网络时代高校物理实验线下线上教学探究

摘要：随着网络技术的快速发展，网络线上教学已经在各个学科中得到广泛应用，而大学物理实验作为高校理工类学生必修的基础课程，却还依旧按照传统的线下教学模式进行授课。传统的线下实验教学模式存在着许多缺点，为了更好地促进学生对实验的兴趣，培养学生创新思维的发展，跟上时代发展的步伐，避免学生学到的知识与社会脱节，高校应利用先进的信息技术搭建网络教学平台进行线上实验教学，学习现代先进的线上网络教学方法，与社会同步发展，使学生所学的知识更好地为社会服务。本文分析了目前大学物理实验教学的现状，以及探讨研究了在网络信息化背景下大学物理实验的教学模式，该如何利用好线上线下教学模式，并根据大学物理实验教学模式的现状，提出了多样化的大学物理实验教学模式的建议和教学改革的方案。

关键词：大学物理实验；网络教学；线上线下实验教学；教学改革

一、引言

随着网络技术的快速发展，高校越来越重视科学的教育方式。为了适应社会的发展与社会接轨，许多高校已经将网络教学技术应用到大学课堂上。在各个学科领域都可看到网络教学的身影。同样身为高校最基础最重要的物理实验课程，也应该重视网络实验课程的应用，把当代最先进的技术应用到实验教学中，这样才能跟上时代的步伐，并提高学生对物理实验课程的兴趣。通过线上网络实验课程的学习，学生可以在网络学习平台上反复观看实验教学视频，这种学习方式可以巩固学生所学实验知识，使学生更好地去掌握实验方法。虽然传统的线下实验教学方式存在一些缺点，但线上网络教学也存在许多弊端，因此实验教师需要在传统的教学模式下利用网络教学，取其精华去其糟粕，将线下与线上这两种教学模式进行混合，才能提高物理实验课程的教学质量。高校引用网络信息化技术平台进行教学是时代科技发展的必然产物。实验教学的改革要与实际相结合，并合理利用社会科学发展的技术手段，才能與社会接轨，培养出的学生才能更快更好地适应毕业后的社会工作岗位。

本文从传统的线下实验教学模式、实验方法、内容和管理方式上进行剖析，提出当前大学物理实验课程的现状，结合现代网络信息化平台技术的优缺点进行探讨，以探讨如何在网络发展的时代，把线下和线上更好地相结合，怎样找到更好地教学方式，更好地教育学生开发他们的创新思维，提高学生对实验的兴趣。

二、当前大学物理实验教学的现状

据调查发现，高校在实验教学方面的模式都不完全相同，有的高校已经使用线上教学模式，有的高校物理实验课程采用的实验教学模式还是传统的线下教学模式，不是实验教师不想使用网络教学模式，而是受到高校自身条件的制约，比如学校资金、场所等等的限制，才使得线上实验教学推动如此的缓慢。以下从六个方面对大学物理实验教学的现状进行剖析，找出阻碍网络教学发展的主要因素。

从教学模式方面来说，传统的线下实验教学模式主要包括以下几个步骤：课前实验教师要求学生对物理实验内容进行预习^[1]，把预习的内容书写到预习报告册上。课堂上，由实验教师讲授实验的理论原理、实验内容和实验目的，最后演示实验过程。学生在教师的指导下进行实验操作、获取实验数据，最后计算得出实验结果，并提交书面实验报告，教师批改后给出实验成绩。这种传统的线下实验教学模式虽然能让学生快速地完成实验课程，当面解决学生实验过程中遇到的问题，学生出错的概率也比较低，但是这种传统的线下教学模式不利于培养学生对物理实验课程的兴趣和学生独立思考问题的能力。学生课堂上被动的接受实验内容，思维一直跟着教师的思维走，没有独立思考问题的空间，限制了学生发散思维和创新思维的发展，久而久之，就会影响学生对实验知识学习的耐性和探索性，最终导致学生对物理实验失去兴趣^[2]。

从实验内容方面来说，物理实验内容多数为验证性的实验，内容单一不够新颖，缺少创新性的实验内容，与当今网络信息化时代的先进技术脱节，不够实用，不符合信息化时代科学技术发展的要求。

从实验教学方法上来说，许多实验教师的思想观念比较落后，所以在实验教学方法上不够新颖，还是采用传统的线下实验教学方法，以教师自己为主体的方式，学生很少有交流讨论的部分，导致课堂氛围过于沉闷缺乏活跃氛围。教师对网络技术实验教学知识的了解有限，不主动去学习新的教学方法，不会利用先进的网络信息平台进行线上授课。

从对学生实验考核方面来说，实验教师评定成绩的依据，主要是根据学生上交的实验报告进行考核，这种考核方式过于单一和片面，纸质的实验报告不能做到完全的公平，对于抄袭数据的学生不能得到很好的控制，也不能完全体现学生课堂上的动手能力和表现能力，缺少对学生动手能力和创新思维能力的考核。

