導(dǎo)語：大學(xué)物理實驗金課建設(shè)與實踐一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：肺炎疫情的全球暴發(fā)凸顯大學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)與當(dāng)代教育技術(shù)完美融合的重要性。在疫情之下，以泛在學(xué)習(xí)理論與混合學(xué)習(xí)理論為理論基礎(chǔ)的“大學(xué)物理實驗”金課進行了持續(xù)建設(shè)和實踐。本文具體闡述“大學(xué)物理實驗”金課的建設(shè)體系，以豐富新穎的教學(xué)內(nèi)容為核心，以線上線下混合式教學(xué)模式為目標(biāo)，逐步建設(shè)虛擬仿真實驗輔助平臺，積極進行了教學(xué)實踐。

關(guān)鍵詞：肺炎；大學(xué)物理實驗；金課

2020年初，突如其來的新型肺炎疫情徹底打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，隨著肺炎疫情的全球暴發(fā)，更加凸顯了大學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)與當(dāng)代教育技術(shù)完美融合的重要性。為深入貫徹落實“關(guān)于堅決打贏疫情防控阻擊戰(zhàn)的重要指示精神”，2020年2月教育部了《關(guān)于在疫情防控期間做好普通高等學(xué)校在線教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見》，要求各高校應(yīng)“充分利用優(yōu)質(zhì)在線課程教學(xué)資源，依托各級各類在線課程平臺、校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間等，積極開展線上授課和線上學(xué)習(xí)等在線教學(xué)活動，保證疫情防控期間教學(xué)進度和教學(xué)質(zhì)量”，實現(xiàn)“停課不停教、停課不停學(xué)”[1]，這與教育部提出的“建設(shè)金課、淘汰水課”的目的與目標(biāo)一致。從本質(zhì)上來講，都是由我國教育目標(biāo)所決定，教高〔2018〕2號文件強調(diào)“到2035年，形成中國特色、世界一流的高水平本科教育，為建設(shè)高等教育強國、加快實現(xiàn)教育現(xiàn)代化提供有力支撐?！盵2]2018年6月21日150所高校聯(lián)合發(fā)出《一流本科教育宣言（成都宣言）》，再次強調(diào)“高教大計，本科為本?！迸c此同時，教育部部長陳寶生首次提出“金課”概念，要求“合理增加課程難度、拓展課程深度、擴大課程的選擇性?！盵3]2018年8月，“金課”首次被寫入教育部文件(教高〔2018〕8號)，要求各高校要全面梳理各門課程的教學(xué)內(nèi)容，淘汰“水課”，打造“金課”，切實提高課程教學(xué)質(zhì)量。課程是人才培養(yǎng)的核心要素，直接關(guān)乎教育質(zhì)量[4]和人才培養(yǎng)質(zhì)量，正如教育部高等教育司司長吳巖[5]表示：“課程是人才培養(yǎng)的核心要素，是教育的微觀問題，解決的卻是戰(zhàn)略大問題。”由此可見，國家要建設(shè)具有中國特色、擁有世界一流的高水平本科教育，其核心與關(guān)鍵就要提升核心課程的教學(xué)質(zhì)量，建設(shè)一批具有“兩性一度”的“金課”尤其重要與迫切，這里的“兩性一度”，即高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度，是對“金課”建設(shè)的要求。物理學(xué)是自然科學(xué)的基礎(chǔ)，而物理實驗又是物理學(xué)的基礎(chǔ)。從專業(yè)體系的角度來看，大學(xué)物理實驗占有舉足輕重的專業(yè)地位，正如著名物理學(xué)家丁肇中所說“沒有實驗證明的理論是沒有用的，理論不能推翻實驗，而物理實驗則可以推翻理論?！睆膰腋咝Ｈ瞬排囵B(yǎng)方案的角度來看，“大學(xué)物理實驗”是理工科高校最重要的公共基礎(chǔ)課程和專業(yè)素質(zhì)課程之一，是學(xué)生進入大學(xué)后接受系統(tǒng)實驗技能及科學(xué)實驗數(shù)據(jù)處理訓(xùn)練的一門非常重要的必修實驗課。它不僅能夠幫助學(xué)生對抽象的物理知識加深理解，而且還能培養(yǎng)學(xué)生對物理學(xué)科的興趣，提高學(xué)生對事物的觀察能力以及邏輯思維能力，是大學(xué)生從理論轉(zhuǎn)向?qū)嵺`的重要環(huán)節(jié)[6]。我國高校中“大學(xué)物理實驗”開設(shè)面廣、受益面大，對“實現(xiàn)新世紀(jì)人才培養(yǎng)目標(biāo)”起著至關(guān)重要的作用。從而，在新時代和背景下，“大學(xué)物理實驗”金課的長期建設(shè)與教學(xué)實踐將是我國高校一線物理專業(yè)教師所面臨的重要課題，也是一項艱巨的任務(wù)[7]。任何一門課程的建設(shè)與教學(xué)實踐都是長久的工作，它需要一線教師花費大量精力與時間進行發(fā)展與建設(shè)。在肺炎疫情之下，基于多年教學(xué)探索成果，我們一直努力以“兩性一度”為標(biāo)準(zhǔn)，分別探究了“大學(xué)物理實驗”金課建設(shè)與教學(xué)探索的理論基礎(chǔ)，并積極持續(xù)建設(shè)“大學(xué)物理實驗”金課體系，包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和輔助平臺的建立，并積極進行教學(xué)實踐。

