導(dǎo)語(yǔ)：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)金課建設(shè)與實(shí)踐一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)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(shí)驗(yàn)”金課進(jìn)行了持續(xù)建設(shè)和實(shí)踐。本文具體闡述“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”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(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)模式為目標(biāo)，逐步建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)輔助平臺(tái)，積極進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：肺炎；大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)；金課

2020年初，突如其來(lái)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(shí)“關(guān)于堅(jiān)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(xiàn)教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》，要求各高校應(yīng)“充分利用優(yōu)質(zhì)在線(xiàn)課程教學(xué)資源，依托各級(jí)各類(lèi)在線(xiàn)課程平臺(tái)、校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間等，積極開(kāi)展線(xiàn)上授課和線(xiàn)上學(xué)習(xí)等在線(xiàn)教學(xué)活動(dòng)，保證疫情防控期間教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)質(zhì)量”，實(shí)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(lái)講，都是由我國(guó)教育目標(biāo)所決定，教高〔2018〕2號(hào)文件強(qiáng)調(diào)“到2035年，形成中國(guó)特色、世界一流的高水平本科教育，為建設(shè)高等教育強(qiáng)國(guó)、加快實(shí)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(qiáng)調(diào)“高教大計(jì)，本科為本?！迸c此同時(shí)，教育部部長(zhǎng)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(kuò)大課程的選擇性?！盵3]2018年8月，“金課”首次被寫(xiě)入教育部文件(教高〔2018〕8號(hào))，要求各高校要全面梳理各門(mén)課程的教學(xué)內(nèi)容，淘汰“水課”，打造“金課”，切實(shí)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(zhǎng)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(wèn)題，解決的卻是戰(zhàn)略大問(wèn)題?！庇纱丝梢?jiàn)，國(guó)家要建設(shè)具有中國(guó)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(duì)“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(shí)驗(yàn)又是物理學(xué)的基礎(chǔ)。從專(zhuān)業(yè)體系的角度來(lái)看，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)占有舉足輕重的專(zhuān)業(yè)地位，正如著名物理學(xué)家丁肇中所說(shuō)“沒(méi)有實(shí)驗(yàn)證明的理論是沒(méi)有用的，理論不能推翻實(shí)驗(yàn)，而物理實(shí)驗(yàn)則可以推翻理論?！睆膰?guó)家高校人才培養(yǎng)方案的角度來(lái)看，“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”是理工科高校最重要的公共基礎(chǔ)課程和專(zhuān)業(yè)素質(zhì)課程之一，是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)技能及科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理訓(xùn)練的一門(mén)非常重要的必修實(shí)驗(yàn)課。它不僅能夠幫助學(xué)生對(duì)抽象的物理知識(shí)加深理解，而且還能培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣，提高學(xué)生對(duì)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(guó)高校中“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”開(kāi)設(shè)面廣、受益面大，對(duì)“實(shí)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(shí)代和背景下，“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”金課的長(zhǎng)期建設(shè)與教學(xué)實(shí)踐將是我國(guó)高校一線(xiàn)物理專(zhuān)業(yè)教師所面臨的重要課題，也是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)[7]。任何一門(mén)課程的建設(shè)與教學(xué)實(shí)踐都是長(zhǎng)久的工作，它需要一線(xiàn)教師花費(fèi)大量精力與時(shí)間進(jìn)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(shí)驗(yàn)”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(shí)驗(yàn)”金課體系，包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和輔助平臺(tái)的建立，并積極進(jìn)行教學(xué)實(shí)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(shí)驗(yàn)”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(diǎn)，也是強(qiáng)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(shí)踐模式、一種教學(xué)形態(tài)和教學(xué)理念，更是一種價(jià)值追求，其意義就是為現(xiàn)實(shí)教學(xué)產(chǎn)生一種動(dòng)力、牽引、導(dǎo)向作用，這必須與教學(xué)規(guī)律、學(xué)生特點(diǎn)相結(jié)合。每一門(mén)“金課”的建設(shè)與實(shí)踐必須遵循適應(yīng)當(dāng)代學(xué)生特點(diǎn)的教學(xué)規(guī)律、教學(xué)實(shí)踐準(zhǔn)則，這是進(jìn)行“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”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(shí)驗(yàn)”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(wú)時(shí)無(wú)刻地溝通交流、無(wú)處不在地學(xué)習(xí)，最具有4A(anyone,anytime,anywhere,anyway)方式的移動(dòng)學(xué)習(xí)特點(diǎn)[8]。在當(dāng)代互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)環(huán)境下，如何通過(guò)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(lái)建立泛在學(xué)習(xí)中的各類(lèi)教學(xué)資源庫(kù)，以滿(mǎn)足不同類(lèi)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(duì)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(shì)，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(guò)程主體的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)過(guò)程。從教育學(xué)與心理學(xué)的角度，“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”金課的建設(shè)與教學(xué)實(shí)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(gè)系統(tǒng)化、科學(xué)化的工程，也是一個(gè)隨著技術(shù)發(fā)展和知識(shí)更新而不斷探索前行的過(guò)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(shí)驗(yàn)”金課的建設(shè)與實(shí)踐必須適應(yīng)教育規(guī)律

