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摘要:以河海大學為例，對基于教學管理系統的大學物理實驗教學改革進行研究。分析了教學改革方式及效果:拍攝了實驗慕課，使學生可以預習或重復學習實驗內容;通過慕課開展課程思政教學，將物理實驗原理與哲學原理相結合;通過網絡加強師生互動，開展線上答疑;實驗報告進行網上批改，批改結果第一時間反饋給學生;實現了網上選課、補選課，解決了排課難的問題;關聯微信公眾號，使微信成為教學系統的得力助手;以現場掃碼考勤代替傳統的點名考勤，節約時間;科學高效進行成績計算和統計分析，操作簡單便捷。實驗教學管理系統運行一年多來，提升了教師的工作效率和學生的學習效果，極大地推動了實驗中心的各項工作。
關鍵詞:教學管理系統;大學物理實驗;教學改革
為了提高實驗教學質量，使學生具有比較強的實踐創新能力，高校進行了很多教學改革，取得了很好的效果［1－3］。把成熟的信息技術用于實驗教學，以期大幅度提高教學質量，這是今后實驗教學改革的主要趨勢［4－6］?；谶@種狀況，河海大學理學院物理實驗中心(常州)在過去教學改革的基礎上，主動適應信息化教學趨勢，研制開發了大學物理實驗教學管理系統，把大學物理實驗教學的各個環節都納入了系統并進行信息化管理。系統運行一年多來，內容不斷充實，功能不斷完善，極大地提高了教師的工作效率和學生的學習效果，受到了教師和學生的廣泛好評，同時也積累了很多寶貴經驗，為今后實驗教學的進一步改革拓展了空間。
1大學物理實驗教學管理系統
大學物理實驗教學管理系統主要用來科學高效地管理物理實驗中心的教學、科研等工作，它包括平臺建設、課程建設和師生互動三個模塊，具有實驗慕課、虛擬仿真實驗、實驗選課、場次安排、實驗考勤、師生互動、網上提交報告和批改反饋、網上評教、成績統計分析等功能，并且關聯了課程網站、微信公眾號、超星慕課等互聯網平臺，使得整個教學過程更加規范合理，管理更加科學高效，極大地激發了學生的學習積極性。該系統的基本框架如圖1所示。
2教學改革方式及效果
A.拍攝了實驗慕課，使學生可以預習或重復學習實驗內容。慕課的最大優點是不受時間和地點的限制，而且可以重復觀看學習。網上已有一些物理實驗慕課，但不同學校物理實驗課程開設的實驗項目一般不同，即便是相同的實驗項目，使用的儀器一般也不相同，導致網上的物理實驗慕課很難應用于各所高校?；谶@一現狀，為河海大學物理實驗中心開設的每一個實驗項目都拍攝了慕課，并植入了教學系統，如圖2所示。實驗慕課包括了實驗概述、實驗原理、實驗內容、實驗儀器、注意事項及實際操作演示等內容。在正式做實驗之前，要求學生通過慕課進行預習，這極大地減輕了教師現場講解的工作量，預習之后還可以通過練習題目檢驗學生的預習情況，學生對于暫時不能理解的內容還可以重復觀看學習，極大地提升了學習質量。
B.通過慕課開展課程思政教學將物理實驗原理與哲學原理相結合。目前，國家正在大力推行課程思政，本研究就借著拍攝慕課的機會，在慕課的絕大部分內容中都加入了課程思政元素，注意緊密結合教學內容，力求達到潛移默化、潤物無聲的效果。例如，在講解牛頓環、邁克爾遜干涉儀、光電效應等實驗時，加入了物理學史上光的粒子說、光的波動說、光子說等內容，并在這些內容的基礎上向學生闡述了哲學上的“否定之否定”“實踐是檢驗真理的唯一標準”等內容，使學生在學習物理實驗原理的同時也學到了一些哲學原理，而且并不覺得生硬和突兀。
