网络教学平台在大学物理实验课程中的应用与实践

范志强 姚静

摘 要：文章对长沙理工大学网络教学平台的各项模块进行了详细的阐述，讨论其各项功能在大学物理实验课程中的应用，通过近年来的研究实践得到了一些有意义的研究结果，可以为今后大学物理实验课程的改革提供有益的借鉴。

关键词：大学物理实验；网络教学平台；教学实践

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2018）19-0100-03

Abstract： In this paper， the author introduces the web-based teaching platform of Changsha university of science and technology in detail and discusses its functions and the application in college physics experiment course. The researches got some meaningful results and can provide the beneficial reference for the reform of university physics experiment course in the future.

Keywords： College physicsexperiment course； web-based teaching platform； teaching practice

大学物理实验是面向全校理工科本科生开设的实验课程。物理学本质上是一门实验科学。物理实验是科学实验的先驱，体现了大多数科学实验的共性，在实验思想、实验方法以及实验手段等方面是各学科科学实验的基础。物理实验课覆盖面广，具有丰富的实验思想、方法、手段，同时能提供综合性很强的基本实验技能训练，是培养学生科学实验能力、提高科学素质的重要基础。它在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用。长沙理工大学是一所以工为主，工、理、管、经、文、法、哲、艺等多学科协调发展，以本科教育为主体的综合性大学。学科方面以交通，土建，电力和水利为主体，要求学生具有非常好的创新探索思维和实践动手能力。因此，学校一直以来都非常重视大学物理实验课程的建设，投入了大量的人力，物力和财力来保障大学物理实验课程对学生创新能力和动手能力的培养。2014年学校开发并上线了网络教学平台，并在随后的时间内对平台进行建设和升级，希望通过网络教学的模式来弥补传统教学方式的不足，提高学生的学习效果。本文对网络教学平台的各项模块进行了详细的阐述，讨论其各项功能在大学物理实验课程中的应用，通过近年来的研究实践得到了一些有意义的研究结果，可以为今后大学物理实验课程的改革提供有益的借鉴。

一、网络教学平台介绍

网络教学平台在原来教学系统的基础上，从对教学过程（课件的制作与发布、教学组织、教学交互、学习支持和教学评价）的全面支持，到教学的组织管理（用户与课程的管理），再到与网络教学资源库及其管理系统的整合，集成了网络教学需要的主要子系统，构建了一个比较完整的网上教学支撑环境。如今全校已有2329门课程进入网络教学平台，每学期有1000余门课程利用网络教学平台开展正常的辅助教学活动，截止目前累计访问达到1350273466人次。

网络教学平台根据实施目的可以分成网络辅助教学平台和研究型教学平台两类。其中网络辅助教学平台以“课程教学”为核心，支持课程长期滚动建设以及教学资源的积累与共享，支持教与学过程跟踪统计，实现教学过程与评价展示相结合。为教师提供了强大的在线备课工具和网络施教环境，并提供了充分的师生互动功能，极大拓宽了课程教学空间。而研究型教学平台支持案例教学、课程设计等教学模式，支持情景创设、问题提出、自主学习、协作讨论、多元化評价等全部环节，突出师生互动与协作，旨在培养学生高层次的学习能力和沟通协作能力。通过近年来不断的建设与发展，本校的网络教学平台已经逐渐趋于完善，在日常教学活动中发挥了越来越重要的作用。目前网络教学平台包含以下几大重要模块：

（一）课程管理

课程管理模块包括课程介绍、教学大纲、教学日历、教师信息、课程通知、选课学生管理与课程共享等几项内容。学生可以在课程学习前通过网络教学平台了解课程介绍、教学大纲、教学日历、教师信息等课程信息，以便对将要学习的课程进行初步的了解。课程通知可以方便任课老师及时发布一些重要的通知，方便学生及时查阅。选课学生管理可以对选课学生的学习情况以及学习成绩进行统计，增加学生主动学习的积极性。课程共享则可以让同一课程的老师互相学习，共同进行教学资源建设。

