摘要:目前大学物理实验教学过程中，学生们普遍反映教学内容与较为前沿的科学技术关联性不强、未能完全体现最新的研究成果与实验方法，导致本科阶段参与创新项目以及继续深造时，知识储备不足、不能学以致用。针对该问题，将创新慕课引入大学物理实验教学中，利用慕课多样、灵活的特性对与实验教学内容相关的原理进行深入剖析，展现多种技术手段与实现方法，尤其是相关原理与技术在已知及预期应用领域进行知识扩展，此方法充分拓宽学生们知识面、提升对创新和设计实验的兴趣、进一步提高大学物理教学质量。
关键词:创新人才培养;大学物理实验;教学改革;慕课
随着创新性人才培养要求的逐步提高，创新性实验项目在高等院校本科生创新和设计能力培养占据重要地位，如在南开大学针对本科生的创新科研计划项目包括部级大学生创新训练计划(简称“国创”)，天津市大学生创新训练计划(简称“市创”)，南开大学本科生创新科研“百项工程”项目(简称“百项”)等。大学物理实验课程，作为从大一开始开设，学生们最早接触的实验类课程，知识涉猎范围广，实验内容及仪器操作方法等信息量大，对于学生们养成良好的实验素养，培养实验动手和创新能力，尤其是对于大二开始申请创新科研项目的学生有着非常重要的前期指导与知识储备作用［1］。慕课作为大规模的在线开放课程，由于其灵活多样的上课形式、不受空间时间的限制、自由开放的学习模式，自2008年提出以来广泛地应用于各学科的教学实践中。尤其在我国“互联网+”的时代下，慕课教学已成为当前高等学校教育改革的重点，在国内许多高校如北京大学、清华大学、南开大学等相继开设慕课平台［2，3］。将慕课应用于大学物理实验的教学，对于实验原理及操作过程进行可重复的立体展现，利用动画视频、虚拟仿真等技术模拟实验过程，规避潜在不安全因素，彻底转变了实验课程中教师的绝对主导作用。本文针对目前慕课与大学物理实验教学模式的特点，并结合学生们对于实验教学过程中创新性实验技术和方法的教学要求，探索大学物理实验教学中慕课授课内容的新模式，在基础理论知识中融入前沿科学发展需要，将较为前沿的实验操作方法与实验仪器结合相应的授课内容以慕课的形式予以展现，在不增加课程面授课课时与学生负担的基础上，为后期参加创新性的学生提供前沿实验理论方法与操作技能等方面的知识储备。
1传统大学物理实验教学模式
1．1“什么是”创新，不知如何立题与选题
目前的大学物理实验内容与实际应用差距较大，学生们只是按照教材要求完成实验目的和内容，不了解所学实验知识与技能目前和预期的实验应用前景，很难根据实际需求提出立题依据。
1．2创新是“干什么”，将所学知识应用于解决新问题的能力较弱
大学物理实验教学课时有限但实验数量多、内容量大，有些重要知识点和实验处理方法等，如最小二乘法拟合曲线的方法等，由于难以反复出现，学生们存在“囫囵吞枣”甚至彻底遗忘的情况，很难将学过的方法移植到解决新问题中。
1．3创新项目“怎么干”，知识储备量有限，对较为前沿的实验方法知之甚少
大学物理实验主要利用实验操作验证原理，实验仪器及操作方法虽然简单明了但存在仪器体积大、精度不足、受操作者技术水平影响大等劣势，很难应用于创新项目中。
2利用慕课实现大学物理实验教学中创新能力培养
2．1保证课堂教学任务，理解实验原理是完成实验和后期创新项目的基础
利用慕课不受场地、时间限制的特点将原理中各个知识点“打碎”，设置为十几分钟的“小慕课”，使学生们可利用碎片化的时间对知识点进行反复观看达到充分理解。
2．2解决“什么是”创新的问题
在实验目的的完成上，不单纯完成书本上的教学目的，着重突出潜在和实际应用，例如在液体表面张力的实验系列慕课中，单独录制“装满水的杯子倒置不漏水”的慕课视频，并提出思考题“水管前端的网状装置只是用来过滤吗?”提升学生们科学实验兴趣的同时，鼓励积极思考，为创新项目立题奠定基础。
2．3解决创新是“干什么”的问题
