網絡時代高校物理實驗線下線上教學探究

摘要：隨著網絡技術的快速發展，網絡線上教學已經在各個學科中得到廣泛應用，而大學物理實驗作為高校理工類學生必修的基礎課程，卻還依舊按照傳統的線下教學模式進行授課。傳統的線下實驗教學模式存在著許多缺點，為了更好地促進學生對實驗的興趣，培養學生創新思維的發展，跟上時代發展的步伐，避免學生學到的知識與社會脫節，高校應利用先進的信息技術搭建網絡教學平臺進行線上實驗教學，學習現代先進的線上網絡教學方法，與社會同步發展，使學生所學的知識更好地為社會服務。本文分析了目前大學物理實驗教學的現狀，以及探討研究了在網絡信息化背景下大學物理實驗的教學模式，該如何利用好線上線下教學模式，并根據大學物理實驗教學模式的現狀，提出了多樣化的大學物理實驗教學模式的建議和教學改革的方案。

關鍵詞：大學物理實驗；網絡教學；線上線下實驗教學；教學改革

一、引言

隨著網絡技術的快速發展，高校越來越重視科學的教育方式。為了適應社會的發展與社會接軌，許多高校已經將網絡教學技術應用到大學課堂上。在各個學科領域都可看到網絡教學的身影。同樣身為高校最基礎最重要的物理實驗課程，也應該重視網絡實驗課程的應用，把當代最先進的技術應用到實驗教學中，這樣才能跟上時代的步伐，并提高學生對物理實驗課程的興趣。通過線上網絡實驗課程的學習，學生可以在網絡學習平臺上反復觀看實驗教學視頻，這種學習方式可以鞏固學生所學實驗知識，使學生更好地去掌握實驗方法。雖然傳統的線下實驗教學方式存在一些缺點，但線上網絡教學也存在許多弊端，因此實驗教師需要在傳統的教學模式下利用網絡教學，取其精華去其糟粕，將線下與線上這兩種教學模式進行混合，才能提高物理實驗課程的教學質量。高校引用網絡信息化技術平臺進行教學是時代科技發展的必然產物。實驗教學的改革要與實際相結合，并合理利用社會科學發展的技術手段，才能與社會接軌，培養出的學生才能更快更好地適應畢業后的社會工作崗位。

本文從傳統的線下實驗教學模式、實驗方法、內容和管理方式上進行剖析，提出當前大學物理實驗課程的現狀，結合現代網絡信息化平臺技術的優缺點進行探討，以探討如何在網絡發展的時代，把線下和線上更好地相結合，怎樣找到更好地教學方式，更好地教育學生開發他們的創新思維，提高學生對實驗的興趣。

二、當前大學物理實驗教學的現狀

據調查發現，高校在實驗教學方面的模式都不完全相同，有的高校已經使用線上教學模式，有的高校物理實驗課程采用的實驗教學模式還是傳統的線下教學模式，不是實驗教師不想使用網絡教學模式，而是受到高校自身條件的制約，比如學校資金、場所等等的限制，才使得線上實驗教學推動如此的緩慢。以下從六個方面對大學物理實驗教學的現狀進行剖析，找出阻礙網絡教學發展的主要因素。

從教學模式方面來說，傳統的線下實驗教學模式主要包括以下幾個步驟：課前實驗教師要求學生對物理實驗內容進行預習^[1]，把預習的內容書寫到預習報告冊上。課堂上，由實驗教師講授實驗的理論原理、實驗內容和實驗目的，最后演示實驗過程。學生在教師的指導下進行實驗操作、獲取實驗數據，最后計算得出實驗結果，并提交書面實驗報告，教師批改后給出實驗成績。這種傳統的線下實驗教學模式雖然能讓學生快速地完成實驗課程，當面解決學生實驗過程中遇到的問題，學生出錯的概率也比較低，但是這種傳統的線下教學模式不利于培養學生對物理實驗課程的興趣和學生獨立思考問題的能力。學生課堂上被動的接受實驗內容，思維一直跟著教師的思維走，沒有獨立思考問題的空間，限制了學生發散思維和創新思維的發展，久而久之，就會影響學生對實驗知識學習的耐性和探索性，最終導致學生對物理實驗失去興趣^[2]。