一、泛在學(xué)習(xí)理論與混合學(xué)習(xí)理論是“大學(xué)物理實驗”金課的理論基礎(chǔ)

“金課”建設(shè)是當(dāng)前高等教育領(lǐng)域的熱點，也是強化本科教育的關(guān)鍵。教育部文件中的“金課”是描述性概念，是一種教學(xué)實踐模式、一種教學(xué)形態(tài)和教學(xué)理念，更是一種價值追求，其意義就是為現(xiàn)實教學(xué)產(chǎn)生一種動力、牽引、導(dǎo)向作用，這必須與教學(xué)規(guī)律、學(xué)生特點相結(jié)合。每一門“金課”的建設(shè)與實踐必須遵循適應(yīng)當(dāng)代學(xué)生特點的教學(xué)規(guī)律、教學(xué)實踐準(zhǔn)則，這是進行“大學(xué)物理實驗”金課的首要條件。泛在學(xué)習(xí)理論與混合學(xué)習(xí)理論是當(dāng)代“大學(xué)物理實驗”金課建設(shè)的教學(xué)理論基礎(chǔ)。首先，泛在學(xué)習(xí)就是指無時無刻地溝通交流、無處不在地學(xué)習(xí)，最具有4A(anyone,anytime,anywhere,anyway)方式的移動學(xué)習(xí)特點[8]。在當(dāng)代互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)環(huán)境下，如何通過泛在學(xué)習(xí)所需的技術(shù)環(huán)境和具有泛在學(xué)習(xí)理念的人文情境來建立泛在學(xué)習(xí)中的各類教學(xué)資源庫，以滿足不同類型學(xué)習(xí)者的不同學(xué)習(xí)任務(wù)和要求，是當(dāng)前教育信息化背景下對信息化教學(xué)提出的新課題。然后，混合學(xué)習(xí)是結(jié)合傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式和數(shù)字化、虛擬仿真化、網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的優(yōu)勢，既要發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，又要體現(xiàn)出學(xué)習(xí)者作為學(xué)習(xí)過程主體的主動性、積極性和創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)過程。從教育學(xué)與心理學(xué)的角度，“大學(xué)物理實驗”金課的建設(shè)與教學(xué)實踐不是教學(xué)資源的堆積，而是在上述教學(xué)理念與技術(shù)規(guī)范指導(dǎo)下的以提高教學(xué)質(zhì)量為目標(biāo)的一個系統(tǒng)化、科學(xué)化的工程，也是一個隨著技術(shù)發(fā)展和知識更新而不斷探索前行的過程，這些均要考慮泛在學(xué)習(xí)理論與混合學(xué)習(xí)理論。