任何一門(mén)課程的教學(xué)均脫離不了時(shí)代的發(fā)展。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智能手機(jī)、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(shí)平臺(tái)等。這些教學(xué)模式具有方便快捷、趣味性強(qiáng)等特點(diǎn)，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(jìn)行學(xué)習(xí)與交流?！按髮W(xué)物理實(shí)驗(yàn)”是理工科專(zhuān)業(yè)必修的一門(mén)課程，知識(shí)點(diǎn)比較多，教學(xué)課時(shí)比較少，理論性與實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作結(jié)合性比較強(qiáng)，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(duì)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(shí)驗(yàn)條件來(lái)看，全國(guó)理工科高校學(xué)生眾多、實(shí)驗(yàn)室條件有限，在進(jìn)行“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)過(guò)程中，普遍存在實(shí)驗(yàn)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(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心要承擔(dān)著全校54個(gè)班級(jí)、1800多名學(xué)生的“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程，年上課人時(shí)數(shù)達(dá)10.5萬(wàn)，有限的教師很難在有限的時(shí)間內(nèi)細(xì)致地指導(dǎo)大批的學(xué)生，設(shè)計(jì)性和探索性實(shí)驗(yàn)更是難以開(kāi)展?！按髮W(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程受一定的時(shí)間、教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件、場(chǎng)地、成本、安全等因素的制約，正常進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)操作比較困難，從本質(zhì)上來(lái)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(wèn)題是一致的。在進(jìn)行“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”金課的持續(xù)建設(shè)與實(shí)踐過(guò)程中，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）物理實(shí)驗(yàn)中心更新教學(xué)與實(shí)驗(yàn)的舊觀念，重點(diǎn)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(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)資源的利用與開(kāi)發(fā)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)造能力和實(shí)踐能力。在肺炎疫情之下，在進(jìn)行“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”金課的持續(xù)建設(shè)與實(shí)踐過(guò)程中，首先完成了與現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行深度融合，建設(shè)了較多開(kāi)放型、網(wǎng)絡(luò)化、多層次、綜合性的虛擬(物理實(shí)驗(yàn))仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)點(diǎn)，這些融合均能夠有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)的“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程受場(chǎng)地、成本、安全等因素制約的缺陷，有效解決了“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”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(shí)驗(yàn)”金課建設(shè)與實(shí)踐的前提

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）物理實(shí)驗(yàn)中心多年積累的硬件基礎(chǔ)、軟件基礎(chǔ)與實(shí)踐基礎(chǔ)均是“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”金課持續(xù)建設(shè)與教學(xué)實(shí)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(shí)驗(yàn)”的課程特點(diǎn)，我們?cè)诙嗄杲虒W(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)之上，編寫(xiě)《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》教材，除了加入物理經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，該教材還專(zhuān)門(mén)增加仿真實(shí)驗(yàn)等信息化教學(xué)的相關(guān)內(nèi)容。由于特點(diǎn)鮮明、專(zhuān)業(yè)特色突出，教材《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》被評(píng)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(shí)驗(yàn)的比重，進(jìn)行再版。2.多年積累與建設(shè)的“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”教學(xué)方法是實(shí)驗(yàn)教學(xué)最寶貴的材料“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”教學(xué)視頻材料是建設(shè)的重點(diǎn)，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(jìn)行，系統(tǒng)地完成“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)內(nèi)涵。我們緊緊圍繞“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)，分別進(jìn)行部分章節(jié)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的視頻化，均放在我校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的網(wǎng)站上，每位學(xué)生均可以在線(xiàn)瀏覽或者手機(jī)下載進(jìn)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(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)過(guò)程，特別是較好解決了操作中的細(xì)節(jié)問(wèn)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(píng)。

