互联网+大学物理实验教学的探索与研究

刘红丽

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2010-5042-2447

摘  要：大学物理实验是普通工科院校各专业课程体系中一门重要的基础课程，但是在传统大学物理实验课程中存在一些问题且不利于培养目标的实现。该文针对传统大学物理实验课程中存在的问题，借鉴“互联网+”的创新理念和创新模式，将互联网融入大学物理实验教学过程中，创建互联网+大学物理实验教学模式。该模式中包括优化大学物理实验教学内容，构建学生自学平台;打破时空限制，搭建便捷的师生交互平台;注重培养学生的动手实践能力，创建多元化的实验考核方式。

关键词：大学物理实验  互联网+  课程建设  教学模式

中图分类号：G642                            文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）03（b）-0010-04

Exploration and Research of Internet + College Physics Experiment Teaching

LIU Hongli*

（Science and Technology Teaching and Research Section， Special Police Academy of Chinese People's Armed Police Force， Beijing， 102211  China）

Abstract：College physics experiment is an important basic course in the professional curriculum system of general engineering colleges. However， there are some problems in the traditional college physics experiment course which are not conducive to the realization of the training goals. Aiming at the problems existing in traditional college physics experiment course， this article draws on the innovative ideas and models of "Internet +"， integrates the Internet into the teaching process of the college physics experiment and creates an Internet + college physics experiment teaching model. This model includes optimizing the teaching content of the college physics experiment， building a self-study platform for students; breaking the limitations of time and space， building a convenient teacher-student interaction platform; focusing on cultivating students' hands-on practical ability， and creating diversified experimental assessment methods.

Key Words：The college physics experiment; Internet+; The curriculum construction; The teaching mode

大學物理实验是一门理论与实践相结合的基础课程，在掌握物理理论的基础上，同时具有丰富的实验思想和实验方法，又能提供综合性很强的基本实验技能的训练，是提高学生科学实践能力和动手能力、培养其创新意识的一门重要课程。但是，传统的大学物理实验教学中存在诸多弊端，首先，教学模式较单一，教师多采用先讲理论再演示实验操作的方式，而学生只是按部就班地完成实验，得出实验结论，这就影响了对学生创造性思维的培养;其次，学生只是在实验课上简单的重复实验，致使实验资源利用率低下;最后，实验的考评方式简单，当前绝大多数高校实验教师在考查实验操作方面，主要是看学生的实验报告，这就使得学生不注重实验操作，而把重点放在完成实验报告上，甚至会出现凑数据，抄袭其他同学的现象。

随着网络技术以及多媒体手段的高速发展，许多高校也不断尝试将互联网技术融入大学课程中。在2015年3月的第十二届全国人民代表大会第三次会议上，李克强总理提出制订“互联网+”行动计划。“互联网+”[1-2]是一种将互联网与传统行业相结合，以促进各行各业产业化发展的思维模式。同样也可以将互联网与传统教育行业相结合，形成“互联网+教育”的模式，来改善传统教育领域存在的问题，比如近年来出现的慕课、微课等，有利于实现教育资源共享，同时有助于拓宽学生的视野。但是，对于大学物理实验这门理论与实践相结合的课程，大部分高校只是将互联网资源简单地叠加到传统的教学模式中，并没有实现实验教学与信息技术深层次的融合。对于这种现象，该文针对传统大学物理实验课程中存在的问题，借鉴“互联网+”的创新理念和创新模式，将信息技术真正融入大学物理实验教学过程中，创建互联网+大学物理实验教学模式。该模式中包括优化大学物理实验教学内容，构建学生自学平台;打破时空限制，搭建便捷的师生交互平台;注重培养学生的动手实践能力，创建多元化的实验考核方式。

1  传统大学物理实验课程中存在的问题

大学物理实验是普通工科院校各专业课程体系中一门重要的基础课程，着重培养学生仔细观察、查阅资料、独立思考、确定实验方案、协同操作等方面的能力，培育学生创造性思维与创新意识，提高学生实事求是的科学精神，在高等学校人才培养中具有不可取代的地位[3]。然而，传统大学物理实验教学模式普遍存在教学模式单一、实验资源利用率低以及考评方式简单等诸多问题。

1.1 传统教学模式缺乏学生课前预习考核机制

传统的大学物理实验预习模式就是学生阅读大学物理实验教材，根据预习情况写出预习报告。但是这种模式缺乏有效的考评监督手段，预习报告中存在抄书本、抄同学实验报告的现象，预习报告不能准确地反映学生对实验原理的掌握情况，当发现学生在实验操作中存在困惑时，教师就需要花费大量的时间对实验原理进行讲解，造成学生操作时间相对不足。

