摘要:以河海大学为例，对基于教学管理系统的大学物理实验教学改革进行研究。分析了教学改革方式及效果:拍摄了实验慕课，使学生可以预习或重复学习实验内容;通过慕课开展课程思政教学，将物理实验原理与哲学原理相结合;通过网络加强师生互动，开展线上答疑;实验报告进行网上批改，批改结果第一时间反馈给学生;实现了网上选课、补选课，解决了排课难的问题;关联微信公众号，使微信成为教学系统的得力助手;以现场扫码考勤代替传统的点名考勤，节约时间;科学高效进行成绩计算和统计分析，操作简单便捷。实验教学管理系统运行一年多来，提升了教师的工作效率和学生的学习效果，极大地推动了实验中心的各项工作。
关键词:教学管理系统;大学物理实验;教学改革
为了提高实验教学质量，使学生具有比较强的实践创新能力，高校进行了很多教学改革，取得了很好的效果［1－3］。把成熟的信息技术用于实验教学，以期大幅度提高教学质量，这是今后实验教学改革的主要趋势［4－6］。基于这种状况，河海大学理学院物理实验中心(常州)在过去教学改革的基础上，主动适应信息化教学趋势，研制开发了大学物理实验教学管理系统，把大学物理实验教学的各个环节都纳入了系统并进行信息化管理。系统运行一年多来，内容不断充实，功能不断完善，极大地提高了教师的工作效率和学生的学习效果，受到了教师和学生的广泛好评，同时也积累了很多宝贵经验，为今后实验教学的进一步改革拓展了空间。
1大学物理实验教学管理系统
大学物理实验教学管理系统主要用来科学高效地管理物理实验中心的教学、科研等工作，它包括平台建设、课程建设和师生互动三个模块，具有实验慕课、虚拟仿真实验、实验选课、场次安排、实验考勤、师生互动、网上提交报告和批改反馈、网上评教、成绩统计分析等功能，并且关联了课程网站、微信公众号、超星慕课等互联网平台，使得整个教学过程更加规范合理，管理更加科学高效，极大地激发了学生的学习积极性。该系统的基本框架如图1所示。
2教学改革方式及效果
A.拍摄了实验慕课，使学生可以预习或重复学习实验内容。慕课的最大优点是不受时间和地点的限制，而且可以重复观看学习。网上已有一些物理实验慕课，但不同学校物理实验课程开设的实验项目一般不同，即便是相同的实验项目，使用的仪器一般也不相同，导致网上的物理实验慕课很难应用于各所高校。基于这一现状，为河海大学物理实验中心开设的每一个实验项目都拍摄了慕课，并植入了教学系统，如图2所示。实验慕课包括了实验概述、实验原理、实验内容、实验仪器、注意事项及实际操作演示等内容。在正式做实验之前，要求学生通过慕课进行预习，这极大地减轻了教师现场讲解的工作量，预习之后还可以通过练习题目检验学生的预习情况，学生对于暂时不能理解的内容还可以重复观看学习，极大地提升了学习质量。
B.通过慕课开展课程思政教学将物理实验原理与哲学原理相结合。目前，国家正在大力推行课程思政，本研究就借着拍摄慕课的机会，在慕课的绝大部分内容中都加入了课程思政元素，注意紧密结合教学内容，力求达到潜移默化、润物无声的效果。例如，在讲解牛顿环、迈克尔逊干涉仪、光电效应等实验时，加入了物理学史上光的粒子说、光的波动说、光子说等内容，并在这些内容的基础上向学生阐述了哲学上的“否定之否定”“实践是检验真理的唯一标准”等内容，使学生在学习物理实验原理的同时也学到了一些哲学原理，而且并不觉得生硬和突兀。
C.通过网络加强师生互动，开展线上答疑。建立实验教学管理系统之前，学生有问题了一般要到实验室或教师的办公室，很不方便，效率也低。这次借着开发实验教学管理系统的机会，在系统中加入了网上答疑模块，学生可以把自己的问题发到模块上，并安排教师值班，关注学生的问题并随时予以解答。由于问题和解答都是公开的，其他学生也可以看到，这样其他有类似问题的学生就不用再发问题了，教师也不用再解答了。另外，还对一些比较常见的问题设计了独立模块，把这些问题和相应的解答都植入其中，学生只要输入问题的关键词就可以搜到该问题和相应的解答，免去了教师的重复答疑，也节省了学生的时间。
