浅谈线上预习系统在大学物理实验课程中的应用

林琦

摘  要：大学物理实验课程是高等院校理工类专业开设的最基础的实验课程，随着科技的日益进步，在高校中开设的新课程也日益增多，传统的物理实验课程课时不可避免地受到压缩，在此情形下，为了保障教学效果不下降甚至有所提升，我们开发了基于笔者学校实验仪器设备的线上物理实验预习系统，为学生提供了一个可互动的、直观的提前熟悉实验、模拟操作的网络预习环境，并在教学实践中取得了良好的教学效果。

关键词：大学物理实验  线上预习系统  实验教学

中图分类号：G434;O4-4    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）09（c）-0081-02

大学物理实验课程是理工科学生在进入高等院校后系统学习的第一门实验课程，通过对该课程的学习，学生能比较系统地了解科学实验的各个环节，加深对物理理论知识的理解，掌握部分实验仪器的使用方法并了解规范使用仪器设备的普遍规则，掌握对实验数据及误差的处理方法，对学生后续需要学习的基础类实验及专业类实验课程起着铺路石的作用。但是随着社会的发展及科技的进步，各种知识更新速度越来越快，尤其是与理工科相关的科技知识更是日新月异，学生在校时需要学习的新课程门数也相应有较大幅度的上升，因此作为传统课程的大学物理实验课时受到了一定程度的压缩。在此情形下，有必要引入新的教学手段来保障课程的教学效果不下降甚至还要有所提升。

对于新的物理实验教学手段，笔者学校物理实验中心采用的是搭建物理实验的线上预习系统，使学生在进入实验室开始做实验前，通过物理实验中心网站上的线上实验预习系统观看相关实验的Flash动画演示并可以进行模拟操作，比较直观地了解实验中会使用到的实验设备，了解实验中会出现的实验现象及数据的读取方法，减少进入实验室后的适应时间，在学时减少的情况下，保证了教学效果。实际上物理实验线上预习系统其他院校也多有采用[1-3]，但通常使用的是由软件开发商设计开发的通用系统，其系统中的实验设备、读数装置及操作方法较难与学校本身的实际情况完全匹配，而该校物理实验中心的线上预习系统虽然界面较为简陋，实验类型并不多，但由于是根据该校物理实验中心的实际情况独立自主开发，更能与实际的物理实验教学内容相匹配，在使用中也得到了良好的教学效果。

1  基于该校实验设备的物理实验线上预习系统开发与简介

该校使用的物理实验线上预习系统采用Flash程序开发，具有交互功能，学生可点击界面上的实验仪器进行连线、测量等实验模拟操作，整个网页开发基于微软的asp.net技术，该线上实验预习系统的入口位于物理实验中心网站的右上角，该校学生通过校园网即可登录该系统，如图1所示。

预习系统现包含了声速测定、分光仪调整等9个实验项目，基本涵盖了该校开设的基础物理实验和部分综合物理实验项目，点击其中的实验名称链接即可进入相关的实验项目动态演示及模拟操作界面。图2为声速测定实验的演示及模拟操作示意图，以下以此实验为例加以说明，其中的声速测定仪、信号发生器及双踪示波器与实验室所使用的真实仪器完全一致，学生在此模拟界面中可比较直观地熟悉实验中使用的实验设备，并可点击界面上的步骤按钮模拟操作实验的主要步骤，在界面上也给出了主要的实验现象说明，让学生更好地更直观地看到并理解相位法测声速的李萨如图形变化规律及其相关的物理原理，在该实验模拟界面上还给出了声速测定仪位置标尺及手摇鼓轮的读数方法，通过读取李萨如图形分别为一三象限斜线和二四象限斜线时的接收器位置刻度，即可计算出声波的半波长，再乘以声波的频率计算出声波在空气中的速度。整个实验的模拟过程完全按照本校物理实验教材的原理及步骤描述，使学生在进入实验室前，即可较好地熟悉实验，为正式的操作奠定良好的预习基础。

2  采用線上物理实验预习系统后的教学效果

在教学实践中，我们鼓励学生在实验前利用线上物理实验预习系统预习实验，此举得到了学生的良好响应，学生普遍反映该系统直观易懂，很好地解决了只看教材时，对实验设备和实验现象存在隔膜感的问题，对于理解相对抽象的实验原理也起到了很好的辅助作用。进入实验室后，实验操作更快、更准确，对数据的分析判断也更到位。实验老师也普遍反映在实验前使用过预习系统的学生，实验操作及数据分析更出色，进而也直接影响了实验报告的成绩。总之，线上物理实验预习系统的使用在实验课时有所减少的情况下，较好地保障了课程的教学效果。

3  结语

随着科技的加速进步，理工类高等院校开设的相关新课程也日益增多，传统的物理实验课时不可避免地会受到一定幅度的压缩，在此情形下，我们开发了基于该校实际实验设备的线上物理实验预习系统，为学生提供了一个直观的熟悉实验、模拟操作的网络预习环境，在教学实践中取得了良好的教学效果。在日后的实验教学中，我们将继续完善实验项目，并对更新了实验设备的实验重新制作网上模拟实验仪器设备动画，为物理实验课程的顺利开展持续提供助力。

参考文献

[1] 范志强，姚静.网络教学平台在大学物理实验课程中的应用与实践[J].高教学刊，2018（19）：100-102.

[2] 谭佐军，程其娈，陈建军，等.虚实结合混合式大学物理实验预习模式的实践[J].物理实验，2018，38（5）：40-43.

[3] 吴肖，黄国华，吕华.大学物理实验自主学习系统的构建与实现[J].实验科学与技术，2016，14（4）：91-93，156.