1.2 在实验操作过程中缺乏对学生创造性思维的培养

在传统大学物理实验教学模式中，“教师为中心”的现象比较普遍，通常情况下，教师首先对实验原理进行讲解，然后再演示实验操作步骤，学生只是按照教师的讲解并参照课本上的内容把实验重复一遍，得出实验数据。这种实验教学导致学生只是被动地完成实验，有的学生甚至投机取巧，直接抄袭别人的实验数据。因此，传统大学物理实验教学中，未能有效地实现提高学生科学实验能力与科学素质的教学目标，缺乏对学生创造性思维的培养。

1.3 传统考评方式存在较大弊端

大学物理实验成绩主要由形成性成绩+终结性成绩组成，形成性成绩主要以学生的实验报告为主，重视实验数据及误差等结果，忽略实验操作过程中学生的表现，同样终结性成绩很大程度上取决于学生实验考试的卷面成绩。这种考评方式造成学生不重视实验基本操作，而将主要精力放在实验报告上，有的同学甚至编造实验数据或者直接抄袭他人的结论。

2  “互联网+”对大学物理实验教学的积极影响

近年来，互联网飞速发展，已经融入人们生活的方方面面，导致人们的生活发生了翻天覆地的变化，使人们的生活变得更加便捷高效，同样将互联网融入大学物理实验教学中，也会产生很多积极的影响。“互联网+教育”的教学理念将教学方式由“先教后学”转变为“先学后教”，将学生由“被动学习”转变为“主动学习”，改变了“教师先演示，学生后模仿”这种不利于培养学生动手能力和创新素养的传统教学模式[4]。

2.1 提供更多的大学物理实验教学资源，有利于学生有针对性地进行学习

大学物理实验是一门理工科专业理论与实践相结合的学科基础课，理论性和实践性都较强。而学生来自五湖四海，他们的实验基本知识、方法和技能等方面存在一定的差异。如果仅仅依靠教师统一在课堂上对实验原理和操作进行讲解，很多学生难以吃透实验原理、熟悉实验操作。利用“互联网+”，可以将远程教育、在线课堂、慕课、微课等教学资源整合[5]，作为教师课堂教学的补充，以满足不同层次学生的需求，有利于学生有针对性地进行学习。

2.2 使大学物理实验教学更加便捷，有利于师生交流

互联网+大学物理实验教学将现代信息技术与教育教学深度融合，开启交互式教学。一方面，不仅同一学科的教师可以进行交流，不同学科的教师也可以进行在线交流，这有利于学科之间的融合。同时也促进了师生之间的互动，学生和教师可以利用互联网相互传递、共享各种资源，提升学生学习效率，实现网上预约、在线答疑等教学活动。这就使教师在课堂上能够更加有针对性地对实验进行讲解，把更多的精力放在学生的实验操作上，在有限的课时内发现并解决问题，逐步培养学生的学习兴趣和实验能力，开发他们的创新思维。

2.3 优化大学物理实验考核模式，培养学生的创新能力

传统的实验教学多采用“实验报告+期末成绩”的方式对学生进行考核，评价方式单一。在“互联网+”技术支持下，可以创建“课前预习+课中操作+课后创新”的实验考核方式，建立预习和报告在线自动评判系统，采用在线理论考核与线下技能考核相结合的方式，形成多元化的考核机制[6]。

3  互联网+大学物理实验教学模式的探索

大学物理实验教学是学生在理解大学物理理论知识的基础上，形成自学能力和探索合作精神，锻炼动手能力，培养创新意识的重要手段。针对大学物理实验课程的培养目标，基于互联网平台，探索互联网+大学物理实验教学模式，该模式的具体模型见图1，该模式具体实施的系统流程图如图2所示。

3.1 优化大学物理实验教学内容，构建学生自学平台

大学物理实验是一门理论与实验并重、强调实践的课程，通过学生的实际操作，培养学生的创新能力和实践应用能力，使学生具备科学素养和探索精神。在实验内容上，将大学物理实验在“力学、热学、光学、电学及近代物理实验”五大模块的基础上分为基础性实验、综合性实验、设计性实验和创新性实验，在实验教学中，采用“线上+线下”相结合的教学模式。学生在教师的指导下，可以提前在线上进行高效的预习，为线下课堂教学、自主解决问题奠定基础，这有利于培养学生的自主探索能力，能更好地提高学生的动手能力[7]。

