倪涌舟 周国泉 徐一清 周益民

摘 要 本文通过对大学物理实验课程教学中存在的教学手段单一、现代技术应用不足、学生对实验的思考探索欠缺等问题的分析，提出了在大学物理实验课程教学中建立基于MOOCs 的“网络课程 + 面授 + 课后讨论”教学模式，以达到充分利用学生碎片化学习时间，丰富实验教学手段，提升学生的实验兴趣，培养学生动手和创新能力的目的。

关键词 大学物理实验课程 MOOCs 实验教学模式

中图分类号：G642                                   文献标识码：A    DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2021.03.017

Reform and Practice of College Physics Experiment Teaching Based on MOOCS

——Take Zhejiang A & F University as an example

NI Yongzhou， ZHOU Guoquan， XU Yiqing， ZHOU Yimin

（College of Sceince， Zhejiang A & F University， Hangzhou， Zhejiang 311300）

Abstract This paper analyzes the problems of single teaching methods in the teaching of college physics experiment courses， insufficient application of modern technology， and students' lack of thinking and exploration of experiments， and proposes the establishment of a MOOCs-based "network course + face-to-face instruction + after-class discussion" teaching mode， in order to achieve the purpose of making full use of students' fragmented learning time， enriching experimental teaching methods， enhancing students' experimental interest， and cultivating students' practical and innovative abilities.

Keywords college physics experiment course; MOOCs; experiment teaching mode

“大学物理实验”课程是对高等院校理工科专业学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基礎课。其内涵的实验方法、思想、仪器和技术，在培养与提高科学实验能力和从事科学实验的素质等方面具有重要的意义。

1 我校“大学物理实验”课程教学现状

目前我校的“大学物理实验”课程教学主要采用分层次实验项目的开放教学，首先是通过基础实验积累实验知识和实验技能，培养良好的实验规范;其次是利用近代综合实验注重培养实验能力和思维能力;最后通过设计实验为培养学生能独立自主地进行科学实验研究工作的能力。分层次实验项目的开放教学通过多年的实践，为培养我校学生的实验能力起到了重要作用。但是在实际实验教学中，还存在着一定的问题，主要表现在：

1.1实验教学手段落后单一

目前“大学物理实验”课程的教学还是处在老师讲解演示，学生做的模式。在这种模式下，学生一味地重复教师的讲解，对实验的原理、方法、结论缺少自己的思考，不利于培养学生的自我学习、自我探究的能力，也不利于培养学生的创新思维。

1.2现代化教学技术应用不足

目前，我校的“大学物理实验”课程建有基于物理实验教学中心服务器的实验预习、预约、门禁管理系统，也建立了一些虚拟仿真实验，但是数量较少，不利于学生的碎片化学习。也缺乏实验的微课视频，学生的预习也主要是针对实验原理进行的预习，进实验室前缺乏对实验仪器的了解，仪器的操作使用都要等着教师讲解。另外交流互动途径缺乏，学生与老师的沟通主要通过QQ群，由于学生在实验课前对实验仪器操作、实验过程不了解，因此QQ群交流的内容也集中在实验管理上，学生对实验教学的内容提不出问题进行交流互动。

1.3学生对实验的思考探索欠缺

目前，我校“大学物理实验”课程每一个实验项目的完结主要通过学生书写实验报告，实验报告流于模板化、形式化，学生写实验报告时对实验的过程、方法、数据缺乏反思，实验结束后对所做过的实验根本不再思考探究，这不利于学生创新能力的培养。

2 基于MOOCs 的大学物理实验教学模式的构建

针对我校“大学物理实验”课程教学存在的问题，我们设计了基于MOOCs 的“网络微课视频+网络互动+面授”教学模式，[1-3]通过课前预习讨论交流，课堂教师组织实验，课后分析研究的教学过程，以达到充分利用学生碎片化学习时间，丰富实验教学手段，提升学生的实验兴趣，培养学生动手和创新能力，同时达到加强师生交流，转变师生教学关系的目的。

2.1 课前预习系统的构建

物理实验课前的预习是物理实验教学的重要环节，学生通过预习，了解实验的原理和实验的基本操作过程和方法，对进入实验室开展实验有重要作用。目前我校“大学物理实验”课程的教学要求学生在进入实验室开展实验之前进行实验预习，并书写预习报告，但是学生的实验预习经常存在以下问题：

（1）实验内容与理论教学进度不一致，导致学生对实验的原理缺乏理解。物理实验课的开设由于实验场地、器材的限制，往往不能与理论教学同步进行。学生在预习实验时，一些实验的原理在理论课上还没有上过，学生需要自学原理，导致一些学习能力欠缺的同学无法理解实验原理，只是根据教材抄写一下完成预习报告就算了，起不到实验预习的效果。

（2）学生没有看到实验仪器进行预习，对实验操作的整体认识不足。学生在实验课前预习时，主要是根据教材预习。虽然教材上有仪器介绍，但是学生没有看到仪器实物，对实验操作的整体认识不足。

（3）学生的预习效果没有评测。目前我校“大学物理实验”课程的预习只要求学生完成预习报告的书写，教师在实验课教学中也只是检查一下学生的预习报告，对于学生是否是真正预习了，预习的效果如何没有完善的评价，导致学生的预习效果没有办法保证。

针对以上情况，我们建设了“大学物理实验”网络课程，在课程构架上设置了预习模块，特别针对学生预习录制实验原理讲解、仪器介绍视频。学生在预习时，通过视频学习，可以更好地理解实验原理，了解实验仪器的结构和基本操作，从而真正达到实验预习的目的。同时，我们针对学生预习应该到达的效果设计了实验预习检测单元，编写了学生在预习中应该掌握的知识点的测验题。学生在预习后需要完成测验，一方面便于教师了解学生的预习情况，另一方面也是加深学生对实验知识的理解。

