幫助下，教師可以通過錄播課程，幫助學生獲取更多的知識點的講解。學生如果因事缺席了線下的物理課，在傳統教學模式下就很難再跟上課程進度，但是有了互聯網錄播技術，學生就可以對錄播課程進行回放，實現隨時學習的效果。在教學效果上，網課除了可以助力學生查漏補缺，亦可以幫助其溫故知新，復習和鞏固實驗課的理論內容，提升學生的學習效率。

二、建立互聯網物理實驗平臺

大學物理實驗是一門鞏固理論知識和掌握實驗方法及實驗技能的基礎型理工科課程[2]。學生不僅要對物理知識進行深入的掌握，在實際教學過程中還要通過多次的實驗對理論進行驗證探索。從課程屬性來看，大學物理實驗教學由于課程操作難度比較大，深入掌握課程理論知識需要學生反復進行大量的實驗操作。但是由于高校的設備資源有限，在物理實驗教學過程中可能會出現多名同學共用同一設備進行操作的情況。這也就導致小組成員中只有部分同學能夠完整地進行物理實驗，而其他同學的參與度較低，實驗操作能力得不到完整鍛煉。

針對這一點，在物理實驗教學的操作環節，可以采取引入模擬實驗平臺的方式為學生提供更多親自實踐的機會。讓學生通過線上模擬的方式，真實地感知實驗流程和實驗操作狀態，提高學生真實實驗時的操作效率，以保證在真實的物理實驗環境下學生能夠順利地進行器械和設備的操作，節約調試和試錯的時間，以最高效的方式達到物理實驗目標。借此也可以提高高校物理實驗器材的使用效率，讓更多的學生完整體驗實驗流程，從頭到尾地動手操作整個實驗環節。

例如，在進行密立根油滴實驗時，網絡實驗平臺可以為學生提供3D觀感下的電子仿真實驗儀，讓學生進行虛擬的“類真實”操作體驗。根據實驗要求，為了測量單一電子的電荷，學生需要在重力和電力之間做好平衡。而在實際的實驗過程中，很多學生因為缺乏實際操作經驗，在操作“密立根油滴實驗儀”時會出現操作失誤的情況，很難在第一次操作設備時就能做到熟練順暢。學生首次操作時，在儀器的調整和油滴的選擇方面都沒有實際經驗，這種無經驗直接進行的實驗很可能會導致后續測量數據出現誤差，難以得出正確的實驗結論。

在此情況下，教師可以依靠網絡實驗平臺，設計設備操作流程的實景動畫并為實驗操作環節進行分動作解析。首先，在模擬實驗平臺的運行中，可以為學生在實驗前提供操作流程的具體展示，將動畫展示和步驟提醒置于實驗環節之前。其次，在學生的具體實踐環節，可以將以“密立根實驗滴油儀”為代表的物理實驗設備通過3D建模進行實景化，讓學生感知最接近真實實驗環境的設備情況。利用可以實際操作的電子化模擬設備，讓學生進行“類真實”的器械操作和調試訓練。

在模擬實驗平臺的幫助下， 學生可以提前熟悉實驗的操作規范和流程，并且利用網絡提前對實驗器材進行操作模擬。這樣在線下的實驗課中學生就可以節省熟悉設備的時間，也可以有效避免操作失誤，提高物理實驗的效率，實現更好的實驗效果。

三、多渠道整合教學資源

基于“互聯網+”技術構建的實驗教學與資源服務平臺可以有效整合實驗資源，實現資源共享[4]。對物理實驗教學來講，充足的實驗資源是保證實驗順利開展的重要基礎之一。利用豐富的實驗教學資源，可以幫助學生在新穎的教學模式下了解更多的物理實驗知識。網絡技術飛速發展，“互聯”一詞指的不僅僅是通信方面的技術性變革，也包括資源共享意義上的劃時代改變。大學物理實驗教學在“互聯網+”理念下，除了對教學地點和實驗平臺做出創造性改變，還應該借助互聯網提供的多渠道資源實現對教學模式的改變。具體來講，多渠道整合教學資源具有多方面的意義。

首先，從更新教學資源的角度來講，利用互聯網渠道可以為講課獲取更多新穎的教學材料，讓物理實驗教學緊跟時代步伐。以教學課件為例，教師應該在實際的教學過程中注意對以往的課件資料進行及時更新。

在實際的教學過程中，部分教師由于教學經驗比較豐富，可能會認為物理實驗教學的重點主要在于實驗操作[5]。因此忽視對課件的設計和更新，故而在教學課件的準備工作方面做得不夠充分。實際上，在教學過程中使用陳舊的教學課件不僅會出現實驗知識更新不及時、課件內容與實際操作要求不符等情況，過于老舊的課件排版模式，還會降低學生探索物理知識的興趣。物理實驗課本身的知識量就比較龐雜，學生不僅需要掌握理論知識還要熟練進行實驗操作。如果在教學課件方面可以設計得新穎一些，不僅能增加課件內物理知識的外在美感，還能提高學生進行探索學習的欲望。

