李冬萍，张彦敏，姜永清

(中国海洋大学 物理实验教学中心，山东 青岛 266003)

实验室配备教学仪器完成物理量定量测量和研究一直是物理实验教学的主要形式和必要手段。2020年疫情打破了原有的物理实验教学模式，居家学习让学生的实践场所由“实验室”转到“家庭”，实验室教学实施陷入困境。为了落实教育部“停课不停学”的要求，积极开展居家实验课教学模式，遵循教学大纲适当调整教学内容，依托网络教学平台和社交媒介，在线讲授实验理论，开发居家替代实验项目，录播实验室经典项目，保证疫情期间大学物理实验课程顺利实施。

1 在线教学体系的构建

1.1 课程介绍

课程目的是让学生受到严格和系统的实验技能的训练，掌握物理实验的各种方法、测试手段及测量仪器规范使用；重点培养学生的实践能力和创新思维；注重养成严谨的治学态度和求实求是的科学作风。

1.2 在线实验教学整体设计

分阶段进行实验教学活动：绪论课+5次居家替代实验进行在线教学实践；在线讲解居家无法替代的实验室经典教学项目的实验原理，录播仪器视频，分析实验方案设计要点，复课后补充相应的实验室教学环节，按教学大纲要求完成实验教学任务。

1.3 在线平台选择

教学平台以师生教学互动便捷为主[1]，利用校园BB平台、腾讯会议、QQ分享屏幕直播视频等形式，拉近师生“教与学”“校与家”的距离；将在线讲授内容录屏传至校园BB平台或班级课程QQ群文件，便于学生课后回顾领悟；可通过QQ、微信社交媒介进行一对一助课，随时指导解答学生疑问；通过QQ签到，课堂提问考查学生在线实验参与度等。

1.4 实验教学在线课堂讲授

在线讲授环节包括：(1)已交报告总结、点评、设计分享，内容拓展等；(2)本次实验导入：介绍与实验相关的科技前沿和应用；教师在原理、技术、数据处理等方面设计问题，引领学生针对性思考，并通过网络搜索，互动交流等方式探索实验方案，完成物理量定量测量[2]；(3)布置下次实验项目的预习要求，并将讲义共享给学生。

2 居家替代实验

2.1 居家实验设计原则

(1)不偏离原有实验教学目标，重点学习实验测量方法和数据处理方法及误差分析，突出居家实验科学性；(2)实验器材和测量工具居家容易获得且使用无安全隐患，突出居家实验可操作性；(3)实验设计方案容易实施，突出居家实验的兴趣性[3]。

2.2 居家实验项目设计

实验教学不仅是实验室再现物理现象，更重要的是学会定量测量，并通过数据处理结果评价测量质量，这正是学生从事实验研究必须掌握的基本技能。物理实验课程就是通过多个项目的教学实践，帮助学生夯实实验基础，学以致用。立足于实验定量测量和研究，突出真实操作居家易行，设计5个居家替代实验项目[4-6]，实验关联对比见表1。

表1 实验室原定实验与居家替代实验对比

2.3 居家实验教学过程

(1)发布居家替代实验项目：录播实验原理、指导搭建实验装置、指导完成数据测量；(2)教师每周及时评阅报告，梳理总结实验中反映出来的问题，直播反馈录屏发布，供学生回顾领悟；(3)与教学班级建立QQ、微信群等，与学生一对一在线互动交流，答疑解惑，辅助实验教学(图1)。

图1 居家实验教学过程

2.4 居家实验报告考核

由图2所示为实验室和居室实验图片对比图。

图2 实验室和居家实验图片对比

由此可见，在线实验教学无法直接跟踪真实操作，在实验报告基本范式的基础上，要求学生插入居家操作图片见图2；考核主要分为在线课堂表现与参与度，居家测量操作，实验报告三部分，所占比例分别为30%，30%，40%。

3 实验室经典项目在线教学

为弥补居家无法替代的实验室经典项目，在线讲解实验原理，领悟实验设计思路，录制仪器操作视频，看懂实验操作步骤，巩固实验理论知识。如实验室录制“示波器使用”视频，直播示波器构造和工作原理，连麦互动，帮助学生熟悉示波器；再如迈克尔逊干涉仪测量设计精密，操作技巧性强，分析思考补偿板、分束板作用等[7，8]。

实验室经典项目线上教学多是原理讲解PPT，操作视频和实验设问等，没有现场实践环节则无法感知真实操作中出现的各种附加信息，失去了在处理实验过程中出现的各种问题时可能获得的经验，对学生技能培养是远远不够的。

4 结 语

构建在线“居家替代实验教学”+“线上经典实验录播”的实验教学模式，能缓解疫情下实验教学的困境。在线教学效果调查问卷中，学生认为居家替代实验可操作强，利于领悟实验测量方法，掌握数据处理方法，提高自身实验素养。考虑到实验器材的获取和实验过程的安全性，居家实验教学还有很大的局限性。需要教师深入思考，拓展居家实验内容。