地方高校大学物理实验网络化教学模式探究与实践

(湖南理工学院，湖南 岳阳 414000)

1 引言

大学物理实验是高校理工科实践教学的重要环节，在培养创新人才方面起着其它实验不可替代的作用。不仅能够培养学生严肃认真的科学态度和实事求是的科学精神，在提高学生分析问题、解决问题的能力也起到独特的作用，而且能够最大限度的激发学生的创新活力，提高学生的实践动手能力[1]。

2 传统大学物理实验教学模式弊端

近几年来随着信息技术迅速发展和高校扩招学生人数迅猛增加，传统的大学物理实验教学模式在新形势下面临各种各样的问题[2]。主要体现在：（1）实验室建设费用高昂。传统的实验教学主要依赖费用高昂的实验设备，存在投入大、维护费用高，开展过程受时间、地点、人力、物力、财力等限制问题，致使实验教学无法有效开展，严重影响教学质量；（2）教师指导难以到位。有限的教师很难在有限的时间内细致地指导大批的学生，教学目标难以达到。设计性和探究性试验更是难以开展；（3）教学目标难以落实。 培养动手能力、设计能力和创新能力是实验教学的重要目标。但是目前学生主要根据实验指导书进行验证性实验，有些实验操作训练不足，创新能力难以提升。

针对传统实验教学中存在的教学方法单一，知识学习和实验动手操作相互分离，学生缺乏学习主动性和创造性等问题，我们提出了开放式虚拟实验教学系统的解决方案。

3 大学物理实验网络化教学模式

在网络技术飞速发展的今天，利用网络技术拓展教学方法，丰富教学手段是教育发展的一种趋势，大学物理实验网络化教学模式日益受到人们的重视。大学物理网络化教学模式是以计算机网络为依托，学生通过网络进行自主学习的教学模式，可有效地解决高校物理实验室资源不足、实验教学受到学时和实验空间限制等问题，吸引学生主动参与实践活动，培养学生对“提出问题、研究问题、解决问题”的兴趣和思索能力、辨析能力和探索求知精神，发展学生的个性，挖掘学生的潜质，激发学生的创造力，达到提高学生实践能力和综合素质的目的。

根据大学物理实验课程教学的基本要求，结合我校的实际情况，本文对大学物理网络化教学模式进行了有益的探索。

图1 系统结构图

我校的大学物理网络化教学主要由4部分构成，如图1所示。

3.1 大学物理实验资管理系统

资源管理系统主要包括网络课堂、教学课件和信息发布三个部分，学生在上课之前，可以通过对仪器的图片简介和视频资料的操作演示，在教学课件的帮助下，对该大学物理实验项目有一个初步的了解和认识。进一步激发学习兴趣和熟悉操作流程。

3.2 大学物理实验预约系统

针对传统的手工安排课表方式工作量大、排课效率低、容易出错等问题，我们实施了网络预约开放式实验教学这一新的教学模式，这样学生可以灵活安排大学物理实验的上课时间，根据需要选做自己感兴趣的实验项目，有利于发展学生的个性和潜质，激发学生的创造力，达到提高学生实践能力和创新素质的目的[3,4]。

3.3 大学物理仿真系统

大学物理仿真系统是利用仿真虚拟技术, 将实验设备、教学内容(包括理论教学)、教师指导和学习者的思考、操作有机融合为一体, 模拟学生进行实验操作的整个过程, 从而构成全新的实验环境。大学物理仿真系统为物理实验教学的发展带来了新的契机，是我们开放实验室的一个重要组成部分[5]，大学物理仿真实验的网络教学克服了实验教学长期受到课时、场地和设备限制的困扰，进一步培养了学生的动手能力和实验技能

3.4 在线交流答疑系统

在线交流、答疑系统是师生之间进行沟通的桥梁和讨论问题的有效方法，学生对大学物理知识疑问和实验室的意见及对老师教学方法的建议都可以在在线交流系统中提出。管理员亦可以客观地进行回复。通过在线交流、答疑系统我们可以进一步了解学生的上课情况并对教学方法进行优化，督促学生自主地进行设计和探讨。

4 网络化教学模式的探索

我校于2003年对大学物理实验教学模式进行改革，向网络化、智能化发展，依托大学物理实验室的建设，在湖南省高等学校示范实验室项目和湖南省教育厅教学改革的资助下，经过多年的实践和优化，进行了有益的探索。

4.1 优化实验预约系统

传统的实验排课依靠管理员手工进行，不能根据学生的课程灵活安排，不仅制约了学生的个性发展，而且管理员必须花费大量的时间和精力来处理学生的预约、违约调课事件。我校的大学物理实验预约系统2007年开始筹划，2008年正式运行。考虑到大学物理实验课程特殊情况，我们在原有的基础上进行了优化，使得该系统能够根据学生的选课情况智能地提示是否漏选、实验项目时间冲突和选课时间是否在节假日等，特别是对于学生的违约情况或因事假、病假而不能按预约时间上课的同学，自主开发了调课信息化系统，能够通过违约申请、审核、调课流程进行自主调课，不仅大大减轻了管理员的工作量，提高了效率，而且学生调课也更加方便、快捷，更加人性化。

4.2 将虚拟仿真系统引入课堂，营造多元化教学方法

科技发展日新月异, 实验室的设备也必须不断更新才能跟上时代的步伐 但是高精尖的仪器设备价格十分昂贵，而且某些实验要求配套仪器和专业的管理、技术人员，受资金的限制，许多实验项目无法拓展。而大学物理虚拟仿真系统可以将虚拟技术、实验设备、教学内容(包括理论教学)、教师指导和学习者的思考、操作有机融合为一体, 构成全新的实验环境，为大学物理实验教学的发展提供了新的机遇。

4.3 自主制作多媒体网络资料

为进一步激发学生的学习兴趣，挖掘学习的潜力，我们大学物理实验组组织拍摄了与实验相关的图片、视频资料并整理发布在资源管理系统上，这样学生可以在上课之前可以通过信息资源管理系统更加充分的了解到该实验项目的相关信息，相比传统的教学模式，学生掌握的知识面更加全面。通过实验设备、仪器介绍和图片展示，让学生对该实验项目有一个初步的了解；通过实验项目原理、操作过程的视频简介，可以进一步熟悉实验内容和操作流程，从而达到事半功倍的效果。

5 总结

依托大学物理实验室，结合我校的具体情况，对地方高校大学物理实验网络化教学模式进行了探讨，在实践过程中优化了实验预约系统，将虚拟仿真系统引入网络课堂，营造了多元化、信息的教学方法，并且自主制作、整理、发布了多媒体网络资料，实践结果表明，相对传统的大学物理实验教学模式，网络化教学模式能有效地激发学生的创造力，提高学习兴趣，培养学生的探索精神。

[1]梅孝安,苏卡林,周菊林,李蓓,周华林.大学物理实验教学创新改革研究[J].大众科技,2009,04(116):175-176.

[2]霍剑青,王晓蒲.大学物理实验信息化教学与物理实验教学方法的研究[J].中国大学教学,2007,05:78-81.

[3]蒋芸,周惟公,刘永刚.实验物理中的网络教学与管理[J].实验技术与管理,2006,23(7):72-73.

[4]王月明,刘官元,董大明.网络背景下大学物理实验教学模式探讨[J].大学物理实验.2010,23(3):85-87.

[5]韩志达.网络教学在大学物理实验教学中的应用[J].实践教育教学,2009,10(146):151-152.