以“第一PPT”為代表的許多網站都為教師提供了免費幻燈片模板的下載功能，利用這些資源，教師可以將課件制作得更加精美，起到吸引學生閱讀的效果。此外，教師還可以整合課件內容，在課件中加入視頻動畫演示、背景音樂、圖片等豐富的知識展示形式，提高課件的生動程度。這樣可以防止教學課件只做物理知識的簡單堆砌而導致的學生審美疲勞，提高學生針對課件要點展開學習的積極性。

其次，多渠道整合互聯網資源的重點除了要利用網絡資源增強課件內容的新穎性外，還包括利用資源共享渠道的多元性。例如，多數高校都會通過“慕課”平臺、微信公眾號、微博等渠道發布最新的物理實驗訊息。利用這些網絡渠道，教師可以實現對學界動態的及時掌握。并且在資源共享的理念下，多數高校還會對教學環節和實驗環節進行錄制。如果在正常的課時安排內，學生無法對更多的實驗進行實際訓練，那么這些高校的錄制資源將會幫助學生理解和掌握更加全面的實驗內容。在觀看其他同學進行實驗的過程中，教師還可以對影像資料中的操作進行點評，幫助學生掌握實驗的進行要點。

四、創新實驗考核方式

物理實驗教學的考核方式在“互聯網+”背景下也有待創新，測試可以將更多的考核模式和測評項目引入課程的成績統計之中。以微信平臺為例，實驗課的測評可以利用微信平臺進行課前預習的簽到、課中實踐的監督以及課后實驗報告的批改等工作。就學習過程來講，對物理實驗知識的學習主要包括課前預習、課中實踐、課后復習這幾個部分。

以這些環節來看，將物理實驗教學與微信平臺進行有機結合可以實現教師對學生學習進度更好的監督管理。在微信這一互聯網平臺的幫助下教師還可以更加高效地獲取學生對課程學習的反饋結果，根據學生的掌握程度及時調整教學計劃。

首先，在課程的預習環節，學生對課程知識進行預習時，微信平臺可以為學生提供更加便捷的信息獲取渠道。教師可以利用微信的公眾號功能，創建物理實驗課的獨立公眾號。在公眾號上，教師可以對學生需要做的課前準備工作進行信息的編輯和推送，以微信文章或微信公眾號群發信息的模式將教學計劃及時地傳遞給學生，方便學生在課前進行有針對性的準備工作。以微信文章的形式發布課程準備內容還可以為學生在評論區提供留言的機會，教師可以讓學生在閱讀完課前須知后在評論區進行“打卡簽到”，利用這一功能完成對學生預習工作的監督。

其次，對于課中的實驗和教學環節來講，教師還可以“雨課堂”等比較成熟的公眾號實現課中與學生的實時聯動。舉例來講，“雨課堂”公眾號及其同名小程序向使用者提供了課件共享功能，學生的手機端幻燈片可以與教師電腦端的課件進行同步放映。如果學生有不理解的地方，還可以利用雨課堂軟件提供的“彈幕”功能進行問題的發送。教師可以在講解課件時即時看到學生的“彈幕”信息，這樣一來也就省去了學生舉手發言的時間，提升了課堂講解效率[6]。這些“彈幕”信息也可以作為學生平時成績的參考，為成績的考核增加新的構成要素。

最后，互聯網在課后的溫習環節能起到有益作用。在進行課后復習時，學生對物理實驗有沒有掌握的情況，在實驗過程中由于經驗不足可能也會出現達不到實驗預期結果的問題。對此，在微信公眾號上教師可以對常見的實驗問題進行簡要的總結和解釋，以方便學生進行搜索查詢。

例如，針對“分光計”這一關鍵詞，學生可以在公眾號資源檢索中搜到“分光計的調整與玻璃三棱鏡的測量”“分光計中的綠色十字像”“放置三棱鏡看不到綠色十字像”等相關文章，幫助學生更好地理解和進行物理實驗[7]。當然，課后復習環節除了知識的再次理解外，還包括了學生實驗報告的撰寫。在物理實驗進行完畢之后，學生還需要將實驗過程中的數據進行整理記錄，形成最終的實驗報告結果。利用微信平臺，學生可以將自己的實驗報告進行上傳，教師可以通過“批改網”等小程序對學生的報告內容進行審閱批注。在小程序的幫助下，可以直線式縮短作業的成績登記和批改時間，改變以往的成績記錄模式，實現對學生考核的快捷化操作。

五、結束語

總的來說，“互聯網+”概念的提出為物理實驗教學提供了更多的教學思路。在互聯網技術的支持下，教師可以利用網絡授課、搭建網絡實驗平臺、多渠道整合教學資源以及創新實驗考核方法等途徑創新物理實驗課的教學模式。利用互聯網的“即時性”特征，教師可以實現和學生的“無時差”交流，將教學的距離縮短，更好地向學生提供教學服務。學生在“互聯網+”理念下的物理實驗教學中也能更有效地調動學生的學習興趣，在信息技術的支持下隨時進行物理實驗研究，收獲更好的實踐和學習效果。