二、“大學(xué)物理實驗”金課的建設(shè)與實踐必須適應(yīng)教育規(guī)律

任何一門課程的教學(xué)均脫離不了時代的發(fā)展。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、智能手機、通信技術(shù)的飛速發(fā)展與普及，教育與信息化教學(xué)手段與方式相互交叉融合，引起教師和學(xué)生的廣泛關(guān)注，發(fā)展非常迅猛，創(chuàng)造了現(xiàn)代教育混合教學(xué)模式發(fā)展的奇跡，比如：微課、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂、虛擬仿真、虛擬現(xiàn)實平臺等。這些教學(xué)模式具有方便快捷、趣味性強等特點，吸引了更多年輕人的關(guān)注，幾乎“00后”大學(xué)生均在使用這些現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)進行學(xué)習(xí)與交流。“大學(xué)物理實驗”是理工科專業(yè)必修的一門課程，知識點比較多，教學(xué)課時比較少，理論性與實際實驗操作結(jié)合性比較強，存在許多非常抽象的物理概念、原理、圖像，導(dǎo)致了學(xué)生對預(yù)習(xí)和自學(xué)產(chǎn)生畏懼，降低學(xué)習(xí)的積極性，這一直是本課程傳統(tǒng)教學(xué)存在的頑疾。從大學(xué)物理實驗條件來看，全國理工科高校學(xué)生眾多、實驗室條件有限，在進行“大學(xué)物理實驗”的教學(xué)過程中，普遍存在實驗儀器資源緊張、教師教學(xué)任務(wù)重等情況。例如，2019年秋，中國地質(zhì)大學(xué)（北京）物理實驗教學(xué)中心要承擔(dān)著全校54個班級、1800多名學(xué)生的“大學(xué)物理實驗”課程，年上課人時數(shù)達10.5萬，有限的教師很難在有限的時間內(nèi)細致地指導(dǎo)大批的學(xué)生，設(shè)計性和探索性實驗更是難以開展。“大學(xué)物理實驗”課程受一定的時間、教學(xué)實驗條件、場地、成本、安全等因素的制約，正常進行教學(xué)實驗操作比較困難，從本質(zhì)上來講，這些均與在肺炎疫情之下“停課不停學(xué)”面臨的關(guān)鍵問題是一致的。在進行“大學(xué)物理實驗”金課的持續(xù)建設(shè)與實踐過程中，中國地質(zhì)大學(xué)（北京）物理實驗中心更新教學(xué)與實驗的舊觀念，重點采用了符合現(xiàn)代教育技術(shù)的輔助教學(xué)模式，融合先進實驗方法，加強優(yōu)質(zhì)資源的利用與開發(fā)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強了學(xué)生的創(chuàng)造能力和實踐能力。在肺炎疫情之下，在進行“大學(xué)物理實驗”金課的持續(xù)建設(shè)與實踐過程中，首先完成了與現(xiàn)代信息技術(shù)進行深度融合，建設(shè)了較多開放型、網(wǎng)絡(luò)化、多層次、綜合性的虛擬(物理實驗)仿真教學(xué)實驗平臺點，這些融合均能夠有效地彌補傳統(tǒng)的“大學(xué)物理實驗”課程受場地、成本、安全等因素制約的缺陷，有效解決了“大學(xué)物理實驗”教學(xué)目標(biāo)完成所遇到的關(guān)鍵困難，較好完成了2020年春季“停課不停學(xué)”的教學(xué)任務(wù)[9]。

三、豐富新穎的教學(xué)內(nèi)容是“大學(xué)物理實驗”金課建設(shè)與實踐的前提

中國地質(zhì)大學(xué)（北京）物理實驗中心多年積累的硬件基礎(chǔ)、軟件基礎(chǔ)與實踐基礎(chǔ)均是“大學(xué)物理實驗”金課持續(xù)建設(shè)與教學(xué)實踐的基礎(chǔ)，在肺炎疫情之下，它們發(fā)揮了巨大作用。1.教材建設(shè)教材建設(shè)是課程的靈魂。緊密結(jié)合“大學(xué)物理實驗”的課程特點，我們在多年教學(xué)實踐的基礎(chǔ)之上，編寫《大學(xué)物理實驗》教材，除了加入物理經(jīng)典實驗，該教材還專門增加仿真實驗等信息化教學(xué)的相關(guān)內(nèi)容。由于特點鮮明、專業(yè)特色突出，教材《大學(xué)物理實驗》被評為北京市精品教材。2014年至今，該教材不斷修訂與完善，加大虛擬仿真實驗的比重，進行再版。2.多年積累與建設(shè)的“大學(xué)物理實驗”教學(xué)方法是實驗教學(xué)最寶貴的材料“大學(xué)物理實驗”教學(xué)視頻材料是建設(shè)的重點，嘗試讓慕課與翻轉(zhuǎn)課堂、微課小視頻共同協(xié)助學(xué)生完成教學(xué)任務(wù)，三者相互協(xié)調(diào)進行，系統(tǒng)地完成“大學(xué)物理實驗”課程的教學(xué)內(nèi)涵。我們緊緊圍繞“大學(xué)物理實驗”的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)，分別進行部分章節(jié)實驗內(nèi)容的視頻化，均放在我校物理實驗教學(xué)中心的網(wǎng)站上，每位學(xué)生均可以在線瀏覽或者手機下載進行學(xué)習(xí)與觀看。這些視頻更加形象和直觀，能夠更好地展現(xiàn)實驗的動態(tài)過程，特別是較好解決了操作中的細節(jié)問題，真正為學(xué)生提供了提高學(xué)習(xí)效率的有效途徑，得到學(xué)生的一致好評。