從實驗內容方面來說，物理實驗內容多數為驗證性的實驗，內容單一不夠新穎，缺少創新性的實驗內容，與當今網絡信息化時代的先進技術脫節，不夠實用，不符合信息化時代科學技術發展的要求。

從實驗教學方法上來說，許多實驗教師的思想觀念比較落后，所以在實驗教學方法上不夠新穎，還是采用傳統的線下實驗教學方法，以教師自己為主體的方式，學生很少有交流討論的部分，導致課堂氛圍過于沉悶缺乏活躍氛圍。教師對網絡技術實驗教學知識的了解有限，不主動去學習新的教學方法，不會利用先進的網絡信息平臺進行線上授課。

從對學生實驗考核方面來說，實驗教師評定成績的依據，主要是根據學生上交的實驗報告進行考核，這種考核方式過于單一和片面，紙質的實驗報告不能做到完全的公平，對于抄襲數據的學生不能得到很好的控制，也不能完全體現學生課堂上的動手能力和表現能力，缺少對學生動手能力和創新思維能力的考核。

從實驗室管理方面來說，物理實驗室的管理方式過于落后，不夠科學，工作效率低下，增加了管理人員的工作量。

從實驗室建設方面來說，實驗室建設規劃不合理且缺乏科學性，學校對實驗室建設不重視，對于建設網絡多媒體實驗教室投入不夠，實驗設備老舊更換不及時，無法滿足學生對大學物理實驗的需求，阻礙了線上教學模式的發展。

三、基于網絡信息化時代下實驗教學的改革

（一）實驗教學模式的改革

基于網絡時代的背景下，大學物理實驗怎樣才能突破傳統單一的線下教學模式呢？高校實驗教師應根據目前社會發展的需求不斷地探索和研究進行改革。對于傳統的線下實驗教學模式，也不能全盤否定，要取其精華去其糟粕。物理實驗教學模式需要建立一套更加系統科學和更適應網絡信息化時代，以及更能提高學生對物理實驗興趣和培養學生獨立思考能力的模式。這就需要利用計算機網絡平臺上的先進技術方法，采用傳統的線下和先進的網絡線上混合的模式進行混合教學，例如，采用互聯網技術下的網絡線上授課如超星、慕課、騰訊會議等，手機軟件中的學習通和微課等，還有對虛擬仿真實驗軟件的利用，這些模式都可以很好地被應用到實驗教學當中。不管是利用網絡實驗教學還是線下線上混合式的教學，實驗教師只要根據每個實驗的特性，去選擇合適的教學方式，就能更好地提高學生對實驗的興趣以及培養學生的動手能力，同時也能全面提高物理實驗的教學質量。

想要提高物理實驗教學的質量，提高學生們對物理實驗的興趣，高校的物理實驗教師首先必須提高自身的網絡技術的應用能力，只有教師熟練掌握了網絡應用的技術，這樣才能更好地進行實驗網絡教學。其實高校實驗教師也可以多和兄弟院校的同行教師多交流，隨著網絡的發展，不再像以前非得去外地參加各種線下會議，這種會議有時候太耽誤時間，學校之間的教師可以利用網絡平臺進行交流，組織單位以網絡會議的形式進行交流，這種線上會議模式既節省人力、物力和財力，還可以加強教師之間的交流。通過互相學習先進、有效和實用的教學方法，才能更好地服務于學生，提高高校實驗教學的質量。

（二）實驗教學內容上的改革

大學物理課程的內容大多為基礎性和綜合性的課程，所以物理實驗課程的內容也多數為基礎性和綜合性的實驗，一些驗證性的實驗內容比較多^[3]，所做的實驗主要是用來驗證事物的規律和現象的，實驗內容比較單一，缺乏創新性，對于學生來說比較枯燥乏味。所以，在網絡時代的發展下，物理實驗課程想要跟上社會科技發展的步伐，內容上必須進行合理的調整和改變。