（二）教学资源

教学资源是网络教学平台的主体，是需要重点建设的模块。教学资源包含了本门课程的所有教学材料，通常包括教材、案例、影视、图片、多媒体课件等。教学资源可以根据授课进度逐步开放，让学生下载使用。教学资源的内容也可以根据课程的需要进行删减或者改动，使之更契合教学内容，方便学生学习。教学资源的建设通常以任课老师为主体，自行建设。学校在教学平台上也设立的资源中心，课程教师可以根据需要进行引用下载，加强教学内容的建设。

（三）教学活动

教学活动是教学平台上最活跃的板块，包括了答疑讨论、课程问卷、课程作业、在线测试等单元。传统授课模式中的教学活动往往只局限于课堂之上，由于时间和人数的限制，不能做到人人都参与。依托网络教学平台，学生便可以将课程中的疑问通过在线的方式与授课老师探讨。任课老师也可以发布课程问卷及时了解学生对课程内容，课程进度等方面的反馈意见，及时调整授课形式，提高授课质量。课程作业和在线测试单元方便学生在线提交作业以及对课程内容进行自我检测。授课教师也可以根据学生的自测结果及时了解学生的学习程度，方便后续重点讲解。

（四）课程建设

课程建设是对前述课程资源和教学活动中的课程作业，在线测试进行建设的模块。独立的课程建设模块可以方便授课教师对前述资源进行建设或者管理。一些已经建设成熟的教学资源可以及时发布到前述模块中进行使用。一些尚未完善或者还在编辑的教学资源则暂存在课程建设模块，方便进一步的编辑。授课教师通过课程建设模块对本门课程不断的建设与提升，从而最大程度的提高网络平台的教学水平和教学效果。

二、网络教学平台在大学物理实验课程教学中的应用

网络教学平台是依靠互联网背景提升学生学习效果的重要途径。近年来由于平台模块的增加和平台功能的完善以及互联网的飞速发展和移动终端的快速升级，学生更加接受这种线上的学习方式。网络教学平台不仅可以提升专业课程的授课质量，对实验类课程教学质量的提升也是非常有帮助的。特别是“大学物理”课程利用网络教学平台配合物理实验网上预约、管理，为学生提供了良好的网上实验预习平台。同时，学生在网络平台上选择实验课题，利用网络查找资料，在平台上讨论相关问题，课外时间进实验室自主实验，学生经过选题、实验前准备、实验操作、研讨、撰写课程论文和论文答辩等教学环节，感受科学研究的全过程，得到综合实验能力的训练，学会综合思维，提高了实践与创新能力。接下来，笔者就来讨论网络教学平台其各项模块在大学物理实验课程中的应用。

（一）课程管理模块可以有效提升大学物理实验课程的预习效果

目前大学物理实验这门课程最大的问题就是与大学物理课程不同步，需要学生在课前进行预习。然而大部分学生反映如果实验原理不了解，仅凭课前突击预习看懂的一点并不详细的实验介绍，靠猜想和推测去理解原理，然后操作自己并不知道是什么的仪器，记录不知所云的数据，经过近乎无意义的计算来得出奇怪的结果，完全不知道学它有什么意义。另外，在传统授课模式下，老师只能通过学生的预习报告来判断学生的预习效果。很多学生表示预习报告的分数是靠抄写得到的，学生并不会真正思考实验原理而是工工整整地抄写实验课本，没有达到预习的目的。依托网络教学平台的课程管理模块，不同实验项目的授课教师可以通过课程介绍让选课学生对该项实验有一个初步的了解。授课教师还可以在课程通知上发布本实验项目的预习要求，让学生在教学资源模块去提前学习实验原理以及实验操作流程。另外，授课教师还以在课程管理模块中统计每位学生是否进行了课前预习以及在不同内容上的预习时长，从而可以对每位同学的预习效果进行检查给出合理预习成绩。