四、實踐教學(xué)平臺是“大學(xué)物理實驗”金課持續(xù)建設(shè)的雙翼

近幾年，緊緊圍繞“大學(xué)物理實驗”的深入改革，著手把虛擬VR技術(shù)引入“大學(xué)物理實驗”的教學(xué)之中，分別建立了部分物理實驗內(nèi)容的虛擬仿真實驗、虛擬現(xiàn)實平臺，具體包括“示波器的使用、分光計的調(diào)節(jié)、長度與固體密度測量、光電效應(yīng)和普朗克常數(shù)的測定、聲速測量”等5個虛擬仿真在線實驗，這些虛擬VR實驗與真實實驗平臺完全類似，可供學(xué)生自己動手配置、連接、調(diào)節(jié)和使用實驗儀器設(shè)備，并利用互聯(lián)網(wǎng)通過接近真實的人機交互界面完成實驗預(yù)習(xí)，起到了對實驗內(nèi)容了解、預(yù)做、熟悉的目的，解決了實驗預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)中學(xué)生無法看到實驗儀器的問題，從而，深層次地提升了“大學(xué)物理實驗”的教學(xué)質(zhì)量。在疫情之下，在把虛擬仿真VR技術(shù)引入虛擬物理實驗平臺上的同時，還編著了帶有VR技術(shù)的教材，只需要手機掃“微信二維碼”，就可以將許多圖片變成了動態(tài)的立體圖形，無論從學(xué)習(xí)興趣、還是從觀察物理實驗角度上，都從本質(zhì)上提升了學(xué)生理解與學(xué)習(xí)能力，提升了“大學(xué)物理實驗”的教學(xué)質(zhì)量（圖1）。除此之外，以本為本，特別設(shè)計“啟發(fā)式的多層次居家自主物理實驗”部分，具體包括頭發(fā)的直徑、水瓶的重心位置、電動牙刷的振動頻率、屏幕的分辨率、羽毛的條紋間距的測量、淀粉溶液形成的非牛頓流體性質(zhì)的定量等，深受學(xué)生喜歡，教學(xué)效果較好，可以納入“大學(xué)物理實驗”金課建設(shè)案例之中，并且這一部分可作為持續(xù)建設(shè)項目，作為突發(fā)狀況期間應(yīng)急教學(xué)的實驗案例。

五、及時調(diào)整“大學(xué)物理實驗”金課的評價反饋體系

評價反饋是反映“大學(xué)物理實驗”金課教學(xué)效果的重要途徑，是對教學(xué)過程的監(jiān)控，“大學(xué)物理實驗”金課的評價反饋體系具體滲透于本課程的課前、課中、課后、答疑、延伸、反饋等具體環(huán)節(jié)，對改善與提升本課程教學(xué)質(zhì)量起到非常重要作用。在肺炎疫情之下，在“大學(xué)物理實驗”金課持續(xù)建設(shè)與實踐過程中，教師和學(xué)生可以在公眾平臺上發(fā)表專業(yè)疑惑、教學(xué)意見等，可以學(xué)生問、人人答，教師看到意見后及時對教學(xué)方法做出調(diào)整，改變了“大學(xué)物理實驗”傳統(tǒng)教學(xué)活動中“學(xué)生不敢提意見”的現(xiàn)狀，師生互動空間無限增大。綜上所述，“大學(xué)物理實驗”金課建設(shè)與教學(xué)實踐不是短暫工作，它是一項長期的、可持續(xù)的創(chuàng)新建設(shè)與教學(xué)實踐的過程，必須與時俱進，必須適應(yīng)時代需求，必須符合教學(xué)規(guī)律。在肺炎疫情之下，在“大學(xué)物理實驗”金課持續(xù)建設(shè)與教學(xué)實踐中，積累了豐富的教學(xué)內(nèi)容與實踐經(jīng)驗，該課程增加了“啟發(fā)式的多層次居家自主物理實驗”特色部分，具體通過合理運用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，積極設(shè)計物理實驗內(nèi)容，努力開辟了“智能+教學(xué)+實踐”新穎的教學(xué)手段與途徑。

作者：李傳濤 鄭志遠 郝會穎 單位：中國地質(zhì)大學(xué)（北京）數(shù)理學(xué)院