首先，對于傳統的驗證性的實驗內容要進行適當的刪減。在基礎實驗的基礎上，實驗教師需要了解現代社會科技發展的方向，結合當前的先進技術熱門專業，適當增加一些創新性、熱門性的實驗內容。例如，可以多增加一些光學，磁學上的實驗內容，結合當今社會科技發展的熱點，如磁懸浮列車等知識點進行實驗，這種實驗完全可以利用網絡虛擬仿真實驗軟件進行操作，使學生更直觀地觀察和感受實驗的過程，從而提高學生對實驗的興趣。

其次，學生在完成基礎實驗后，可以根據自己的興趣愛好選修一些開創性的實驗。鼓勵學生嘗試自我創新，培養學生的創新性思維能力。學生可以大膽的設計實驗方案，然后學利用線上網絡虛擬仿真軟件進行測試。測試成功后就可以線下利用儀器設備進行實際操作。這樣不僅可以調動學生對物理實驗的積極性，同時消除了學生害怕實驗失敗損害儀器的顧慮，這種實驗方式可以培養學生獨立創新思考的能力、動手的能力和科學學習態度。

（三）實驗教學方法上的改革

高校物理實驗課程的教學方法比較傳統單一，這種教學方式已經跟不上時代發展的步伐，不適用于現代化學生思維的發展。因此，要跟上時代的步伐，必須在實驗教學方法上進行調整改革，實驗教師可以采用線下線上混合的教學模式。

首先，實驗教師要意識到學生是課堂上的主體，要摒棄一言堂的教學，課堂上多讓學生參與討論對實驗內容的理解，通過學生的講解，可以更直觀地了解學生對實驗內容的預習情況，哪些內容已理解，哪些內容存在困難。實驗教師在講解實驗內容時可以重點解答學生的疑問，節省時間并提高學習效率。同時，教師還可以利用微課的方式對實驗內容和操作方法進行講解，將講解的視頻內容共享到網絡教學平臺上。學生可以反復觀看視頻，通過網絡教學平臺還可以留言提問，把不理解的內容發到平臺上，教師看到后再進行解答，同時如果其他學生有這方面問題的，也能及時看到給出的解答，這樣既方便又快速地解決了問題，學生學習的效率也就提高了，教師的工作量也減輕了。

對于實驗演示過程，可以采用虛擬仿真軟件進行講解，無需教師操作儀器設備的時候讓學生圍觀。這種方式避免了有些學生無法聽清教師講解的問題。所以學生操作的時候就容易出錯，有些學生因為操作失誤經常把儀器設備給燒壞。所以為了更好地讓每個學生都能清楚直觀的了解每臺儀器設備的構造與功能，使用線上虛擬仿真軟件進行操作演示是最好的選擇。當然，也可以選擇利用課件講解的方式等，把線下與線上教學模式完美的融合在一起，才能更好地促進學生的發展。

（四）實驗報告評判方式上的改革

對于學生實驗報告評判標準上也應該進行合理的改變。傳統的實驗評判標準主要是依據學生線下上交的紙質實驗報告給出的成績，這種評判標準其實很不準確，對于學生來說也不太公平，因為有些學生存在抄襲的現象，不能夠充分體現出學生的真實水平。以線下提交紙質報告的方式，也使得教師的教學工作量超載，且教師不能及時地把實驗報告批改的結果反饋給學生。如果教師可以借助網絡平臺，改變傳統線下物理實驗報告批改的方式，學生通過線上注冊，登錄個人學習賬號，把實驗報告上傳到網絡學習平臺上，教師能夠及時在線批改實驗報告，并把實驗報告的結果及時反饋給學生，這樣學生學習的效率才能提高，才能體現出實驗評分的公平性，避免抄襲事件的發生。同時也能減輕教師批改實驗報告的負擔，也能更好地挑選出實驗能力比較強的學生，對于動手能力較強的學生還可以去培養他們對物理實驗的興趣，開發他們的創新能力，鼓勵他們去參加各種實驗大賽等，為實驗競賽挑選出更多優秀的學生。

