摘要：针对传统实验教学的弊端，结合省实验教学示范中心建设，构建了物理实验网络平台，开发了虚拟实验室。运行结果表明，物理实验网络平台的建设促进了物理实验教学多元化，增强了师生互动，提高了教学质量及学生的创新实践能力。
关键词：网络平台；虚拟实验；多元化
作者简介：池红岩（1978-），男，黑龙江兰西人，黑龙江科技大学实训中心，讲师；丁宏伟（1978-），男，黑龙江庆安人，黑龙江科技大学理学院，副教授。（黑龙江 哈尔滨 150022）
基金项目：本文系黑龙江省“十二五”重点课题（课题编号：GBB1212058）、黑龙江省“十二五”教育科学研究规划课题（课题编号：HGJXH B2110888）、黑龙江科技大学教研项目（项目编号：JY13-189）、黑龙江科技大学教研项目（项目编号：JY13-184）的研究成果。
中图分类号：G482 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）16-0155-02
大学物理实验是理工科学生的一门必修课，其实验方法多样、综合性强，对培养学生创新实践能力和综合素质方面具有重要的基础作用。[1]实验教学是促进学生深化理论、培养能力不可缺少的重要环节，通过实验可以把理论或设想直接的、具体的、生动的展现出来，进一步加深学生的记忆。实验的目的不仅仅是验证学生所学的理论知识，同时还能训练和培养学生的观察能力、思维能力、实际操作能力、创新能力和严谨的科学态度。[2]在实验教学中，教师除了要求学生要掌握操作基本仪器设备的技能和实验技能外，还应针对实验的现象提出问题，让学生通过分析和思考去解答。由于教学环境的改变，不断应用新方法、新技术来提高教学质量是教师们共同的目标。
一、传统实验教学的弊端
传统实验教学由于设备及学时有限，教师为了让学生顺利操作实验仪器，在教学过程中非常详细、不厌其烦的讲解实验步骤和注意事项等，手把手演示仪器的调节和操作过程，而学生预习时只是看教材，对实验仪器没有直观的感受，加之实际操作时间短，学生无法有效掌握实验的精髓。[3]这种教学方法容易使学生产生错觉，认为实验的目的仅仅是机械地完成教师交给的任务，得到相应的实验结果。学生本身没有抱着探索的心态去主动参与实验，没有进行思考，不会提出问题，久而久之只能培养出一个只会按照指令操作的机器，教学效果可想而知，致使学生毕业后，实际动手能力、创新能力适应不了时代的要求。
二、网络教学平台的建设
黑龙江科技大学一直对学生的动手实践能力比较重视，并于2006年成立了工程训练与基础实验中心。物理实验作为高校实验课程的基础，具有举足轻重的地位，因此将物理实验室划归工程训练与基础实验中心。
物理实验室多年以来一直致力于教学方法、手段及管理方面的改革，研发了实验课网络选课系统。在工程训练与基础实验中心统一组织下开发了省实验教学示范中心网站，并获得了教育部组织的教学网站比赛一等奖，开发了虚拟实验，使得实验教学呈现网络化、多元化模式。网络平台的建设为教学方式的转变提供了强有力的保障，既解决了仪器损耗问题，又提高了学生学习的兴趣，达到了提高教学质量的目的。
三、网络平台的结构
以学生实践创新能力培养为主线，构建了分层次、相互衔接的网络平台结构，如图1所示。
1.“实验室公告”版块
物理实验室的相关政策、通知在公告内显示，学生可以根据公告及时预约实验，熟悉实验室要求和选课要求等。
2.“选课系统”版块
每位学生都可以进入选课系统平台，根据自己的兴趣爱好、专业特点和实验性质进行选课，包括预约、修改或取消实验。该版块极大地方便了学生自主选课的空间，同时教师可以根据实验仪器台数限定每组人数，达到每人一台仪器的教学要求。
3.“预习”版块
