編輯人語
“停課不停教、停課不停學(xué)”。《物理與工程》期刊開辦了新欄目——在線數(shù)學(xué)教育。作為新欄目“在線數(shù)學(xué)教育”的開篇，我們的陌陌公眾號(hào)早已發(fā)表教育部高等中學(xué)學(xué)院數(shù)學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)書記、清華學(xué)院王青院長(zhǎng)文章——。本期陌陌公眾號(hào)發(fā)表教育部高等中學(xué)學(xué)院數(shù)學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員、中國(guó)科技學(xué)院張?jiān)雒髟洪L(zhǎng)文章——64學(xué)時(shí)學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)線上教學(xué)方案及其設(shè)計(jì)思路。“在線數(shù)學(xué)教育”欄目正在征集論文，我們?yōu)檫@種投稿開通快速審稿和網(wǎng)路發(fā)表的紅色通道，期望盡快分享作者的理念、思想以及研究和應(yīng)用成果。投稿請(qǐng)惠至《物理與工程》期刊采編平臺(tái)：。期盼您的參與和分享。
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(tái)的技術(shù)保障、遠(yuǎn)端中學(xué)生的接受和互動(dòng)參與。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在人才培養(yǎng)過程中具有重要的地位，但實(shí)驗(yàn)教學(xué)不同于理論課程教學(xué)，更指出中學(xué)生的動(dòng)手操作。怎樣將線上教學(xué)補(bǔ)習(xí)與線下的動(dòng)手結(jié)合上去，提升疫情防治期間線上化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，關(guān)鍵要考慮以下四個(gè)問題。
1實(shí)驗(yàn)設(shè)備
實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器，需轉(zhuǎn)變思路，借助身邊的設(shè)備完成實(shí)驗(yàn)。完成實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是檢測(cè)所需的儀器，各種傳感可以提供檢測(cè)數(shù)據(jù)。目前的智能手機(jī)中配置有大量的傳感，如：加速度、壓力、時(shí)間、磁力計(jì)、光強(qiáng)、GPS、陀螺儀等，借助這種傳感可以實(shí)現(xiàn)熱學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的檢測(cè)[16]。下載手機(jī)應(yīng)用軟件就可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的傳感功能，圖1為的應(yīng)用界面。借助手機(jī)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(shí)現(xiàn)先前實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中無法完成的一些實(shí)驗(yàn)，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(duì)大角度單擺的軌跡的非線性擬合。據(jù)悉，實(shí)驗(yàn)器材可以就地取材，如借助蒸盤完成轉(zhuǎn)動(dòng)力矩相關(guān)實(shí)驗(yàn)，如圖3所示。
院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)配置的儀器、材料，目標(biāo)是確保教學(xué)大綱實(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的剖析，了解影響實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。教員線上指導(dǎo)，師生間、同學(xué)間的互動(dòng)討論，都可以將實(shí)驗(yàn)建立得更好。
2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
特殊時(shí)期大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，線上數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)應(yīng)以有指導(dǎo)可互動(dòng)的自主DIY實(shí)驗(yàn)為主。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不能堅(jiān)守教學(xué)大綱指定的這些實(shí)驗(yàn)，須要以中學(xué)生能力培養(yǎng)為目標(biāo)，盡可能拓展豐富實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，通過不同于大綱的靈活實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)相同的能力培養(yǎng)。為提高中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，可以舉辦一些自主實(shí)驗(yàn)，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(cè)月球的直徑；水的爆沸認(rèn)識(shí)；樂音實(shí)驗(yàn)等。據(jù)悉，引入一些探究性實(shí)驗(yàn)，可以進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)難度，培養(yǎng)中學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解決問題的能力。
3實(shí)驗(yàn)資源
現(xiàn)有的網(wǎng)上資源好多，例如：虛擬仿真（）：2019年申報(bào)國(guó)家級(jí)化學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目53項(xiàng)，從普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)到近代化學(xué)實(shí)驗(yàn)、再到前沿科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)；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(shí)驗(yàn)。愛課程（）：30門《大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》資源共享課及MOOC；這種線上資源主要以實(shí)驗(yàn)仿真為主，某些實(shí)驗(yàn)可以完成遠(yuǎn)程操作獲取數(shù)據(jù)，但也要依賴實(shí)驗(yàn)室改進(jìn)的設(shè)備。其實(shí)這種網(wǎng)上資源，對(duì)正常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)給與了很大的補(bǔ)充及補(bǔ)習(xí)，但動(dòng)手能力的鍛練嚴(yán)重欠缺。因而須要擴(kuò)大、補(bǔ)充居家可完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。目前部份院校師生早已完成了一些居家可完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，師生反饋療效挺好，收獲很大，極大地推動(dòng)了線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)的療效。我們鼓勵(lì)各校舉辦研究性實(shí)驗(yàn)，中學(xué)生可以從歷年的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(jìng)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，可以挺好地完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)。