D.实验报告进行网上批改，批改结果第一时间反馈给学生。原来的实验报告都是纸质的，教师批改完实验报告后最快也要到下一次实验课才能发到学生手上，学生才能发现自己学习中的问题，有的时候由于节日放假等原因，这段时间还会更长。在建立了实验教学管理系统后，学生只要把自己的实验报告拍照上传即可，教师立刻就可以看到并进行网上批改(如图3所示)，而且教师批改的情况学生可以通过网络看到，有疑问还可以向教师反映，极大地提升了学生的学习效果和教师的工作效率。
E.实现了网上选课、补选课，解决了排课难的问题。大学生学业任务往往比较重，有的大学生在完成必修课程的同时还选修了一些课程，导致一些班级的学生很难有共同的时间来做实验，排课比较困难。建立了实验教学管理系统后，把开课的时间段都放到网上(如图4所示)，让学生根据自己的情况来选择做实验的时间，很好地解决了排课困难的问题。由于各种原因，每学期都会有学生缺课一些实验而需要补做，建立实验教学管理系统前，这些学生都要到实验中心重新选课和预约，很不方便。在建设实验教学管理系统时，增加了学生网上补选课功能，学生如果需要补做实验，不需要再到实验中心手工操作，只要登录系统在补课时间段里进行选择即可，这极大地方便了学生，也减少了实验中心教师的工作量。
F.关联微信公众号，使微信成为教学系统的得力助手。在开发实验教学管理系统的同时还建立了课程公众号，并使教学系统和课程公众号相关联，这样教师和学生就可以通过微信公众号访问教学系统中的所有教学资源和信息，极大地方便了教师工作和学生学习。教学系统还可以通过微信提前给教师和学生发送上课提醒信息，有效地减少了因遗忘而造成的缺课现象。
G.以现场扫码考勤代替传统的点名考勤，节约时间。在建立实验教学管理系统前，考勤的基本方式是点名，显然这种方式效率不高，浪费了宝贵的课堂时间。为了解决这个问题，在实验教学管理系统中增加了扫码考勤功能，每次课前教师只要把相应的二维码投影到教学屏幕上，学生用手机扫码即可快速完成考勤，对于没有按时到达实验室的同学，系统还会通过微信给他们发送催促通知，提醒他们尽快赶到实验室，并向教师解释迟到的原因，这极大地提高了课前考勤的效率，也减少了学生上课迟到的现象。
H.科学高效进行成绩计算和统计分析，操作简单便捷。建立实验教学管理系统前，实验成绩基本上靠手工计算和统计分析。建立了实验教学管理系统后，学生的慕课学习、考勤、报告批改等都在网上进行，各项成绩也随时存储。系统还设置了计算总分和平均分、分数排序、统计各分数段人数、统计各题目得分、分析学生薄弱环节等功能，教师需要哪一部分数据时，只需要在电脑上进行简单的几个操作即可，非常方便。
3结语
实验教学管理系统运行一年多来，提升了教师的工作效率和学生的学习效果，开展了课程思政教学，减少了教师工作和学生学习中的失误，极大地推动了实验中心的各项工作。系统运行中间也暴露出了一些问题，这些问题都已得到圆满解决，但教学改革没有止境，还要继续关注最新的信息技术，把最新的信息技术应用于实验教学管理系统中，使系统的功能更加完善，效率进一步提高。同时，还要在教学内容、教学方式等方面加大改革力度，使经典的内容更加成熟，前沿的内容也要及时更新，并探索小班制、研究型等教学方式，使河海大学理学院物理实验中心(常州)的实验教学获得更快、更好的发展，为提高学生的实践创新能力发挥更大作用。
作者：刘翠红 王一凡 王建永 陈秉岩 单位：河海大学理学院 物联网工程学院