学生选定上课时间后可以进行对应实验的预习，完成预习内容。网络预习中教师提出一些与实验相关的问题、物理学史或者前沿知识等，让学生提前查找资料，上课时让学生进行总结，拓展学生知识的广度和深度。
4.“实验仪器”版块
该版块通过实验仪器介绍和动画模拟使学生熟悉实验仪器的具体结构以及操作时容易损坏仪器的注意事项等。
5.“实验原理”版块
该版块着重分析实验的基本原理、应用方法及实际生产生活中的相关应用。
6.“虚拟实验”版块
该版块借助于多媒体、仿真和虚拟现实（又称VR）等技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境，实验者可以像在真实的环境中一样完成各种实验项目。
由于网络实验的虚拟性，学生不能触摸到仪器，学生不能获得直接经验，因此，如何合理设计虚拟实验就显得非常重要。[4]在制作课件时，虚拟实验中力求包含该实验的所有仪器，以使虚拟实验更接近真实的实验操作。
通过设置“虚拟实验”版块，学生在预习时就可以熟悉实验仪器并进行模拟操作，以便真正操作仪器时能够得心应手，降低仪器操作的失误率，延长仪器的使用寿命。学生也可在复习时应用该版块，更加深刻地理解实验内容。
7.“师生互动”版块
该版块是学生和教师，或者学生之间讨论问题的空间，能够形成教师与学生、学生与学生、学生与社会之间的多重互动。学生在物理实验中的疑问、学生之间的争论及对实验室工作的意见和建议都可以在这里毫无保留地提出。在这里，学生和教师能够进行在线交流，教师能及时客观地给出建议或者答复，从而完善教学。
8.“在线考试”版块
该版块可以对学生的实验操作能力在计算机上进行模拟考核。当一些实验由于实验本身的原因或者仪器套数限制而不能进行实际操作时，采用计算机模拟考试代替实际操作可以取得较好的效果。
9.“下载资源”版块
该版块提供了大量与实验有关的物理现象、物理学史、实际应用等资源，增强了学生的兴趣，拓宽了学生的知识面，提高了学生解决实际问题的能力。
10.“网络课堂”版块
该版块有各个实验的教学录像，学生可以随时观看，进行预习或复习。利用计算机的模拟功能和动画效果及仿真结果的可视性（可以显示为动画、数据或曲线模型等），丰富实验教学内容，变抽象为直观，变晦涩、呆板为生动、形象，变繁杂为简洁，增强实验教学的趣味性，有利于学生理解及掌握，有利于激发学生的学习兴趣，从而最大限度地提高教学效率和质量。此外，在每年一届的物理实验竞赛中，教师可提出一些应用物理学基本原理解决实际问题的题目，并加入到网络课堂中，引导学生自主式学习。
四、网络平台的运行状况及效果
网络教学平台经过几年的运行，教师和学生对网络教学越来越得心应手，学生在网络教学中对物理实验更加感兴趣，在网络平台中可以了解到物理实验的课程设置、教学资源、实验内容、教学动态等，极大地方便了学生、教师之间的信息沟通。学生能够积极参与到感兴趣的实验中来，提出一些实验仪器的改进、实验内容的更新等建议，既锻炼了学生的创新思维，又使教师在教学中以新的角度对待实验内容，达到了预期效果。
参考文献：
[1]边健.大学物理实验运行模式探索与实践[J].中国电力教育，
2009，（6）：126-127.
[2]桑建利，向本琼，鲍蕾.创建一流人才培养的实验教学平台[J].实验技术与管理，2006，（4）：3-6.
[3]熊永红，任忠明，等.以“问题”为主线的多元化教学方法和模式的研究[J].物理实验，2009，（4）：27-29.
[4]何仁生，叶润楠.基于物理实验的SSL网络教学模式的研究[J].物理实验，2009，（4）：23-26.
（责任编辑：孙晴）
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