（二）教学资源可以有效地拓宽大学物理实验课程的知识范围

网络教学平台的最大优势就是可以极大地丰富实验课程的教学内容，这对于传统授课模式下的大学物理实验教学非常有帮助。在传统授课模式下，一个实验项目既要讲解实验原理还要教授实验操作步骤，同时还要留出足够的时间给学生操作实践。因此，课上的安排非常紧凑。与此同时，学生在完成实验课程后也仅仅掌握了本次实验的原理与操作，不能将学习的知识进行扩充领会，甚至不知道学会该门实验的真正物理意义。通过教学资源的建设就可以很好地解决这个问题。授课教师可以将实验项目的背景资料，应用前景以案例、影视、图片、多媒体课件的形式上传于教学平台。学生可以在课前进行自主学习或者在课后进行复习。以大学物理实验中分光计项目为例，学生在课堂上学习了分光计的构造，操作技巧以及测量原理，但是对于分光计的实际应用却不甚了解。授课教师可以在教学资源中添加分光计测量光栅，分光计测量折射率等实验项目的测量视频与原理说明，让学生自主学习更好地了解分光计的用途。

（三）教学活动可以有效地提升大学物理实验课程的师生互动

与专业课程相比，实验课程具有分散性和独立性。这里的分散性是指不同实验项目的授课教师不同，授课时间不同。通常情况下一门实验课由一位教师负责，学生只能在课堂上与教师见面，学生有问题或者有没有理解的知识点必须在课上解决。独立性是指不同实验项目相互关联较少，例如力学实验的实验原理就无法在光学实验中应用。对于学生来说，每一项实验都是一个全新的知识内容。因此，学生在进行实验课程的学习时必须加倍专心，遇到疑难问题也很难及时解决。但是通过网络教学平台，学生可以在课后浏览教学内容来解答自己的疑问或者通过网络教学平台的互动模块给老师留言，老师通过网络沟通的方式对学生的问题进行解答。同时，不同实验项目的授课教师还可以在教学活动模块上添加课程作业与自测试卷。学生可以在课后登录平台完成作业或者测试试卷，然后由老师给出成绩评定。对于出错的题目，学生可以通过查看标准答案或者请教其他同学或者老师来进行解惑，做到最大程度地掌握该实验课程的知识点。

三、网络教学平台在大学物理实验课程教学中的教学效果

借助网络教学平台，大学物理实验课程的课前预习，课上授课演练以及课后讨论答疑都得到了全面的提升。

1. 通过网络教学平台，很大一部分学生都能做的课前认真预习。有了课前预习的基础，学生在课堂上很容易理解本实验项目的基础原理以及操作重点与难点。学生完成实验的平均质量大大提升，学生完成实验的平均时间大大缩短。

2. 通过网络教学平台，很多同学对实验课程产生了浓厚的学习兴趣，学生也从以往的被动学习向主动学习逐渐转变。一些学生在阅读了平台上补充资料后有了很独特的想法，然后在教学活动模块与老师互动。

3. 通过网络教学平台，真正地提高了学生的动手动脑能力。传统实验内容大多偏重于驗证性和演示性实验，对每个实验的目的、原理、内容、仪器、数据处理都写得非常具体，学生只要按照操作步骤进行即可顺利完成实验，留给学生分析思考的余地很少。一些设计性实验由于专业化程度比较高，很难在教学活动中开设。但是利用网络教学平台，学生可以在教师的指导下，针对某一给定的物理实验题目，查阅平台上给出的资料，借鉴类似实验项目的经验，分析实验原理，制定操作方法和步骤，观察和记录实验现象和数据、研究实验过程中发现的种种问题，并着重对实验结果进行分析和研究，直至完成实验。这样能够有效发挥学生主动性和思维能力，调动学生的动手能力和创造性思维，能够全面提高学生的创新能力和探索精神。

四、结束语

网络教学平台拓展了传统课堂教学的时间和空间，改变了传统的教学模式，推动了教学内容和方法的改革，既提高了教学的效率，也提高了整体教学质量。网络教学平台的使用，不仅在资源上丰富了课堂教学的内容，而且推动了研究性教学的开展。许多教师和学生也从初期的课程讲义的交流，发展到在平台上作业的提交与批改、在线测试、在线讨论与答疑以及研究性教学等形式。主讲大学物理，大学数学等全校公共课的老师利用网络教学平台积极开展研究教学探索，通过平台建立学习小组，利用平台发布小组研究的主题信息、探究公告、探究计划，建立资料共享站，利用网络平台开展教学成果网上展示等活动，极大地提升了学生的学习兴趣和学习的主动性，所得到的教学经验在学校教学工作会议上作交流，引起强烈反响。

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