从实验室管理方面来说，物理实验室的管理方式过于落后，不够科学，工作效率低下，增加了管理人员的工作量。

从实验室建设方面来说，实验室建设规划不合理且缺乏科学性，学校对实验室建设不重视，对于建设网络多媒体实验教室投入不够，实验设备老旧更换不及时，无法满足学生对大学物理实验的需求，阻碍了线上教学模式的发展。

三、基于网络信息化时代下实验教学的改革

（一）实验教学模式的改革

基于网络时代的背景下，大学物理实验怎样才能突破传统单一的线下教学模式呢？高校实验教师应根据目前社会发展的需求不断地探索和研究进行改革。对于传统的线下实验教学模式，也不能全盘否定，要取其精华去其糟粕。物理实验教学模式需要建立一套更加系统科学和更适应网络信息化时代，以及更能提高学生对物理实验兴趣和培养学生独立思考能力的模式。这就需要利用计算机网络平台上的先进技术方法，采用传统的线下和先进的网络线上混合的模式进行混合教学，例如，采用互联网技术下的网络线上授课如超星、慕课、腾讯会议等，手机软件中的学习通和微课等，还有对虚拟仿真实验软件的利用，这些模式都可以很好地被应用到实验教学当中。不管是利用网络实验教学还是线下线上混合式的教学，实验教师只要根据每个实验的特性，去选择合适的教学方式，就能更好地提高学生对实验的兴趣以及培养学生的动手能力，同时也能全面提高物理实验的教学质量。

想要提高物理实验教学的质量，提高学生们对物理实验的兴趣，高校的物理实验教师首先必须提高自身的网络技术的应用能力，只有教师熟练掌握了网络应用的技术，这样才能更好地进行实验网络教学。其实高校实验教师也可以多和兄弟院校的同行教师多交流，随着网络的发展，不再像以前非得去外地参加各种线下会议，这种会议有时候太耽误时间，学校之间的教师可以利用网络平台进行交流，组织单位以网络会议的形式进行交流，这种线上会议模式既节省人力、物力和财力，还可以加强教师之间的交流。通过互相学习先进、有效和实用的教学方法，才能更好地服务于学生，提高高校实验教学的质量。

（二）实验教学内容上的改革

大学物理课程的内容大多为基础性和综合性的课程，所以物理实验课程的内容也多数为基础性和综合性的实验，一些验证性的实验内容比较多^[3]，所做的实验主要是用来验证事物的规律和现象的，实验内容比较单一，缺乏创新性，对于学生来说比较枯燥乏味。所以，在网络时代的发展下，物理实验课程想要跟上社会科技发展的步伐，内容上必须进行合理的调整和改变。

首先，对于传统的验证性的实验内容要进行适当的删减。在基础实验的基础上，实验教师需要了解现代社会科技发展的方向，结合当前的先进技术热门专业，适当增加一些创新性、热门性的实验内容。例如，可以多增加一些光学，磁学上的实验内容，结合当今社会科技发展的热点，如磁悬浮列车等知识点进行实验，这种实验完全可以利用网络虚拟仿真实验软件进行操作，使学生更直观地观察和感受实验的过程，从而提高学生对实验的兴趣。

其次，学生在完成基础实验后，可以根据自己的兴趣爱好选修一些开创性的实验。鼓励学生尝试自我创新，培养学生的创新性思维能力。学生可以大胆的设计实验方案，然后学利用线上网络虚拟仿真软件进行测试。测试成功后就可以线下利用仪器设备进行实际操作。这样不仅可以调动学生对物理实验的积极性，同时消除了学生害怕实验失败损害仪器的顾虑，这种实验方式可以培养学生独立创新思考的能力、动手的能力和科学学习态度。

（三）实验教学方法上的改革

高校物理实验课程的教学方法比较传统单一，这种教学方式已经跟不上时代发展的步伐，不适用于现代化学生思维的发展。因此，要跟上时代的步伐，必须在实验教学方法上进行调整改革，实验教师可以采用线下线上混合的教学模式。

首先，实验教师要意识到学生是课堂上的主体，要摒弃一言堂的教学，课堂上多让学生参与讨论对实验内容的理解，通过学生的讲解，可以更直观地了解学生对实验内容的预习情况，哪些内容已理解，哪些内容存在困难。实验教师在讲解实验内容时可以重点解答学生的疑问，节省时间并提高学习效率。同时，教师还可以利用微课的方式对实验内容和操作方法进行讲解，将讲解的视频内容共享到网络教学平台上。学生可以反复观看视频，通过网络教学平台还可以留言提问，把不理解的内容发到平台上，教师看到后再进行解答，同时如果其他学生有这方面问题的，也能及时看到给出的解答，这样既方便又快速地解决了问题，学生学习的效率也就提高了，教师的工作量也减轻了。

