突如其來的疫情打破了原有的生活秩序，國外院校不得不延后開學。為做好疫情防治期間在線教學組織與管理，各院校充分借助慕課平臺、實驗資源平臺和各級各種在線課程平臺、校內網路學習空間等，積極舉辦了線上講課和線上學習等在線教學活動，做到了“停課不停教、停課不停學”。為推動在線教育教學的有效舉辦，探求化學實驗在線教學的新模式，保證疫情防治期間實驗教學進度和教學質量，教育部學院數學課程教學指導委員會委員、教育部學院數學課程教學指導委員會學院化學實驗專項委員會書記、國家級實驗教學示范中心聯席會數學學科組主任、中國科學技術學院化學實驗教學中心所長張增明院士，指出了線上數學實驗教學的目標是有指導可互動的自主DIY實驗，介紹了線上數學實驗教學資源及內容，并通過幾個線上線下結合的實驗案例，闡述了線上教學的療效。張增明院士講解了借助手機等常用設備完成化學實驗的設計方案，呼吁全省院校共同建設64學時的化學實驗方案，不斷充實、完善實驗資源，供諸位老師按照課時安排，優選組合。
疫情防治期間怎樣做好“停課不停教、停課不停學”，關鍵在班主任的線上教學組織、網絡平臺的技術保障、遠端中學生的接受、互動參與。實驗教學在人才培養過程中具有重要的地位，但實驗教學不同于理論課程教學，更指出中學生的動手操作。怎樣借助線上教學補習與線下的動手結合上去，提高疫情防治期間線上化學實驗教學的質量，關鍵要考慮以下幾個問題：
01
實驗設備
實驗離不出具體的設備、材料。中學生離校在家，不可能借助實驗教學儀器，需轉變思路，借助身邊的設備完成的實驗。完成實驗的關鍵是檢測所需的檢測儀器，各種傳感可以提供檢測數據。目前的智能手機中配置有大量的傳感，如：加速度、壓力、時間、磁力計、光強、GPS、陀螺儀等，借助這種傳感可以實現熱學、熱學、電學、光學等實驗數據的檢測。下載手機應用軟件就可以實現相應的傳感功能，如圖1所示為的應用界面。借助手機的攝像功能結合視頻圖象處理軟件的數據剖析，可以實現先前實驗教學過程中無法完成的一些實驗，如兩維碰撞剖析，單擺的非線性剖析。圖2為借助視頻追蹤軟件對大角度單擺的軌跡的非線性擬合。據悉，實驗器材可以就地取材，如借助蒸盤完成轉動力矩相關實驗，如圖3所示。
圖1：APP界面
圖2：基于視頻軌跡追蹤的大角度單擺的非線性研究
圖3：轉動力矩（李永治）
院校實驗教學配置的儀器、材料，目標是確保教學大綱實驗能順利完成；中學生按照手邊的材料，可以自主發揮，居家完成不同的實驗，通過對實驗數據的剖析，了解影響實驗的各個環節。教員線上指導，師生間、同學間的互動討論，都可以將實驗建立得更好。
02
實驗內容
特殊時期，線上數學實驗教學的目標應以有指導可互動的自主DIY實驗為主。實驗內容不能堅守教學大綱指定的什么實驗，須要以中學生能力培養為目標，盡可能拓展豐富實驗項目內容，通過不同于大綱的靈活實驗實現相同的能力培養。為提高中學生的實驗興趣，可以舉辦一些自主實驗，充分迸發中學生的創新能力。如借助GPS數據，檢測月球的直徑；水的爆沸認識；樂音實驗等。據悉，引入一些探究性實驗，可以進一步提高實驗難度，培養中學生運用科學知識解決問題的能力。
03
實驗資源
現有的網上資源好多。虛擬仿真（）：2019年申報國家級化學虛擬仿真實驗項目53項，從普通化學實驗到近代化學實驗、再到前沿科學技術實驗；這種資源解決了好多高危、高成本、極端條件下的未能舉辦的實驗。愛課程（）：30門《大學化學實驗》資源共享課及MOOC；這種線上資源主要以實驗仿真為主，某些實驗可以完成遠程操作獲取數據，但也要依賴實驗室改進的設備。其實這種網上資源，對正常的實驗教學給與了很大的補充及補習，但動手能力的鍛練嚴重欠缺。因而須要擴大、補充居家可完成的實驗項目。目前部份院校師生早已完成了一些居家可完成的實驗項目，師生反饋療效挺好，收獲很大，極大地推動了線上實驗教學的療效。研究性實驗內容：可以鼓勵中學生從歷年的CUPT開放性賽題選擇合適的題目，各市舉辦的數學創新競賽賽題及自己關注的生活中化學現象探究，這種資源共同組合，可以挺好的完成化學實驗的教學目標。