4教學(xué)方案
學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在不同院校、同一所院校不同事科間的教學(xué)水平不同大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，需考慮各校的師生、學(xué)科差別，合理設(shè)計(jì)，系統(tǒng)全面，以提高教學(xué)療效。在教育部高等中學(xué)學(xué)院數(shù)學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)工作委員會(huì)及國(guó)家級(jí)示范中心聯(lián)席會(huì)數(shù)學(xué)學(xué)科組的共同努力下，設(shè)計(jì)了64學(xué)時(shí)的線上數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)方案，詳見表1。該方案由引言、DIY實(shí)驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、自定趣味性實(shí)驗(yàn)幾部份組成。因?yàn)楦餍＝虒W(xué)目標(biāo)不同，建議各校按照自己的實(shí)際情況，優(yōu)化組合方案，完成本校的疫情防治期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
64學(xué)時(shí)的線上數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)方案還在豐富、改進(jìn)、完善和不斷的實(shí)踐當(dāng)中。我們期盼全省教員積極參與、合力共建，讓更多的教員、學(xué)生受惠，促使學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的提升，同時(shí)探求新的學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。
致謝：謝謝中國(guó)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、中南學(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)院等院校化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一線老師的大力支持，期盼更多院校同行積極參與，不斷豐富、改進(jìn)、完善該方案，讓更多的老師和朋友獲益，努力提高疫情期間的學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。
共享資源：
?學(xué)院數(shù)學(xué)課程教指委網(wǎng)站：
?《物理實(shí)驗(yàn)》網(wǎng)站：:hy
?《物理與工程》網(wǎng)站：
附表：?jiǎn)螖[
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由基礎(chǔ)、提升、進(jìn)階及中級(jí)幾個(gè)部份組成，充分彰顯了實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的基本要求，還可以通過視頻處理，探究實(shí)驗(yàn)的高階內(nèi)容。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河脝螖[測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?span style="display:none">lrn物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
實(shí)驗(yàn)原理：當(dāng)單擺角很小時(shí)(α可測(cè)定g。當(dāng)擺角較大時(shí)，簡(jiǎn)諧近似失效，需研究擺球運(yùn)動(dòng)的非線性。
實(shí)驗(yàn)儀器：長(zhǎng)約1m的細(xì)線一根，毫米刻度尺，小球，手機(jī)（裝有軟件）
實(shí)驗(yàn)步驟：
一、傳統(tǒng)單擺實(shí)驗(yàn)
測(cè)重力加速度使用金屬小球，同一個(gè)單擺進(jìn)行多次檢測(cè)取平均值：
二、手機(jī)擺實(shí)驗(yàn)
1.將細(xì)繩一端固定在豎直墻壁上，另一端固定在手機(jī)上，讓手機(jī)面與外墻平行，弄成一個(gè)擺。
2.打開軟件，下拉菜單找到下的，讓手機(jī)偏離平衡位置一個(gè)小角度，點(diǎn)擊運(yùn)行按鍵，放手后，軟件會(huì)依照陀螺儀檢測(cè)的數(shù)據(jù)手動(dòng)記錄單擺的周期和頻度。
3.軟件設(shè)置了幾個(gè)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(zhǎng)，系統(tǒng)會(huì)手動(dòng)估算重力加速度g；
?欄目中，默認(rèn)g值為9.81m/s2，系統(tǒng)會(huì)手動(dòng)估算擺長(zhǎng)。
4.注意：檢測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)從懸點(diǎn)的位置檢測(cè)到手機(jī)的中心，實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)易裝置圖和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見附圖1。
三、視頻軌跡追蹤實(shí)驗(yàn)
借助手機(jī)拍攝小球單擺的擺動(dòng)視頻，借助視頻追蹤軟件提取小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，研究小角度下的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)及大角度下的非線性運(yùn)動(dòng)（附圖2和附圖3）。
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作者簡(jiǎn)介:張?jiān)雒鳎校逃扛叩戎袑W(xué)學(xué)院數(shù)學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員、教育部高等中學(xué)學(xué)院數(shù)學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)工作委員會(huì)書記、國(guó)家級(jí)示范中心聯(lián)席會(huì)數(shù)學(xué)學(xué)科組主任，中國(guó)科學(xué)技術(shù)學(xué)院院長(zhǎng)，。
引文格式:張?jiān)雒?64學(xué)時(shí)學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)線上教學(xué)方案及其設(shè)計(jì)思路[J].化學(xué)與工程，2020，30（2）：優(yōu)先出版.
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