（五）實驗室管理方式上的改革

許多高校在實驗室的管理方式上還是采用線下人工的管理方式，由專門的實驗員進行管理。其實在網絡時代下，許多高校已經把線上網絡管理方式運用到了實驗室的管理上。就比如說有些高校還是采用傳統的紙質的手寫檔案袋對實驗儀器設備進行存放備案，其實儀器設備檔案完全可以利用電腦網絡進行編輯存放，然后放到網絡教學實驗平臺上，這樣實驗教師查找儀器設備的時候就可以很快找到這個實驗設備存放的位置，以及物理實驗室所有的實驗儀器設備的性能特點都可以在教學平臺上查得到，這樣就有利于教師對實驗儀器設備的了解^[4]。

如果利用實驗平臺管理物理實驗室，把實驗室所有的信息都放到網絡實驗室平臺上，包括實驗課表，每個實驗室的特點以及每種儀器設備的基本信息等，那么學生就可以快速地在網絡教學實驗平臺上進行了解實驗室的信息以及儀器設備的情況。在進入實驗室做實驗時就可以很快上手。實驗教師還可以把實驗安全測評環節放到實驗平臺上，學生在進入實驗室之前必須進行安全知識測試，只有測試合格的學生才能進入到實驗室做實驗。

這樣對于學生的實驗室安全教育知識也更加全面到位。其實實驗網絡平臺還有很多作用，就比如實驗教師晚課時有儀器設備出現故障了，實驗維修人員又下班了，這個時候實驗教師就可以把有故障的儀器信息發布到這個實驗信息平臺上，等實驗維修人員上班查看平臺維修信息后就可以很快找到損壞儀器設備進行維修了。這種利用線上網絡信息平臺和線下混合的物理實驗室管理模式，既節省了人力資源又高效快速地解決了物理實驗室管理上不科學的地方，同時也減輕了管理人員的工作量。

四、結束語

綜上所述，作者分析了目前許多高校物理實驗教學模式和管理模式上存在的問題，在網絡信息化時代的基礎上，怎樣才能更好地對大學物理實驗課程教學進行改革，在高校教育改革不斷發展的過程中，大學物理實驗該如何更好地利用網絡信息化，為實驗教學的改革搭建更好的教學平臺進行了深入的探討。大學物理實驗教學如果能充分利用好網絡技術，為學生和教師搭建一個更好的知識交互的信息平臺，這不僅能提高師生之間的互動，還能提高學生對物理實驗的興趣。想要培養學生創新的理念，高校實驗教師就需要不斷地學習先進的技術，提高自身的技術能力，才能利用好先進的實驗儀器設備和信息化平臺的軟件，為學生服務，培養出更多優秀的科技人才，只有不斷地學習和探索才能保證大學物理實驗課程永不被時代所淘汰。

作者單位：朱慧 中國礦業大學徐海學院

參? 考? 文? 獻

[1]劉樹美，陳會偉，張玉良.基于“以學生為中心”教育理念的實驗教學設計[J].教育教學論壇期刊， 2020，10（43）：386-387.

[2]張萍，何洋洋，劉德弟，等.基于線上線下混合教學模式的大學物理實驗教學研究[J].科教導報，2022，1（1）：85-87.

[3]葉倩，李會麗，張春強.試析互聯網背景下大學物理實驗教學模式[J].才智，2019（36）：178.

[4]阿不來提.阿布力孜.大學物理實驗改革與探索[J].課程教學，2021，2（1）：144-145.

朱慧（1989.03-）女，漢族，江蘇徐州，本科，助理實驗師，研究方向：物理實驗。