四、實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)是“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”金課持續(xù)建設(shè)的雙翼

近幾年，緊緊圍繞“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”的深入改革，著手把虛擬VR技術(shù)引入“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)之中，分別建立了部分物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)，具體包括“示波器的使用、分光計(jì)的調(diào)節(jié)、長(zhǎng)度與固體密度測(cè)量、光電效應(yīng)和普朗克常數(shù)的測(cè)定、聲速測(cè)量”等5個(gè)虛擬仿真在線(xiàn)實(shí)驗(yàn)，這些虛擬VR實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)完全類(lèi)似，可供學(xué)生自己動(dòng)手配置、連接、調(diào)節(jié)和使用實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，并利用互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)接近真實(shí)的人機(jī)交互界面完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，起到了對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容了解、預(yù)做、熟悉的目的，解決了實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)中學(xué)生無(wú)法看到實(shí)驗(yàn)儀器的問(wèn)題，從而，深層次地提升了“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”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(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的同時(shí)，還編著了帶有VR技術(shù)的教材，只需要手機(jī)掃“微信二維碼”，就可以將許多圖片變成了動(dòng)態(tài)的立體圖形，無(wú)論從學(xué)習(xí)興趣、還是從觀察物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)”的教學(xué)質(zhì)量（圖1）。除此之外，以本為本，特別設(shè)計(jì)“啟發(fā)式的多層次居家自主物理實(shí)驗(yàn)”部分，具體包括頭發(fā)的直徑、水瓶的重心位置、電動(dòng)牙刷的振動(dòng)頻率、屏幕的分辨率、羽毛的條紋間距的測(cè)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(shí)驗(yàn)”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(xiàng)目，作為突發(fā)狀況期間應(yīng)急教學(xué)的實(shí)驗(yàn)案例。

五、及時(shí)調(diào)整“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”金課的評(píng)價(jià)反饋體系

評(píng)價(jià)反饋是反映“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”金課教學(xué)效果的重要途徑，是對(duì)教學(xué)過(guò)程的監(jiān)控，“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”金課的評(píng)價(jià)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(duì)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(shí)驗(yàn)”金課持續(xù)建設(shè)與實(shí)踐過(guò)程中，教師和學(xué)生可以在公眾平臺(tái)上發(fā)表專(zhuān)業(yè)疑惑、教學(xué)意見(jiàn)等，可以學(xué)生問(wèn)、人人答，教師看到意見(jiàn)后及時(shí)對(duì)教學(xué)方法做出調(diào)整，改變了“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”傳統(tǒng)教學(xué)活動(dòng)中“學(xué)生不敢提意見(jiàn)”的現(xiàn)狀，師生互動(dòng)空間無(wú)限增大。綜上所述，“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”金課建設(shè)與教學(xué)實(shí)踐不是短暫工作，它是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、可持續(xù)的創(chuàng)新建設(shè)與教學(xué)實(shí)踐的過(guò)程，必須與時(shí)俱進(jìn)，必須適應(yīng)時(shí)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(shí)驗(yàn)”金課持續(xù)建設(shè)與教學(xué)實(shí)踐中，積累了豐富的教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，該課程增加了“啟發(fā)式的多層次居家自主物理實(shí)驗(yàn)”特色部分，具體通過(guò)合理運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，積極設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，努力開(kāi)辟了“智能+教學(xué)+實(shí)踐”新穎的教學(xué)手段與途徑。

作者：李傳濤 鄭志遠(yuǎn) 郝會(huì)穎 單位：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）數(shù)理學(xué)院