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东北大学:“云端”物理实验教学的“东大方案”

【字号 日期:2020-03-17 14:50:57

  受疫情影响,高校延期开学,大学物理实验课面临缩短学时后实验资源紧张乃至本学期无法完成课程教学任务的困境。怎样让学生延期开课、如期实验?东北大学给出了“东大方案”。

  早在2月初,东北大学物理实验教学中心就着手准备,打造了“MOOC看实验+虚仿模拟实验+在家动手做实验”的“套餐式”全新在线教学模式,在有效提高课程教学的创新性和挑战度的同时,还让宅家的学生学得兴趣盎然。

  该校本学期有101个班级、约3000名学生需要修完大学物理实验课程。实验课,需要动手操作,应包含创新型、探究型的实验项目,而网上MOOC、虚拟仿真资源无法实现全部教学目标。物理实验教学中心经过多次网上研讨、方案论证、实验试做,最终确定了两种方案,确保学生在家也能动手做实验。

  方案一是带领学生在家利用智能手机做物理实验。“比如,我们在教学生利用智能手机开展物理量的测量时,先演示简单的单摆实验装置搭建及几种测量方法,再给学生布置任务,要求学生开展设计性实验,研究摆角大于5度的情况,并进行误差分析。对于学有余力的同学,我们则安排实验进阶内容,深入研究‘绳上球’等实验现象。进阶研究的实验包含了查阅文献、实验研究、理论分析、撰写实验报告等教学环节。”实验教学中心教师朱盼盼介绍说。

  让学生享受自主学习、自由探索的乐趣,是东北大学“云端”大学物理实验的一个重要目标。

  在家做实验,难免会缺少精确的设备,然而,这恰恰能够让学生感受到“自己创造条件”的快乐。2018级本科生旷传芳说,“测重力加速度时,我征用表弟的悠悠球,家里没磁铁,就用光照来测周期。我用台灯、两个小音箱、一些书做了一个简易的光电门,虽然测出的结果不一定像在实验里那样准确,但实验从头至尾都由自己设计、执行,所以对实验的理解更加深刻。”

  第二种方案是带领学生在家结合手机测量,设计完成实验,并完成理论分析。“一张标准的扑克牌,只要在投掷过程中旋转,就可以运动很长一段距离,请你研究一下影响距离和轨迹的参数。这个项目要求同学们在家完成实验现象观察、实验设计与研究,形成理论、解释现象。”“给一盏发光的灯拍摄照片时,照片中可能会出现从灯中心发出的一些光线。研究和解释这种现象。”……实验教学中心的老师们从近三年来中国大学生物理学术竞赛题目中,选出7个题目,让学生们从中选择一个来完成。这一个个妙趣横生、贴近生活的实验项目,既方便学生们高效地宅家开展物理实验,又极大地激发了学生们的实验兴趣。

  像扔水瓶、灯光四射、抛纸牌、肥皂膜过滤器等题目,学生在家用简单的器具就可以看到物理现象,还可以通过自主学习分析这里面深刻的物理问题。学生们在完成实验的过程中还要查阅SCI检索文献,深入研究其中的理论,这些对于学生来说,都将是一种极大的提升。

  来源:中国教育新闻网

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