2.2 课内教学方式的转变

大学物理实验课程的教学与理论课程的教学有很大的区别。在实验课的教学中，学生一般需要在3个课时内完成一个实验。在短短的3个课时内，学生既要掌握实验原理，又要学习实验仪器的使用，并完成实验任务的测量，时间其实是比较紧张的，所以实验指导教师为了顺利完成教学，一般会花20-30分钟的时间讲解实验原理和仪器使用方法，然后指导学生完成实验。很多学生在短时间内并不能完全掌握仪器的正确使用方式，特别是一些仪器调节过程比较复杂时，学生往往只能不断求助教师，而教师需要指导十几组实验只能疲于奔命，最后往往变成教师直接给学生调节仪器，实验客车锻炼学生动手能力的目的也就无从谈起了。

针对实验课程学生动手少的问题，我们主要是转换教师的身份，教师在实验课中尽量少讲少动，将更多的精力放在实验课堂的组织上，而指导学生的任务则通过以下方式解决。

（1）实验原理的讲解通过视频，并且放在课前预习中，让学生在课前预习中就学习和理解实验原理。

（2）录制仪器调节视频，让学生通过视频学习仪器的使用规则。在录制视频时，我们将实验仪器的操作尽量分解，一步操作一个视频，视频的时间尽可能短，使得学生可以在碰到不理解的操作步骤时，最快地反复观看视频进行学习。

学生通过视频学习仪器操作，极大地解放了教师。教师可以有更多地时间去组织整个实验教学，同时观测学生的实验情况，对于真正存在实验困难的学生进行指导。从而真正到达锻炼学生动手能力的实验目的。

2.3 课后实验探究的实践

我校“大学物理实验”课程每一个实验项目的完结主要通过学生书写实验报告，目前来看，学生书写的实验报告流于模板化、形式化，对实验的过程、方法、数据缺乏反思，实验结束后对所做过的实验根本不再思考探究，这不利于学生创新能力的培养。针对以上问题，我们主要进行了以下调整：

（1）强化学生对实验数据的分析。实验结果的数据分析是得出实验结果的重要过程，不管是验证性实验还是设计性实验，数据结果都是必不可少的。而且目前国家对测量数据的分析有严格的规范，让学生掌握符合国家要求的规范化的处理数据的能力是实验的重要目的。因此，我们在实验中强化了学生对实验数据处理的要求，一方面要求学生正确、准确获得实验数据，不得弄虚作假，另一方面要求学生掌握正确的数据处理方式，并且要求学生能够通过实验数据分析进一步理解实验原理，从而真正完成通过理论设计实验到验证理论的过程，培养学生理论联系实际的能力。

（2）强化学生对操作过程的理解。实验的操作是培养学生动手能力的关键，实验课程需要培养学生规范有效的操作，而一个实验操作是否规范的标志就是最后实验误差的大小。让学生掌握误差分析的方法，正确分析误差的来源，对改进、提高学生操作能力很有帮助。我们在学生书写实验报告时要求学生全面分析实验，正确提出实验可能产生误差的操作过程，强化学生对操作过程的理解，从而进一步培养学生掌握正确的实验操作方法。

（3）强化课后讨论。只要仔细反思，不管是成功的实验还是失败的实验都还让学生有收获。因此课后反思讨论是加深学生对实验理解的必要环节，我们在网络课程中设计了课后讨论环节，选取学生实验报告中问题最多的部分，让学生在网上讨论分析其中的错误，从而加深学生对实验的理解。

3 基于MOOCs 的大学物理实验教学改革的成效

在实行基于MOOCs 的“网络课程 + 面授 + 课后讨论”教学模式后，设置了课前预习，预习测验，仪器操作视频学习，课后讨论交流等环节，便于学生利用碎片化时间进行学习，提高了学生的学习效率。

（1）设置课前预习，学生通过网络课程的实验原理视频和仪器介绍视频进行预习，可以更好地理解实验原理，了解实验仪器的结构和基本操作，从而真正达到实验预习的目的。

（2）针对学生预习应该到达的效果设计了实验预习检测单元，编写了学生在预习中应该掌握的知识点的测验题。学生在预习后需要完成测验，一方面便于教师了解学生的预习情况，另一方面也是加深学生对实验知识的理解。

（3）录制仪器调节视频，让学生在实验课中通过视频学习仪器的调节，使得学生可以更加直观的理解实验仪器的调节方法和调节现象。

（4）完善课后分析研究，改变过去实验上完就结束的方式，增加学生对实验的分析研究，通过网络课程设置的讨论区，有实验指导教师上传存在问题较多的实验报告，让学生进行讨论，提高学生对实验过程、结论进一步理解。

综上所述，基于MOOCs 的大学物理实验教学能够极大地提高学生对实验课程的学习，对于锻炼学生的动手能力，提升学生独立利用实验开展研究有重大地帮助。

基金項目：2019年度浙江农林大学校级教育教学改革项目“基于Moocs的大学物理实验教学改革”（JG2019007）

参考文献

[1] 卢佃清，李新华，王勇，唐小村，王莉.“大学物理实验”课程教学体系的构建[J].淮海工学院学报（人文社会科学版），2019，17（4）：138-140.

[2] 倪燕茹.大学物理实验在线开放课程教学模式探索[J].物理实验，2018，38（10）：37-40.

[3] 吴庆州，王涛.基于MOOC创新物理实验教学模式的研究与实践[J].物理实验，2017，37（8）：40-43.