教育部首批虚拟教研室建设试点“大学物理实验课程虚拟教研室(东北师范大学)(以下简称虚拟教研室)”协同物理学国家级实验教学示范中心(东北师范大学)、《物理实验》杂志、东北师范大学物理学院等单位于2022年秋季学期起开展大学物理实验课程“同课异构”教学交流系列活动。活动组织来自不同高校的教师讲授同一个实验题目、提供不同的讲授案例,邀请资深教师对教学过程进行赏析和点评,并组织讨论交流。活动旨在拓宽教师的备课思路,进一步激发高校教师投身物理实验教学的热情,助力教师教学水平和物理实验课程教学质量的提升。
“同课异构”第四次活动于2023年4月8日举办。本次活动邀请西南交通大学物理国家级实验教学示范中心副主任樊代和、北京理工大学物理学院院长助理刘伟、北京航空航天大学物理学院王文玲、郑州轻工业大学物理与电子工程学院实验实践教学中心主任王海燕等四位老师参加讲课活动。邀请教育部大学物理课程教指委大学物理实验专委会副主任、辽宁省教学名师、大连理工大学基础物理国家级实验教学示范中心主任李雪春教授,全国高等学校实验物理教学研究会副理事长、北京市教学名师、清华大学实验物理教学中心主任张留碗教授担任本次活动评析嘉宾。虚拟教研室师资培训团队负责人、全国高等学校实验物理教学研究会副理事长、复旦大学物理学国家级实验教学示范中心主任乐永康教授担任本次活动主持人。虚拟教研室师资培训团队助理、东北师范大学省级实验教学示范中心主任贾艳副教授,与虚拟教研室资源建设团队助理、东北师范大学国家级实验教学示范中心副主任张岩副教授协助组织和技术支持。来自全国物理实验教学同仁及虚拟教研室成员200余人参加了本次活动。
第四次“同课异构”活动海报
樊代和与刘伟主讲“迈克耳孙干涉仪实验”。樊代和主讲本实验的教学设计包含:实验背景(测“以太”、相关诺奖、LIGO等),实验目的及仪器,迈克耳孙干涉仪原理(结构、光路图、点光源非定域干涉、等倾干涉等),实验内容及步骤(测量激光波长、观察白光的干涉图样)、注意事项、进一步思考。刘伟主讲本实验的教学设计包含:历史背景(两朵“乌云”、测“以太”),实验目的、实验原理(光路图、扩展光源:等倾干涉、点光源:非定域干涉、总结),实验仪器、实验内容(调节干涉仪、测量激光波长)、注意事项、思考题。李雪春教授在评析中指出两位老师作为全国高等学校物理基础课程青年教师讲课比赛一等奖获得者,均是大学物理实验教学中佼佼者。樊代和的讲授从背景出发、课程思政自然融入,积极改进学生团队合作模式、注重学生操作能力的培养。刘伟的讲授能注意“机械式放大”等基本原理思想的培养,并且介绍了本校学生的实验作品,思政引导性强、亮点突出。建议两位老师在讲授中注意图文恰当结合、增强讲解的直观性,增加虚拟仿真实验的应用,做到虚实结合,拓展学生课前预习和课后思考的空间。张留碗教授在评析中指出两位老师授课都很精彩,课程要素全面详实,并且各具特色。樊代和的讲授内容详尽,对仪器构造的介绍恰当准确、重点突出,并能引导学生的积极思考。刘伟的讲授中能够恰当地使用动画和示意图、清楚易懂,思考题内容丰富、能够包含丰富的物理内涵。建议两位老师在讲授测量光波长的时候明确分辨率的问题、从而为傅里叶变换实验作原理铺垫,让学生感受使用激光或者不用激光的时候补偿板的作用。
王文玲和王海燕主讲“光电效应实验”。王文玲主讲本实验的教学设计包含:光电效应(外光电效应、内光电效应),设计实验(确定目标、设计方案、搭建仪器、评估改进)、应用、拓展(设计实验测量太阳能电池填充因子)。王海燕主讲本实验的教学设计包含:导入(LHAASO、光电倍增管工作原理),实验背景(赫兹的发现、勒纳德的规律、爱因斯坦的光量子假说、密立根实验验证),实验原理(普朗克常量测量原理)、实验难点(拐点法测遏制电压)、实验器材、拓展延伸(光电效应的发展、能源领域的应用)。张留碗教授在评析中指出两位老师课堂节奏掌控精准,声音优美、语速恰当,课程脉络清晰。王文玲讲授中包含实验目的、光电效应方程等的教学设计令人印象深刻,整体课程架构合理。王海燕讲授中从大装置到光电倍增管的课程引入十分新颖,无论是在课程思政还是吸引学生兴趣方面都很有作用。建议两位老师加强对光电效应方程的分析,让学生充分理解光和电子相互作用过程的复杂性,对内光电效应和外光电效应的比较还要更加明确,数据表格处理需要更加严谨。李雪春教授在评析中指出两位老师授课创新性和设计性十分突出,讲授过程令人耳目一新,能切合不同层次的实验教学要求。王文玲讲授内容组织连贯巧妙、能够积极引导学生进行创新性设计,建议在这个设计性实验中能给学生更多实践操作的空间,建议在普朗克常数测量部分增加我国科学家贡献的内容。王海燕讲授的教学形式安排合理,实践操作方面讲解细致,例如拐点法测量方面比较清晰,建议精准绘制示意图,在时间充足的情况下为学生安排一些基于虚拟仿真实验的进阶内容。
最后,乐永康教授对四位课程分享教师的讲授内容进行了综合评析,并且预告了“同课异构”后续系列活动的主题内容,并邀请各位教师积极参与报名、提供选题。虚拟教研室负责人、国家级实验教学示范中心主任、《物理实验》杂志执行主编李金环教授代表虚拟教研室对参加本次活动的四位主讲教师、两位评析嘉宾以及参加本次活动的教师表示感谢,表示该活动为大学物理实验教学研究提供了优秀的共享平台,为来自不同学校、面向不同学生的物理实验教师就不同教学要求和目标组织的课堂模式提供了相互比较、相互交流、相互借鉴、相互促进的机会,诚邀更多从事大学物理实验教学的教师能够积极参加到虚拟教研室的系列活动当中。
大学物理实验课程“同课异构”教学学术活动于2022年秋季学期起开展的大学物理实验课程教学交流系列活动。冀望借助“同课异构”活动,进一步推广优秀大学物理实验课程的教学经验、拓宽教师的备课思路,促进物理实验教学的校际交流与合作,激发高校教师投身物理实验教学的热情,实现教学模式、教学方法互相学习与借鉴,助力教师的教学水平和物理实验课程教学质量的提升,促进全国大学物理实验教学的高质量均衡发展。本项活动由教育部首批虚拟教研室建设试点“大学物理实验课程虚拟教研室(东北师范大学)”、物理学师范专业国家级实验教学示范中心(东北师范大学)、《物理实验》杂志和东北师范大学物理学院共同举办,由虚拟教研室师资培训团队负责人、复旦大学物理学国家级实验教学示范中心主任乐永康教授推动。