在实验操作上，利用慕课立体呈现实验操作过程，在课堂上充分发挥学生们的自主性，将传统的讲授操作过程变为答疑解惑，并在慕课中充分体现新技术新方法的应用。例如在“光的干涉实验”的系列慕课中，在学生们理解原理并实际操作的基础上，加入“探测神奇的引力波”的慕课，再次理解干涉原理的基础上，了解该原理新的实验方法和技术，同时建立“光的干涉实验”与“弦振动实验”的慕课链接，学习干涉理论的同时对所学驻波知识进行复习，触类旁通。
2．4解决“怎么干”创新的问题
在教学内容拓展上，利用慕课的多校共建特色，加入多学科相关专业知识与实验方法，使学生们多维度了解所学知识的应用领域以及交叉学科发展要求。例如通过学习“光纤光栅原理与实验”的慕课，鼓励学生们利用光栅的知识对“冰的熔解热”和“固体的线胀系数”等实验进行自主设计;立足南开大学光电专业光纤传感方向并联合天津大学生物专业蛋白检测，开设“光纤传感在生化传感中的应用”的慕课，进一步扩展应用领域。
2．5多领域、立体交叉学科，解决“怎么干”创新的问题
在教学内容拓展上，利用慕课的多校共建特色，加入多学科相关专业知识与实验方法，使学生们多维度了解所学知识的应用领域以及交叉学科发展要求。例如通过学习“光纤光栅原理与实验”的慕课，鼓励学生们利用光栅的知识对“冰的熔解热”和“固体的线胀系数”等实验进行自主设计;立足南开大学光电专业光纤传感方向并联合天津大学生命科学学院生物样本检测，开设“光纤传感在生化传感中的应用”的慕课，进一步扩展应用领域。
3慕课教学评价与学生考核机制
目前大学物理实验教学主要考评机制为教师根据学生出勤情况、预习报告、课堂操作表现以及最终实验报告的完成情况给出实验课成绩，主要以教师作为主导，学生们积极性普遍不高。引入慕课进行评判与考核，有望实现大学物理教学过程中的分级评分标准，根据不同学生的层次以及对实验的兴趣程度进行因材施教。在预习阶段开设“热身实验”慕课，例如在“液体密度测量实验”和“液体粘滞系数测量实验”系列慕课中开设“多彩鸡尾酒”和“彩虹糖摩天轮”的预习慕课，使学生们先在直观对液体密度及流动有一定了解，通过观看和思考给出对实验现象的解释，获得相应成绩;对于“知识点”慕课，如“最小二乘法拟合曲线”等，采用重复观看成绩累加法，同时给教师留言提问也会获得相应的加分;对于实验内容感兴趣或者有志参加创新项目的学生，在完成教学计划规定内慕课的学习后，通过获得的成绩积分可以“解锁”创新慕课相应部分的内容，观看并完成课后习题将会获得额外加分，并在创新项目选拔和立项过程中根据该部分成绩进行优先立项与资助。这种针对不同学生多方位的考核方式，将有效扭转学生们对于大学物理实验只是在教师讲授下单纯完成任务的观念，学生自己可以根据兴趣点选择学习方向的深度与广度，由被动学习转变为实验主宰。
4结语
慕课作为一种新形式的教学方式，突破时间地点的限制，以生动活泼的教学形式，越来越多地应用于大学物理实验教学中。利用慕课的诸多优势，充分发挥大学物理实验教学对创新项目以及学生们后续研究生深造的指导作用，拓展教师讲授的知识面，弱化单纯讲授的主导地位，强化学生自主学习深度和广度，进一步提升大学物理实验教学水平具有重要指导作用。
参考文献:
［1］张凤琴，林晓珑，王逍．创新人才培养下的大学物理实验教学改革研究［J］．大学物理，2017，36(3):36-39．
［2］曹显莹，曲阳．基于慕课模式的大学物理实验教学改革与创新［J］．物理实验，2016，36(5):25-28．
［3］刘春宇，张志颖，赵玉丹，等．“互联网+”时代下“慕课”对大学物理实验开放式教学的促进［J］．科技与创新，2017(2):134-135．
［4］肖立娟．大学物理实验教学的现状与教学改革的探究［J］．大学物理实验，2015，28(6):114-116．
［5］倪燕茹．地方本科院校大学物理实验课程融合“慕课”教学模式必要性的思考［J］．大学物理实验，2014，27(6):118-120．
作者:刘晓颀 高艺 田浩 刘海锋 张勃 刘波 单位:南开大学
