雨课堂在大学物理实验教学改革中的应用

胡玮通 刘兵 仲丽丽

摘  要：随着后疫情时代的到来，线上线下混合式教学已经成为大学物理实验教学改革的方向。我校近些年从教学内容、教学方法和手段、教学策略等各个方面持续推进大学物理实验教学改革。目前在雨课堂平台的基础上，结合前期教学改革成果，取得了较好的教学效果。本文简要介绍大学物理实验教学改革成果及雨课堂在具体实验项目中的应用。

关键字：雨课堂;大学物理实验;教学改革;

大学物理实验是本科生科学文化模块中一门自然科学基础课程，是大学物理基础教学的重要组成部分，是系统学习科学实验方法、训练实验技能的开端。在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用。如何以学生为主体，培养学生学习实践能力、提高科学素养等一直以来都是我校不断改革的目标。本文简要阐述大学物理实验教学改革成果，并以霍尔法测磁场实验为例，介绍雨课堂在具体实验教学改革中的应用。

一、大学物理实验教学改革成果

1.教学内容。根据教学大纲要求和课程培养目标，课程共56学时，包括4学时的误差理论知识和17个实验项目，分春秋两个学期完成。误差理论是开展实验的知识基础，需要在进入实验室前集中讲授。17个实验项目涵盖了力学、热学、电磁学、光学和近代物理实验五大模块。在实验属性方面，按认知规律划分为基础性、综合性和设计性三个层次。同时，要求学生春季学期利用业余时间完成2个虚拟实验的学习，秋季学期自主设计一个实验项目。教学中注重课程思政元素的挖掘，引入物理学发展史，解释知识形成过程，展示思维方法，介绍我国相关技术领域的研究成果，宣扬科学家锲而不舍的科学精神和爱国情怀。培养学员实事求是、精益求精的科学精神，激发献身国防、报效国家的责任感和使命感。

2.教学方法和手段。实验中心建设有实验预约管理系统，实现实验课网上预约、签到、课时管理等功能。引入雨课堂平台后，学生可以完成预习，课堂上可以作答相关题目，上传合作学习任务单等，课后复习及时反馈数据处理等方面问题，教师能够全过程的掌握学生学习情况。改变了教学方法单一，教员讲授，演示实验过程，学员被动学习的情况。教员将实验原理核心问题，分解成一个个知识点，利用雨课堂发题，结合作答情况有针对性教授。学员以合作小组形式完成合作学习任务单，并上传到雨课堂平台，参与师生、生生互评。

3.教学策略。采用实验建模思想帮助学员建立物理认知、解决复杂问题。采用PBL教学法，通过问题的提出推动学员积极思考和实践，搭建理论与实验结合的桥梁，逐步帮助学员建立高层次思维。采用BOPPPS教学模式，以目标为导向，检验学习效果，形成教学闭环。以上三个策略针对课堂教学的不同层面，通过教学设计有机融合。遵循“以学习者为中心”的原则，给予学生最大的自主性，实现学生在相互讨论中学习、在教员引导中学习、在实践中学习、在纠错中学习，最终实现知识构建和能力生成。

二、雨课堂在霍尔法测磁场中应用

霍尔法测磁场是我校本科生必做的磁学实验项目，该实验课程设计的思想是将雨课堂贯穿在实验预习、课上操作及课后三个环节中。基于“问题解决”课堂教学模式，以学员为主体，以培养学员的实验建模思想为深远目标，依据BOPPPS课堂教学模型，充分融入课程思政元素。具体设计如下：

1.课前预习。雨课堂中插入有关磁场测量应用实例、磁场测量方法、实验仪器介绍等课件并配有语音讲解，学生通过课件和语言讲解提前了解相关内容，增加学习兴趣。按要求正确书写预习报告。

2.课上讲授。

（1）引入。介绍高新6号反潜巡逻机和舰船消磁等生活实例。激发学生的民族自豪感和爱国热情。

（2）前测。利用雨课堂发题，检验学生对于霍尔效应原理和霍尔元件灵敏度的掌握情况。用问题推动知识点。如下图1和图2所示。

（3）参与式学习。实验原理部分利用雨课堂发题，题型为单选题、多选题和简答题等，针对作答情况有针对性开展教学。设置讨论题目抽人作答，如四个副效应产生的物理机制是什么？等。学生在前面内容学习的基础上，建立测量磁场的实验模型完成学习任务单，投稿到雨课堂平台，便于师生、生生互评。在讨论分析过程中，培养学生团队合作意识，独立解决问题的能力，提升科学实验素养。

（4）操作。学生在操作过程中出现的问题，个性问题单独解决，共性问题录制视频，投稿到雨课堂平台集中解答。学生在实操过程中，培养了动手能力，细心、耐心、锲而不舍、精益求精等优秀品质。

（5）后测。讨论如何判断实验数据的正确性等问题。

（6）总结与拓展。总结反思本次课的不足，为后面学习打下基础。拓展相关内容，开阔学生的视野。

3.课后。将完整实验报告上传到雨课堂平台，老师在线随时批阅，及时反馈学生报告情况，指导学生按批注更正，从而提升报告质量。

三、结语

实践证明在雨课堂平台基础上，大学物理实验教学改革效果显著。2021年秋季学期授课结束后，学生考试成绩的平均分为68.10分，比2020年考试成绩高3.12分。实验中心在授课期间随堂向学生发放调查问卷，其中学生对现有的教学模式和雨课堂的促进作用满意度是100%。提高了学生对物理实验的兴趣，激发了学生内在的探索热情，提高学生的科学实验素养。教员通过雨课堂强大的數据功能能够及时掌握学生的学习状态，引导学生独立思考，及时帮助学习有困难的学生进步。大大提高大学物理实验教学改革效果。

参考文献

[1]窦柳明，唐贵平，杨昌虎等.基于雨课堂的大学物理实验教学改革实践[J].大学物理实验，2021，34（5）：131-132.

[2]周晓红，陈杰，胡永金等.基于“学习通”平台的大学物理实验教学改革探索与实践[J].黑龙江科学，2020，11（11）：16-17.