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(xué)。為做好疫情防治期間在線教學(xué)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(nèi)網(wǎng)路學(xué)習(xí)空間等，積極舉辦了線上講課和線上學(xué)習(xí)等在線教學(xué)活動，做到了“停課不停教、停課不停學(xué)”。為推動在線教育教學(xué)的有效舉辦，探求化學(xué)實驗在線教學(xué)的新模式，保證疫情防治期間實驗教學(xué)進度和教學(xué)質(zhì)量，教育部學(xué)院數(shù)學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會委員、教育部學(xué)院數(shù)學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會學(xué)院化學(xué)實驗專項委員會書記、國家級實驗教學(xué)示范中心聯(lián)席會數(shù)學(xué)學(xué)科組主任、中國科學(xué)技術(shù)學(xué)院化學(xué)實驗教學(xué)中心所長張增明院士，指出了線上數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的目標(biāo)是有指導(dǎo)可互動的自主DIY實驗，介紹了線上數(shù)學(xué)實驗教學(xué)資源及內(nèi)容，并通過幾個線上線下結(jié)合的實驗案例，闡述了線上教學(xué)的療效。張增明院士講解了借助手機等常用設(shè)備完成化學(xué)實驗的設(shè)計方案，呼吁全省院校共同建設(shè)64學(xué)時的化學(xué)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(yōu)選組合。
疫情防治期間怎樣做好“停課不停教、停課不停學(xué)”，關(guān)鍵在班主任的線上教學(xué)組織、網(wǎng)絡(luò)平臺的技術(shù)保障、遠端中學(xué)生的接受、互動參與。實驗教學(xué)在人才培養(yǎng)過程中具有重要的地位，但實驗教學(xué)不同于理論課程教學(xué)，更指出中學(xué)生的動手操作。怎樣借助線上教學(xué)補習(xí)與線下的動手結(jié)合上去，提高疫情防治期間線上化學(xué)實驗教學(xué)的質(zhì)量，關(guān)鍵要考慮以下幾個問題：
01
實驗設(shè)備
實驗離不出具體的設(shè)備、材料。中學(xué)生離校在家，不可能借助實驗教學(xué)儀器，需轉(zhuǎn)變思路，借助身邊的設(shè)備完成的實驗。完成實驗的關(guān)鍵是檢測所需的檢測儀器，各種傳感可以提供檢測數(shù)據(jù)。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(xiàn)熱學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等實驗數(shù)據(jù)的檢測。下載手機應(yīng)用軟件就可以實現(xiàn)相應(yīng)的傳感功能，如圖1所示為的應(yīng)用界面。借助手機的攝像功能結(jié)合視頻圖象處理軟件的數(shù)據(jù)剖析，可以實現(xiàn)先前實驗教學(xué)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(jù)悉，實驗器材可以就地取材，如借助蒸盤完成轉(zhuǎn)動力矩相關(guān)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(zhuǎn)動力矩（李永治）
院校實驗教學(xué)配置的儀器、材料，目標(biāo)是確保教學(xué)大綱實驗?zāi)茼樌瓿桑恢袑W(xué)生按照手邊的材料，可以自主發(fā)揮，居家完成不同的實驗，通過對實驗數(shù)據(jù)的剖析，了解影響實驗的各個環(huán)節(jié)。教員線上指導(dǎo)，師生間、同學(xué)間的互動討論，都可以將實驗建立得更好。
02
實驗內(nèi)容
特殊時期，線上數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的目標(biāo)應(yīng)以有指導(dǎo)可互動的自主DIY實驗為主。實驗內(nèi)容不能堅守教學(xué)大綱指定的什么實驗，須要以中學(xué)生能力培養(yǎng)為目標(biāo)，盡可能拓展豐富實驗項目內(nèi)容，通過不同于大綱的靈活實驗實現(xiàn)相同的能力培養(yǎng)。為提高中學(xué)生的實驗興趣，可以舉辦一些自主實驗，充分迸發(fā)中學(xué)生的創(chuàng)新能力。如借助GPS數(shù)據(jù)，檢測月球的直徑；水的爆沸認識；樂音實驗等。據(jù)悉，引入一些探究性實驗，可以進一步提高實驗難度，培養(yǎng)中學(xué)生運用科學(xué)知識解決問題的能力。
03
實驗資源
現(xiàn)有的網(wǎng)上資源好多。虛擬仿真（）：2019年申報國家級化學(xué)虛擬仿真實驗項目53項，從普通化學(xué)實驗到近代化學(xué)實驗、再到前沿科學(xué)技術(shù)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(xué)化學(xué)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(shù)據(jù)，但也要依賴實驗室改進的設(shè)備。其實這種網(wǎng)上資源，對正常的實驗教學(xué)給與了很大的補充及補習(xí)，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(xué)的療效。研究性實驗內(nèi)容：可以鼓勵中學(xué)生從歷年的CUPT開放性賽題選擇合適的題目，各市舉辦的數(shù)學(xué)創(chuàng)新競賽賽題及自己關(guān)注的生活中化學(xué)現(xiàn)象探究，這種資源共同組合，可以挺好的完成化學(xué)實驗的教學(xué)目標(biāo)。
