大學物理網絡分級學習平臺設計探討*

楊長銘

(長江大學物理學院 湖北 荊州 434023)

王宏偉

(長江大學計算機科學學院 湖北 荊州 434023)

隨著高等教育質量工程的推進，先進的教學理念不斷形成，各種教學方法的改革應運而生.目前重點高校將信息技術引入教學，使大學物理的教學發生了革命性的變化，傳統的教學模式也發生了根本性的改變.國內不少高校的大學物理采用分層次分級教學模式，結合完全學分制改革，實現了學生選進程、選課程模塊、選教師，搭建了大學物理課程教學平臺；建設了大學物理課程教學網站；開設了網絡課程，開發了豐富的物理學教學資源庫.有的學校開發了大學物理作業批改系統，盡管系統沒有分級，通過應用，取得了很好的效果.

大學物理素質教育教學方法改革創新及信息技術運用于物理教學，將會是今后的發展趨勢.為了搞好這方面的建設，我們開發了大學物理網絡分級訓練互動學習平臺，現將其平臺設計介紹如下.

1 網絡分級訓練互動學習平臺整體結構設計

大學物理網絡課程網絡分級訓練互動學習平臺設計思想為該平臺運行方式類似網絡上流行的“開心農場”，每個學習者在該平臺注冊后，獲得初始的知識財富，并擁有自己的一片“物理知識莊園”，通過答題、學習交流和討論等多種形式，獲取“知識財富”，然后發展、壯大及修飾自己的“知識家園”而得到升級，最終發展升級到“外太空”開拓自己的“知識領地”.軟件提供：

1.1 基礎知識類題

基礎知識類題為填空題和選擇題.學生可一次性獲取多題，以一定題數為一“包”，如5題為一包“知識種子”, 知識莊園莊主決定其中有幾題可供外人“獲取”——至少1題；內容先不展示，打開知識種子包，顯示題目，規定時間內給出正確答案，獲得相應分值.知識種子設有效期限，到期不答題，知識種子“壞死”.每次只打開其中一題，解答完成一題后才能打開另外的一題(設置打開標志).

題目難易程度不同，產值(收獲后的得分)不同(系統從題庫中隨機抽取選擇題ID).

1.2 交流討論類題

交流討論類題為計算題、半開放或開放類探討題.擴展知識為“施肥”，點擊某一“知識作物”，該“知識作物”的所有交流過程顯示在旁邊的窗口中.糾正錯誤回答為“除蟲”.補充參考資料為“澆水”.解答問題為“收獲”，系統給所有參與者加分.交流討論類題內容可見，學生根據興趣選擇“獲取”，后期做成由學生獲取“討論課題權”.

1.3 知識種子分類

題目的知識點不同，“知識種子” 的種類不同，種子的命名不拘泥于學科的概念.根據題目難易程度不同，“知識種子”的級別分為初級XX種、中級XX種、高級XX種、黃金XX種、白金XX種、至尊XX種等.

1.4 知識裝飾品

系統提供除常規的“知識莊園裝飾品”外，還提供有物理特色的“知識裝飾”，如愛因斯坦蟲洞等有特色創意的物件(美工設計)，獲取知識領域權(如建立空間站等)，物理特色顯著.

1.5 排名榜

系統提供物理知識“福布斯”富人榜和最落魄物理知識乞丐排名，活躍程度作為一個評估指標列入排名，在系統進入界面中顯示.

所有答題中，公式按Matlab編程規范來定義，解決求和、根號等無法顯示問題(在答題界面中提供對照選擇表).

初期階段，除選擇題和填空題為自動評分外，計算題和討論題采用教師評分，最終實現自動評分.

2 學習平臺開發環境及編程環境選擇

系統選用Apache+MySQL+PHP+FlashMediaInteractiveServer作為服務器端.

系統以FlashCS5，FlashBuilder4.5為開發工具.系統完全基于B/S模式.

3 大學物理網絡分級訓練互動學習平臺數據庫設計

系統構建BlueCulture數據庫，該數據庫包含10個子數據庫，分別為：

user: 用戶表；Group：分組表；

question: 題庫；questiontype: 題型表；

crop: 種植活動表；gain: 收獲表；

scene:場景；sceneelement: 場景元素表；

seed: 種子表；task: 任務表.

子數據庫之間關系如圖1所示.其他功能模塊及程序設計略.

圖1 子數據庫之間的關系圖

大學物理網絡分級訓練互動學習平臺，用游戲中廣泛使用的“獎勵”方式，使學習者在學習的過程中獲得“成就感”，讓學生在玩中“學”.學習者發起新的學習討論話題及參與他人的有益討論同樣能獲得“收益”，鼓勵其與其他學習者之間的交流和協作，充分發揮CSCL(計算機支持下的協作學習)的優勢.該平臺不僅能激發學生學習物理的興趣，把大學物理課后作業訓練網絡化，而且尊重學生間的差異，鼓勵學生主動、互動、合作學習，還能充分發揮學生的個性與主觀能動性，通過分級訓練培養精英人才.

大學物理網絡分級訓練互動學習平臺，不僅能應用于大學物理課后作業訓練，其簡化版本還能應用于大學物理考查、考試，為大學物理無紙化教學奠定基礎.