编者按:自线上教学工作启动以来,各二级学院教师担当作为、保质创新,克服实际困难,扎实开展线上教学活动。为了进一步提升教师教学能力水平,推进教学方式方法改革,深化课程思政改革创新,提高线上教学质量。学校推出“战疫课堂”典型教学案例进行系列报道,从教学内容环节设计、教学方式方法多样性、教学实施效果及反思等方面进行展示,以供教师参考交流。
多平台多资源格物致理,虚拟仿真云实验探究自然
2022年春季学期,新冠疫情给教学工作再次带来了严峻挑战,但也为教学模式改革提供了契机。如何贯彻“以学生为中心”的理念并有效完成既定教学目标,实现学校“停课不停教、停课不停学”的抗疫总要求,成为“大学物理实验课程”探索实施虚拟仿真教学的出发点和落脚点。
“大学物理实验”课程是我校理工科专业开设的学科基础课程,在培养学生科学实验能力、创新能力及探索精神等方面发挥着重要作用。本学期大学物理实验面向土木、城市地下空间、电子信息、建筑电气智能化、智能建造等专业21级11个班级300余名学生开设。面对新冠疫情影响,按照学校教学安排,梁红教授利用企业提供的优质实验教学资源,凭借自身多年积累的教学经验,尝试实施多资源多平台并用、虚实结合、线上线下有机融合的大学物理实验教学在线教学模式,取得了较好的教学效果。
一、优化实验架构,精选实验资源
3月初,接到实施线上教学通知后,梁红教授教学团队迅速在科大奥锐虚拟仿真实验教学云平台开通了哈尔滨学院实验云,设置了新学期课程,添加了实验,上传了实验报告模板,导入了学生信息并完成在线测试。同时,为了满足学生课前、课后延伸学习所需,在学校“泛雅”学生自主学习平台上,加入实验视频、误差理论讲解录屏、实验原理讲解录屏、实验平台使用说明等大量实验教学资源,利用在国家虚拟仿真实验教学课程共享平台中开放共享并被推荐国家级虚拟仿真一流课程评选的自建一流课程“快速电子的动量与动能的相对论关系虚拟仿真实验”、校级虚拟仿真实验一流课程“原子能级粒子数热布局虚拟仿真实验”及哈尔滨学院物理实验中心虚拟仿真实验教学平台等虚拟仿真实验教学资源,搭建起大学物理线上实验教学实战平台,为开展虚拟仿真实验云端教学奠定坚实基础。
教学资源:

科大奥锐虚拟仿真实验教学云平台

哈尔滨学院实验云

国家虚拟仿真实验教学课程共享平台

哈尔滨学院虚拟仿真实验一流课程

哈尔滨学院物理实验中心虚拟仿真实验教学平台
二、优化教学设计,细化教学环节
课前梁红教授及其课程教学团队做了大量准备工作,从编写虚拟仿真实验讲义、制作ppT、补充实验资源,到挖掘课程思政元素,精心修订完善实验教案,力求每个环节都做到精益求精。课上“腾讯会议直播讲解实验原理+学习通记录实验过程+腾讯会议学生分享屏幕反馈讨论+微信群、QQ群、学习通答疑解惑”,课后QQ群微信群收发实验报告、反馈交流。各种实验教学元素的充分组合运用,使学生们学习兴趣陡增,师生互动、生生互动踊跃。


实验原理讲解

学生实验屏幕分享反馈


课堂互动

教师线上教学


学生线上实验

学习通记录学生实验过程

微信群QQ群讨论交流
三、虚实结合兼顾,实现情境教学
物理学专业早在2006年就开始了虚拟仿真实验教学,拥有单机版、机房版、网络版等各个版本的虚拟仿真实验教学系统,考虑到实验教学能实不虚的原则,当初,梁宏教授仅利用虚拟仿真实验教学平台开设仿真物理实验选修课、开放实验室项目、作为真实实验的辅助预习、复习等。近两年开展线上教学期间,梁红教授利用虚拟仿真实验不受时间地点限制的优势,探索实施开展大学物理实验课程线上教学,通过展示二维、三维动画、视频点播、虚拟仿真模型操作等,为学生展示真实实验过程,待疫情结束之后,再转为线下实验教学,完成真实实验。此外,在线下实验教学中还利用虚拟仿真实验辅助预习、复习等。通过开放实验室等方式,鼓励学生根据自身情况自主选择是否补做线下实验,以弥补线上教学阶段虚拟实验的不足,做到虚实融合、互补。



展示真实实验过程
四、开展实验评价,联通实验分享
利用虚拟仿真实验系统,结合学生的模拟实验操作、数据采集和操作记录可实现实验效果自动评价,给出实验操作分数。学生课后在线完成电子版实验报告并在平台系统提交,同时电子版实验报告由学委统一收齐后交给任课教师,教师线上或线下评阅实验报告,对学生实验完成情况做出综合评价。
目前,梁红教授教学团队在总结前期开展虚拟仿真教学实践经验基础上,正着手实施“大学物理实验课程多空间、多平台联通计划”,将大学物理虚拟仿真实验与宅家动手实验、手机创新实验、实景实验、研讨实验方式有机融合贯通,实现线上线下实验无缝对接。相信梁红教授及其教学团队,在大学物理实验课程教学改革的探索和实践中,不断取得新突破、创造新佳绩。




实验平台教学评价


实验成绩线上评价




实验报告


学生实验体会