C.通過網絡加強師生互動，開展線上答疑。建立實驗教學管理系統之前，學生有問題了一般要到實驗室或教師的辦公室，很不方便，效率也低。這次借著開發實驗教學管理系統的機會，在系統中加入了網上答疑模塊，學生可以把自己的問題發到模塊上，并安排教師值班，關注學生的問題并隨時予以解答。由于問題和解答都是公開的，其他學生也可以看到，這樣其他有類似問題的學生就不用再發問題了，教師也不用再解答了。另外，還對一些比較常見的問題設計了獨立模塊，把這些問題和相應的解答都植入其中，學生只要輸入問題的關鍵詞就可以搜到該問題和相應的解答，免去了教師的重復答疑，也節省了學生的時間。
D.實驗報告進行網上批改，批改結果第一時間反饋給學生。原來的實驗報告都是紙質的，教師批改完實驗報告后最快也要到下一次實驗課才能發到學生手上，學生才能發現自己學習中的問題，有的時候由于節日放假等原因，這段時間還會更長。在建立了實驗教學管理系統后，學生只要把自己的實驗報告拍照上傳即可，教師立刻就可以看到并進行網上批改(如圖3所示)，而且教師批改的情況學生可以通過網絡看到，有疑問還可以向教師反映，極大地提升了學生的學習效果和教師的工作效率。
E.實現了網上選課、補選課，解決了排課難的問題。大學生學業任務往往比較重，有的大學生在完成必修課程的同時還選修了一些課程，導致一些班級的學生很難有共同的時間來做實驗，排課比較困難。建立了實驗教學管理系統后，把開課的時間段都放到網上(如圖4所示)，讓學生根據自己的情況來選擇做實驗的時間，很好地解決了排課困難的問題。由于各種原因，每學期都會有學生缺課一些實驗而需要補做，建立實驗教學管理系統前，這些學生都要到實驗中心重新選課和預約，很不方便。在建設實驗教學管理系統時，增加了學生網上補選課功能，學生如果需要補做實驗，不需要再到實驗中心手工操作，只要登錄系統在補課時間段里進行選擇即可，這極大地方便了學生，也減少了實驗中心教師的工作量。
F.關聯微信公眾號，使微信成為教學系統的得力助手。在開發實驗教學管理系統的同時還建立了課程公眾號，并使教學系統和課程公眾號相關聯，這樣教師和學生就可以通過微信公眾號訪問教學系統中的所有教學資源和信息，極大地方便了教師工作和學生學習。教學系統還可以通過微信提前給教師和學生發送上課提醒信息，有效地減少了因遺忘而造成的缺課現象。
G.以現場掃碼考勤代替傳統的點名考勤，節約時間。在建立實驗教學管理系統前，考勤的基本方式是點名，顯然這種方式效率不高，浪費了寶貴的課堂時間。為了解決這個問題，在實驗教學管理系統中增加了掃碼考勤功能，每次課前教師只要把相應的二維碼投影到教學屏幕上，學生用手機掃碼即可快速完成考勤，對于沒有按時到達實驗室的同學，系統還會通過微信給他們發送催促通知，提醒他們盡快趕到實驗室，并向教師解釋遲到的原因，這極大地提高了課前考勤的效率，也減少了學生上課遲到的現象。
H.科學高效進行成績計算和統計分析，操作簡單便捷。建立實驗教學管理系統前，實驗成績基本上靠手工計算和統計分析。建立了實驗教學管理系統后，學生的慕課學習、考勤、報告批改等都在網上進行，各項成績也隨時存儲。系統還設置了計算總分和平均分、分數排序、統計各分數段人數、統計各題目得分、分析學生薄弱環節等功能，教師需要哪一部分數據時，只需要在電腦上進行簡單的幾個操作即可，非常方便。
3結語
實驗教學管理系統運行一年多來，提升了教師的工作效率和學生的學習效果，開展了課程思政教學，減少了教師工作和學生學習中的失誤，極大地推動了實驗中心的各項工作。系統運行中間也暴露出了一些問題，這些問題都已得到圓滿解決，但教學改革沒有止境，還要繼續關注最新的信息技術，把最新的信息技術應用于實驗教學管理系統中，使系統的功能更加完善，效率進一步提高。同時，還要在教學內容、教學方式等方面加大改革力度，使經典的內容更加成熟，前沿的內容也要及時更新，并探索小班制、研究型等教學方式，使河海大學理學院物理實驗中心(常州)的實驗教學獲得更快、更好的發展，為提高學生的實踐創新能力發揮更大作用。
作者：劉翠紅 王一凡 王建永 陳秉巖 單位：河海大學理學院 物聯網工程學院