04
合理設(shè)計，系統(tǒng)考慮
學(xué)院化學(xué)實驗教學(xué)在不同院校、同一所院校不同事科間的教學(xué)水平不同，需考慮各校的師生、學(xué)科差別，系統(tǒng)設(shè)計，綜合考慮，提高教學(xué)療效。在學(xué)院數(shù)學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會學(xué)院化學(xué)實驗專項委員會及國家級示范中心聯(lián)席會數(shù)學(xué)學(xué)科組的共同努力下，設(shè)計64學(xué)時的線上數(shù)學(xué)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(xué)生受惠，促使學(xué)院化學(xué)實驗的教學(xué)水平，同時探求新的學(xué)院化學(xué)實驗教學(xué)方法。
64學(xué)時學(xué)院化學(xué)實驗線上教學(xué)方案：
學(xué)時
實驗內(nèi)容（項目）
總論（4學(xué)時）
實驗室安全、實驗思政、數(shù)據(jù)處理
熱學(xué)（學(xué)時）
速率、加速度、單擺、聲速檢測、駐波實驗，多普勒效應(yīng)、轉(zhuǎn)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(xué)（學(xué)時）
表面張力、氣體狀態(tài)多項式、固體表面的浸潤、粒子狀態(tài)分布、表面張力與曲率的關(guān)系等
熱學(xué)（學(xué)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(xué)（學(xué)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(xué)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(xué)時）
GPS檢測月球直徑，CUPT歷年賽題，各市化學(xué)創(chuàng)新競賽賽題等
虛擬仿真實驗（學(xué)時）
實驗空間虛仿項目（53項）；愛課程（）：30門《大學(xué)化學(xué)實驗》資源共享課及MOOC
自定趣味實驗（學(xué)時）
生活中的化學(xué)現(xiàn)象的觀察與解釋等
因為各校教學(xué)目標(biāo)不同，建議各校按照自己的實際情況，優(yōu)化組合方案大學(xué)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(xué)。
致謝：
謝謝中國科學(xué)技術(shù)學(xué)院、復(fù)旦學(xué)院、南開學(xué)院、東北學(xué)院、清華學(xué)院、北京學(xué)院、北京民航航天學(xué)院、南京學(xué)院、哈爾濱工業(yè)學(xué)院、西安交通學(xué)院、湖南學(xué)院、內(nèi)蒙古科技學(xué)院、華中科技學(xué)院、東北師范學(xué)院、河南學(xué)院、江西理工學(xué)院等院校化學(xué)實驗教學(xué)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(xué)院化學(xué)實驗教學(xué)水平。
共享資源：
1、大學(xué)數(shù)學(xué)課程教指委網(wǎng)站：
2、《物理實驗》雜志社網(wǎng)站：:hy
附表：單擺
實驗內(nèi)容為基礎(chǔ)、提升、進階及中級幾個部份組成，充分彰顯了實驗教學(xué)的基本能力培養(yǎng)、學(xué)生創(chuàng)新能力及高階內(nèi)容的高要求。中學(xué)生除了可以居家完成相關(guān)實驗的基本要求，還可以通過視頻處理，探究實驗的高階內(nèi)容。
實驗?zāi)康模河脝螖[測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?span style="display:none">r7F物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
實驗原理：當(dāng)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(tǒng)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(shù)
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(shù)據(jù)手動記錄單擺的周期和頻度。
3.軟件設(shè)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(tǒng)會手動估算重力加速度g；
欄目中，默認g值為9.81m/s2，系統(tǒng)會手動估算擺長。
4.注意：檢測擺長時，應(yīng)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(shù)據(jù)見下頁。
(a)小球擺
(b)手機擺
(c)手機擺結(jié)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