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物理实验移至线上,虚拟仿真助力抗疫
2020-05-08 15:57     (阅读次数:)

庚子伊始,疫情蔓延,人民战“疫”打响。受此次疫情影响,我国各类高校无法按计划开学,一直将复学时间表不断后移。在这种情况下,教育部提出停课不停学,停课不停教的伟大号召,在疫情期间实施全面线上教学。这是应对疫情、最终战胜疫情的伟大举措。

一、脱离实验室做实验

脱离了实验室在线做实验,这是高校物理实验教学中最难实现的一点。作为重在培养学生基本实验技能和科学实验素养的大学物理实验课,在脱离了实验室这个教学主战场,能不能进行在线教学?怎样进行在线教学?通过网络在线开展大学物理实验教学,让物理实验不受时空限制,将教师教授学生操作两项功能实现线上教学。这是河南工学院理学部物理实验中心老师们在开始网络在线教学前就思考谋划的一件重要事情。

由于课程实施严重依赖场地和实物仪器,大学物理实验很难实现线上教学。恰在此时,有一批优质的虚拟仿真实验资源面向全国高校共享开放,其中包括科大奥锐虚拟仿真实验教学云平台。该平台是物理类虚拟仿真实验项目,由北京润尼尔网络科技有限公司免费提供,是通过虚拟仿真系统,对真实的实验仪器进行仿真模拟,建立虚拟实验环境,从而在线实现实验操作的一种手段,其融合了互联网和虚拟现实技术。得知此云平台资源后,物理实验中心主任郑亚辉老师抓住时机,积极沟通,申请到该平台的使用权。经过试用,各位老师结合我校学生的实际情况,克服困难,解决问题,终于找到了脱离“实验室”而进行大学物理实验的有效载体。


二、有米下锅亦需精心烹饪

根据进行网络教学的工作精神,河南工学院物理实验中心各位教师从实用角度出发,制定了适合本校情况的大学物理实验线上操作实施方案。该方案的核心要点是:在管理功能上使用该云平台的人员组织管理虚拟仿真教学情况三个子系统。也就是说,结合我校实际情况,在线上实验的实施阶段,关心该云平台的实验过程的操作,暂不使用云平台的数据表格,也不使用其报告模板,让学生通过线上操作过程获得相关数据即可。

目前,河南工学院大学物理实验的线上教学正在有序进行。这段时间以来,学生对虚拟仿真实验这个新鲜事物兴趣较高,不仅课上积极完成实验内容,课下还在虚拟仿真云平台浏览,对感兴趣的实验进行试做。学生与指导教师交流频率高,指导教师的平均在线时长高达每天10小时以上。数据显示,云平台单个实验平均访问量与理论学生数基本持平,该平台的部分课程外虚拟仿真实验也有访问记录。实践证明,大学物理实验线上教学达到了大纲和人才培养计划预定的效果,“虚拟仿真”教学手段的应用取得了初步成效。


三、机遇与挑战共存

新冠疫情是全人类面临的巨大挑战,而大学物理实验线上教学是我们物理实验中心面临的挑战。不过,困难与期望同在,机遇与挑战并存。物理实验中心主任郑亚辉老师介绍,线下实验课受设备所限,一次只能40人同时做实验;线上上课不受空间和时间限制,同学们可以大规模同时线上实验。使用虚拟仿真系统,学生足不出户就可以在线完成大学物理实验等实践类教学课程,在疫情期间这一点尤其重要;学生上完网课后可以自由选择做实验的时间,实验效果如果不好可以进行多次实验;学生可以在线体验很多我们学校没有开设的实验项目,可以增长知识,开阔视野。

面对新冠疫情的挑战,实验中心各位老师以及广大师生意识到虚拟仿真资源在高校的内在需求,也因而对相应实验课程提出了客观的改革要求。同时,虚拟仿真云平台的引入,大大加强大学物理实验项目群的可选择性,更加有利于培养学生的精准创新能力。机遇与挑战总是并存。这次新冠疫情,让我们以前所未有的步伐飞速进入了网络教学时代。



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