对于基础性实验、综合性实验和设计性实验，可以将实验原理和操作拍攝成“微课”，上传至学生自学平台，并且平台可以连接多种网络资源，学生在线上可以根据自己的实际情况提前预习实验内容，弄懂实验原理，这样在线下课堂上就会有更多的时间进行实验操作，教师也可以有针对性地对实验进行讲解。而对于创新性实验，建立创新实验室，主要采用线上资源找灵感，线下实验室完成作品，再将作品上传至线上分享交流的方式。

3.2 打破时空限制，搭建便捷的师生交互平台

基于学校的网络资源和师生的手机、电脑等网络终端设备，搭建便捷的师生交互平台，平台包括教学管理模块、实验室预约模块和师生交流群。在这个平台里，能够顺利地完成教学安排和教学过程管理，提供课程设置信息、教师排课信息、实验室预约信息，使学生能够根据这些信息提前预习实验，并推进实验室全方位开放，满足不同专业、不同层次学生的需要。在整个过程中，可以利用师生交流群及时交流互动，做到答疑解惑，提高教学效率。学生可以随时随地利用闲散碎片时间进行学习，针对自己的专业与自己的课程安排时间，满足个性化需求，提高学生学习的积极性和时间利用率，逐渐养成自主学习和创新能力。

3.3 注重培养学生的动手实践能力，创建多元化的实验考核方式

基于互联网平台，改变传统的“实验报告+期末成绩”的实验考核模式，形成“课前预习考核+课中实验操作考核+课后数据处理及反思考核+综合创新能力考核”多元化的实验考核方式。

课前预习考核主要包括学生自学预习自测和教师课前统一测试，分别设置线上预习自测题库和课前测试题库。学生在自学平台预习完将要做的实验后，就可以进行预习自测，系统会自动阅卷并将结果反馈给学生，同时给出正确的答案，这样学生可以有针对性地查漏补缺。课前测试是检验学生预习效果的监控环节，实验课开始之前由老师统一组织，由系统随机分发试卷，测试结果既可以检验学生的预习效果，又有利于教师上课时有针对性地对知识点进行讲解。

课中实验考核主要考察学生的实验操作情况，提高学生自主动手解决问题的能力。在每个实验桌上安装摄像设备和录音设备，学生进行实验时开启摄像和录音功能，自动记录学生实验操作时的每一个细节并实时上传至互联网平台。教师除了可以在现场观察学生的实验操作外，还可以在平台上查看学生的实验操作视频，并且视频播放过程中可以方便地运用播放、停止、暂停、快进、快退等功能，有利于了解学生每一步的实验操作情况。

课后数据处理及反思是锻炼学生分析能力、数据处理能力和书写表达能力的重要环节，基于互联网平台，鼓励学生相互交流，采用多样化的方法对实验数据进行处理，还可以利用仿真软件对实验进行在线仿真。设置创新实验室，学生可以自主安排时间，结合所学的实验方法，自己动手做一些小制作，参加一些实验竞赛以及大学生课外科技项目，将自己的作品上传至互联网平台，作为综合创新能力考核的内容。

4  结语

该文分析了传统大学物理实验课程中存在的问题，将互联网融入大学物理实验教学中，构建了基于互联网的大学物理实验教学模式。在该模式中，基于互联网构建学生自学平台，搭建便捷的师生交流平台，并且创建多元化的实验考核方式，将线上与线下教学紧密结合，实现教学外延，提倡教师改变传统的教学模式，鼓励学生多形式学习，注重培养学生的动手能力和创新能力，推动形成人人皆学、处处能学、时时可学的泛在化学习新环境。

参考文献

[1] 茶晋高.微课在中职《物理》课程中的应用探究[D].湖南科技大学，2019.

[2] SALLAI G. Chapters of future Internet research[C] // Proceedings of the 2013 IEEE 4th International Cognitive Infocommunications.Piscataway，NJ： IEEE，2013：161-166.

[3] 秦平力，余雪里，张昱.“互联网+”背景下大学物理实验教学创新与探索[J].物理通报，2019（9）：100-103，109.

[4] 彭勇宜，何軍，孙克辉.大学物理实验教学改革[J].西部素质教育，2019，5（4）：147-149.

[5] 王新蓉.“互联网+”大学物理实验教学体系构建[J].信息周刊，2020（9）：1-2.

[6] 古迪，朱伟玲.基于“互联网+”的大学物理实验考核模式的研究[J].物理通报，2019（6）：82-85.

[7] 冯卓宏，陈悦华，庄彬，等.基于互联网+大学物理实验教考辅立体化建设[J].实验室科学，2018，21（6）：67-70.