04
合理設計，系統考慮
學院化學實驗教學在不同院校、同一所院校不同事科間的教學水平不同，需考慮各校的師生、學科差別，系統設計，綜合考慮，提高教學療效。在學院數學課程教學指導委員會學院化學實驗專項委員會及國家級示范中心聯席會數學學科組的共同努力下，設計64學時的線上數學實驗方案。該方案由引言、DIY實驗、探究性實驗、虛擬仿真實驗、自定趣味性實驗幾部份組成。通過全省教員合力共建，讓更多的教員、學生受惠，促使學院化學實驗的教學水平，同時探求新的學院化學實驗教學方法。
64學時學院化學實驗線上教學方案：
學時
實驗內容（項目）
總論（4學時）
實驗室安全、實驗思政、數據處理
熱學（學時）
速率、加速度、單擺、聲速檢測、駐波實驗，多普勒效應、轉動力矩、碰撞、二維碰撞、共振、樂器的音頻剖析、角動量、平行軸定律、陀螺儀、方位徑向擺、楊氏撓度等
力學（學時）
表面張力、氣體狀態多項式、固體表面的浸潤、粒子狀態分布、表面張力與曲率的關系等
熱學（學時）
螺線管磁場，磁力濕度計，家用家電實時功率檢測，室外磁場分布，地磁場背景檢測等
光學（學時）
水透鏡焦距的檢測，透鏡成像，球差剖析，色差剖析，望遠鏡DIY大學物理實驗常用儀器的使用的原理，薄膜干涉，色散，折射率檢測，小孔衍射，光柵衍射，光的偏振光等
探究實驗（學時）
GPS檢測月球直徑，CUPT歷年賽題，各市化學創新競賽賽題等
虛擬仿真實驗（學時）
實驗空間虛仿項目（53項）；愛課程（）：30門《大學化學實驗》資源共享課及MOOC
自定趣味實驗（學時）
生活中的化學現象的觀察與解釋等
因為各校教學目標不同，建議各校按照自己的實際情況，優化組合方案大學物理實驗常用儀器的使用的原理，完成本校的疫情防治期的實驗教學。
致謝：
謝謝中國科學技術學院、復旦學院、南開學院、東北學院、清華學院、北京學院、北京民航航天學院、南京學院、哈爾濱工業學院、西安交通學院、湖南學院、內蒙古科技學院、華中科技學院、東北師范學院、河南學院、江西理工學院等院?；瘜W實驗教學一線老師的大力支持，期盼更多高校同行積極參與，不斷豐富、改進、完善該方案，讓更多的老師和朋友受惠，努力提高疫情期間的學院化學實驗教學水平。
共享資源：
1、大學數學課程教指委網站：
2、《物理實驗》雜志社網站：:hy
附表：單擺
實驗內容為基礎、提升、進階及中級幾個部份組成，充分彰顯了實驗教學的基本能力培養、學生創新能力及高階內容的高要求。中學生除了可以居家完成相關實驗的基本要求，還可以通過視頻處理，探究實驗的高階內容。
實驗目的：用單擺測定當地的重力加速度
實驗原理：當單擺角很小時(α
實驗儀器：長約1m的細線一根，毫米刻度尺，小球，手機（裝有軟件）
實驗步驟：
一、傳統單擺實驗。
測重力加速度使用金屬小球，同一個單擺進行多次檢測取平均值：
檢測次數
球半徑(mm)
線長(mm)
50T(s)
二、手機擺實驗。
1.將細繩一端固定在豎直墻壁上，另一端固定在手機上，讓手機面與外墻平行，弄成一個擺。
2.打開軟件，下拉菜單找到下的，讓手機偏離平衡位置一個小角度，點擊運行按鍵，放手后，軟件會依照陀螺儀檢測的數據手動記錄單擺的周期和頻度。
3.軟件設置了幾個功能：
欄目可以反饋單擺的周期和頻度；
G欄目中可以輸入擺長，系統會手動估算重力加速度g；
欄目中，默認g值為9.81m/s2，系統會手動估算擺長。
4.注意：檢測擺長時，應從懸點的位置檢測到手機的中心，實驗簡易裝置圖和實驗數據見下頁。
(a)小球擺
(b)手機擺
(c)手機擺結果
單擺實驗圖
三、視頻軌跡追蹤實驗
借助手機拍攝小球單擺的擺動視頻，借助視頻追蹤軟件提取小球的運動軌跡，研究小角度下的簡諧運動及大角度下的非線性運動。
視頻追蹤小角度單擺軌跡
視頻追蹤大角度單擺軌跡