勇于担当,化危为机 ——大学物理仿真实验在线教学实践

2020-05-11 15:55:52 蒋逢春 吴杰

一、有备无患

《大学物理实验及仿真》是河南省精品在线开放课程,它把物理实验公共基础课和大学物理仿真实验课有机融合在一起,致力于线上线下结合的混合式教学,并在兄弟院校推广应用。上学期和南阳理工学院合作,资源共享,实现跨校认证学分。

机遇总是给有准备的人。疫情突发,党员教师蒋逢春、吴杰快速响应,课程分别在爱课程和超星学银在线网上平台上线运行,于2月10日对外开放,综合运用爱课程、超星、虚拟仿真三个平台,发挥各平台的优势功能,打破时空限制,在线开展虚拟仿真实验,让学生宅在家也能做实验,保障在线教学顺利进行。在全国高校中起到模范带头作用。

二、教学方案

(一)教学设计

大学物理实验及仿真是对本科生进行实验训练的入门课,它通过计算机软件对实验环境的模拟,加强学生对实验的物理思想和方法、仪器的结构及原理的理解;掌握仪器功能和使用方法;培养学生严谨的治学态度和创新意识。我们为了实现这一目标,精心设计每个教学环节:导学公告,资源列表,在线直播,问题讨论,仿真实验,提交报告。在这次疫情中,该课程采用MOOC平台直播+QQ互动讨论+仿真平台实验的模式,并加强了直播答疑。

(二)课程内容

精心挑选六个实验项目:单摆测重力加速度,示波器的使用,牛顿环测透镜的曲率半径,迈克耳孙干涉仪的调整和使用,密立根油滴实验,光电效应测普朗克常量。由简单到复杂,包含力学,电学,光学,近代几个部分,能满足对学生实验技能的训练,且疫情期间仿真平台实验项目全部开放。

(三)教学平台

1.仿真平台

大学物理仿真实验是我校一直开设的一门选修课,在2013年就利用网络学习空间开展线上线下混合式教学。2017年购买了奥瑞公司网络版的仿真实验平台,打破了时空限制,为面向全社会开放提供了保障。

2.爱课程网

2018年《大学物理实验及仿真》被评为省级精品在线开放课程,在中国大学MOOC上线,面对全社会开放。得到学校政策的支持,该课程不受选课人数限制,修满合格者,可以获得2个学分,有效调动了学生的学习积极性。

3.超星平台

2019年2月,使用超星学习通直播,真正实现在线教学。它的直播回放功能,随时随地都能学习,满足个体化的需求。另外超星平台和教务系统对接,这给我们过程性考核提供了大数据。三个平台,各具特色,相互依存,优势互补。

三、教学实施

(一)直播教学

直播教学是在线教学和学生互动的桥梁。通过这几周在线教学实践,尝试了几种直播方式,最后选择爱课程云直播和超星直播客户直播,方便快捷,交互性比较好。运用投屏,连麦等功能实现课堂互动,使在线教学丰富多彩。直播第一课至关重要。我们这样设计:通过导学公告,告知学生教学安排,资源列表,仿真平台网址,以及第一次直播平台和时间。通过直播第一课,讲解课程目的要求,教学内容,学习方法及成绩评定办法,误差理论知识的学习及作用。并以单摆测重力加速度实验为例分析其工作原理,设计思想,仪器的选择,及误差分析方法。误差理论贯穿物理实验始终,有系列视频,让学生自主学习。

(二)仿真实验

在线教学仿真平台是主战场,通过直播手把手教学生如何下载、安装和使用仿真平台。仍以单摆测重力加速度为例,演示整个仿真实验过程。一方面使学生掌握基本仿真技巧,另一方面激发学生的实验兴趣。

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(三)在线讨论

不能和学生面对面交流,在线讨论很关键。它是联系老师和学生的桥梁和纽带。通过学生对问题的回答,可以了解学生掌握情况。同时学生也可以在线提出自己的疑问,老师同学共同回答。

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(四)课程考核

本课程考核重点是学生掌握仪器使用方法、完成实验内容、进行数据处理,对过程进行量化评价。使学生有计划的学习,而且在学习过程中看到自己取得的成绩,更好的完成课程的学习目标。每一个实验项目都有单元测验和单元作业,讨论题和仿真平台实验几部分组成。最后安排考试,各项所占权重:单元测验30%,单元作业20%,考试20%,讨论10% ,域外成绩20% (包括仿真操作,学习通,慕课堂考勤)。最后成绩合格者认定学分。

四、推广应用

上学期利用慕课堂实现了和南阳理工学院的合作,通过慕课学习,对南阳理工学院软件学院16级19个班级850多名学生,实现跨校认证学分。这学期继续与南阳理工学院合作,不仅对19级软件学院800多人慕课学习,认证学分。而且所有这学期上大学物理实验的2千余学生都使用我们的仿真平台在线实验。还有兰州交通大学600余人选修我们的课程,目前选课人数达9千余人。

在这次突如其来的疫情中,我们走在前列,在全国物理实验在线教学会议上发言,物理实验杂志社约稿,我们的省级教改项目获得教学成果一等奖,这是对我们工作的认可和肯定,也是物理实验在线教学的需求。疫情之后我们会继续开展在线教学,巩固教学改革成果,让更多学生受益。

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    《大学物理实验及仿真》是河南省精品在线开放课程,致力于线上线下结合的混合式教学。
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