对于实验演示过程，可以采用虚拟仿真软件进行讲解，无需教师操作仪器设备的时候让学生围观。这种方式避免了有些学生无法听清教师讲解的问题。所以学生操作的时候就容易出错，有些学生因为操作失误经常把仪器设备给烧坏。所以为了更好地让每个学生都能清楚直观的了解每台仪器设备的构造与功能，使用线上虚拟仿真软件进行操作演示是最好的选择。当然，也可以选择利用课件讲解的方式等，把线下与线上教学模式完美的融合在一起，才能更好地促进学生的发展。

（四）实验报告评判方式上的改革

对于学生实验报告评判标准上也应该进行合理的改变。传统的實验评判标准主要是依据学生线下上交的纸质实验报告给出的成绩，这种评判标准其实很不准确，对于学生来说也不太公平，因为有些学生存在抄袭的现象，不能够充分体现出学生的真实水平。以线下提交纸质报告的方式，也使得教师的教学工作量超载，且教师不能及时地把实验报告批改的结果反馈给学生。如果教师可以借助网络平台，改变传统线下物理实验报告批改的方式，学生通过线上注册，登录个人学习账号，把实验报告上传到网络学习平台上，教师能够及时在线批改实验报告，并把实验报告的结果及时反馈给学生，这样学生学习的效率才能提高，才能体现出实验评分的公平性，避免抄袭事件的发生。同时也能减轻教师批改实验报告的负担，也能更好地挑选出实验能力比较强的学生，对于动手能力较强的学生还可以去培养他们对物理实验的兴趣，开发他们的创新能力，鼓励他们去参加各种实验大赛等，为实验竞赛挑选出更多优秀的学生。

（五）实验室管理方式上的改革

许多高校在实验室的管理方式上还是采用线下人工的管理方式，由专门的实验员进行管理。其实在网络时代下，许多高校已经把线上网络管理方式运用到了实验室的管理上。就比如说有些高校还是采用传统的纸质的手写档案袋对实验仪器设备进行存放备案，其实仪器设备档案完全可以利用电脑网络进行编辑存放，然后放到网络教学实验平台上，这样实验教师查找仪器设备的时候就可以很快找到这个实验设备存放的位置，以及物理实验室所有的实验仪器设备的性能特点都可以在教学平台上查得到，这样就有利于教师对实验仪器设备的了解^[4]。

如果利用实验平台管理物理实验室，把实验室所有的信息都放到网络实验室平台上，包括实验课表，每个实验室的特点以及每种仪器设备的基本信息等，那么学生就可以快速地在网络教学实验平台上进行了解实验室的信息以及仪器设备的情况。在进入实验室做实验时就可以很快上手。实验教师还可以把实验安全测评环节放到实验平台上，学生在进入实验室之前必须进行安全知识测试，只有测试合格的学生才能进入到实验室做实验。

这样对于学生的实验室安全教育知识也更加全面到位。其实实验网络平台还有很多作用，就比如实验教师晚课时有仪器设备出现故障了，实验维修人员又下班了，这个时候实验教师就可以把有故障的仪器信息发布到这个实验信息平台上，等实验维修人员上班查看平台维修信息后就可以很快找到损坏仪器设备进行维修了。这种利用线上网络信息平台和线下混合的物理实验室管理模式，既节省了人力资源又高效快速地解决了物理实验室管理上不科学的地方，同时也减轻了管理人员的工作量。

四、结束语

综上所述，作者分析了目前许多高校物理实验教学模式和管理模式上存在的问题，在网络信息化时代的基础上，怎样才能更好地对大学物理实验课程教学进行改革，在高校教育改革不断发展的过程中，大学物理实验该如何更好地利用网络信息化，为实验教学的改革搭建更好的教学平台进行了深入的探讨。大学物理实验教学如果能充分利用好网络技术，为学生和教师搭建一个更好的知识交互的信息平台，这不仅能提高师生之间的互动，还能提高学生对物理实验的兴趣。想要培养学生创新的理念，高校实验教师就需要不断地学习先进的技术，提高自身的技术能力，才能利用好先进的实验仪器设备和信息化平台的软件，为学生服务，培养出更多优秀的科技人才，只有不断地学习和探索才能保证大学物理实验课程永不被时代所淘汰。

作者单位：朱慧 中国矿业大学徐海学院

参  考  文  献

[1]刘树美，陈会伟，张玉良.基于“以学生为中心”教育理念的实验教学设计[J].教育教学论坛期刊， 2020，10（43）：386-387.

[2]张萍，何洋洋，刘德弟，等.基于线上线下混合教学模式的大学物理实验教学研究[J].科教导报，2022，1（1）：85-87.

[3]叶倩，李会丽，张春强.试析互联网背景下大学物理实验教学模式[J].才智，2019（36）：178.

[4]阿不来提.阿布力孜.大学物理实验改革与探索[J].课程教学，2021，2（1）：144-145.

朱慧（1989.03-）女，汉族，江苏徐州，本科，助理实验师，研究方向：物理实验。