大学物理实验线上开设直播课的尝试、探索与思考

2020-06-11朱盼盼朱雨莲

物理实验 2020年5期

王旗，刘静，朱盼盼，朱雨莲

(东北大学理学院，辽宁沈阳 110819)

2020年的春季学期，在教育部的指导下，高校教师“停课不停教”，全国大学生“停课不停学”. 东北大学物理实验教学中心积极开展线上物理实验教学，为学生提供“MOOC看实验+虚拟仿真实验+在家动手做实验”的实验学习套餐，组织学生在家完成大学物理实验的学习. 组合套餐式的学习模式得到了光明日报客户端、香港文汇网、新华网、中国教育新闻网等媒体的报道，同时也得到了国内物理实验教师同行的好评. 但是，学生是否能主动参与线上学习、学生通过网络平台不能实时答疑等问题随之出现. 因此，笔者尝试了线上直播的大学物理实验教学，作为物理实验线上学习的重要补充. 在哔哩哔哩平台开设大学物理实验的直播课，直播首次便受到全网大学生的热情支持，人气值最高13.6万，弹幕总计2.7万.

1 东北大学物理实验课程的基本情况

近年来，各高校物理实验教学纷纷探索新教学模式，以提高物理实验教学质量[1-5]. 东北大学物理实验教学中心自2016年开始，探索建设6S标准化、智慧化实验室，并开展了翻转课堂模式的学生主动学习模式的探索. 学生自主网上预习，实验室小组讨论学习，每人1台仪器开展实验学习. 在学生学习模式转变的同时，也进行了分层次教学，为不同的学生提供不同的学习选项.

每个实验教学项目分成基础、进阶、高阶3部分内容：基础内容为所有学生必做实验内容，网络资源包含了比较完整的实验原理、实验操作和数据处理，学生可以按照教师线上视频资源指导完成实验操作；进阶部分教师给出实验仪器的基本操作、实验要求等网络教学资源，学生按照要求学习原理和设计实验，完成测量任务；高阶部分教师只给出实验要求，学生进行研究探索型实验.

2 物理实验线上开课的实施方案

面对疫情，办法总比困难多[6-8]. 东北大学物理实验教学中心，为学生打造“MOOC看实验+虚仿模拟实验+在家动手做实验”的“套餐式”在线教学模式，提高课程教学的创新性和挑战度，更为物理实验教学提供了“东北大学方案”.

为方便学生在疫情防控期间在家做物理实验，东北大学物理实验教学中心为学生布置了妙趣横生、贴近生活的实验项目，方便学生便利、高效地宅家开展物理实验.

大学物理实验课程于2020年2月21日在中国大学MOOC平台上线开课，同时，实验中心建设了丰富的虚拟仿真教学资源，可开展涵盖力学、热学、电磁学、光学、近代物理实验以及大型仪器仿真的虚拟仿真类实验项目50余项，2017年被评为辽宁省物理实验虚拟仿真教学中心，“核物理综合实验”项目2019年被评为国家虚拟仿真实验教学项目. 为应对疫情防控给教学带来的挑战，物理实验教学中心整合虚拟仿真资源，调整服务器配置，目前，学生可通过VPN访问校园网，继而访问中心的虚拟仿真平台，自由开展实验室的全部虚拟仿真实验学习项目，还可以利用VR眼镜开展5项实验. 其中，国家虚拟仿真实验教学项目“核物理综合实验”面向全国高校开放.

实验课，顾名思义，不是“纸上谈兵”，而是动手操作，应该包含创新型、探究型的实验项目，而网上MOOC、虚拟仿真资源无法实现全部的教学目标. 为了让学生在家也能动手做实验，经过多次网上研讨、方案论证、实验试做，最终确定了学生居家实验教学方案及大纲[9-10]. 表1为居家实验的内容清单.

表1 居家实验的内容清单

2020年3月12日，东北大学承办组织召开了“2020年全国大学物理实验线上教学研讨会”，1 000余位高校物理实验教师参与，共同探讨了大学物理实验居家开展的方案.

3 线上直播的初衷和尝试

3.1 组合实验套餐遇到的问题

学习资源的充分准备并不一定能够带来好的学习效果. 开课1周，教学团队发现学生看MOOC，做练习能力较强；但是，自行在家设计、搭建实验装置能力较弱，实验完成效果较差. 为了解决这一问题，实验中心为每个班级开设QQ群答疑，在MOOC上搭建讨论话题，带动学生主动学习，在家做实验，但收效甚微.

教学团队与部分学生沟通，讨论遇到的困难和问题，并制定了解决方案，开设网上直播.

3.2 选定平台，开始直播

在充分与学生沟通之后，尊重学生的建议，选择在哔哩哔哩平台开设直播，教学团队在第2周开出了直播课，最高人气值达13万，受到了全网大学生的欢迎.

第1次直播课主要是教师与学生沟通在家做实验的第1个实验项目力学实验，教师为学生讲解实验材料的选择、实验装置的搭建、数据记录和处理等. 学生通过弹幕与主播教师互动，总计收到弹幕2.7万条. 充分的互动令学生理解了教师实验设计的初衷.

3.3 设计内容，协调慕课

直播课应该达到实时授课的目的，教师与学生的互动显然更为重要. 直播课弥补了MOOC教学中师生无法实时互动的不足，将课堂教学与课后答疑进行了恰当融合，达到解决学生问题的目的.

4 线上直播的讨论和思考

在直播课开课2周后，教学团队对学生进行了网上问卷调查，结果显示91%的学生完成了基础实验部分，62%的学生完成了进阶实验的内容，17%的学生完成了高阶实验的探索研究，与原有实验室实验的完成比率已经非常接近. 另外在网络开课的各种形式中，最受学生欢迎的形式是物理实验的直播课，每次开课有超过98%的学生观看了直播或者录像.

随着社会信息化的不断发展，网络成为学生获取知识的重要渠道，近年来，“网红”文化应运而生. “网红”即网络红人，是网络媒介环境下，由于具有特殊才艺或独特的人格魅力，而受到大众的欢迎和追捧，并对受众者思想或行为起引领作用的人，“网红”文化是传统媒体及受众心理需求等因素共同作用的结果. 教师在教学过程中，应结合信息化时代特点，了解学生的兴趣点，并采用多元化教学手段，这样才能更好地开展教学，提升学生的学习兴趣. 教师当“网红”，更加接近学生的兴趣喜好，让学生爱上物理实验课程，增强学生学习的主动性，真正做到以学生为主体教学，形成教与学的良性循环.

在线上直播的教学环境下，崭新的直播方式能够提升学生的学习兴趣，增强学生的投入意愿. 同时线上直播教学提供的教学内容多样化，带来了学生的思维多样化、多角度化，从而提高学生分析问题、解决问题的能力，促进学生思维的健康发展. 教学方式的创新，带来的是学生学习方式的创新，因此，线上教学成为提高学生知识储备的有效手段，为学生创造性思维开发提供了多种方式.

传统教学模式以教师讲课为主体，课堂按照教师安排好的课程内容按部就班进行，教学模式单一，学生参与度低. 线上直播课学生能够通过弹幕参与到教学中，实现学生与教师实时交流，学生有问题能够随时得到解决，提高了学生的课堂参与度，不仅活跃了课堂气氛，还增进了师生感情(图1). 另一方面，不同于教室教学人数有限制，线上直播参与量高达成千上万人，为学生学习营造了良好的氛围，让学生爱上课堂，课后的录屏回放功能为学生提供了更多复习手段，提升学生的学习能力.