網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺輔助物理實驗教學(xué)的探究

韓秋菊　白士剛

[摘 要]大學(xué)物理實驗課程屬于高校教學(xué)計劃中的基礎(chǔ)教學(xué)，面向全校理工科學(xué)生開設(shè)。公共基礎(chǔ)課程在人才培養(yǎng)過程中起著非常重要的作用，不僅教給學(xué)生一些必備的基礎(chǔ)知識，更重要的是引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的過程中，形成正確的科學(xué)觀念，掌握科學(xué)方法，培養(yǎng)科學(xué)精神。從大學(xué)物理實驗課堂教學(xué)的實踐出發(fā)，建設(shè)關(guān)于該課程的實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，在教學(xué)中突出學(xué)生的主體地位，可以激發(fā)學(xué)生的實驗興趣，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，進而提高實驗課程教學(xué)質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]物理實驗 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺 互動

[中圖分類號] G642.423 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）16-0139-02

一、引言

大學(xué)物理實驗課程屬于高校教學(xué)計劃中的基礎(chǔ)教學(xué)，面向全校理工科學(xué)生開設(shè)。公共基礎(chǔ)課程在人才培養(yǎng)過程中起著非常重要的作用，不僅教給學(xué)生一些必備的基礎(chǔ)知識，更重要的是引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的過程中，形成正確的科學(xué)觀念，掌握科學(xué)方法，培養(yǎng)科學(xué)精神。《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》對高等教育提出明確要求，而且把全面提高教育質(zhì)量作為高等教育發(fā)展的核心任務(wù)。根據(jù)多年來的教學(xué)經(jīng)驗和思考，認為提高大學(xué)物理實驗課程教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵是搞好網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)[1-3]，即借助信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及多媒體技術(shù)來豐富物理實驗課程教學(xué)，提高課堂教學(xué)效率和質(zhì)量。

二、建設(shè)大學(xué)物理實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的必要性

首先，從教育對象來看，當(dāng)前“90后”已占據(jù)高等教育人才培養(yǎng)的歷史舞臺。從在校大學(xué)生的表現(xiàn)可以看出，他們思想開放，善于求新求變，能及時掌握現(xiàn)代化工具和科技手段，在與他們相處的過程中能感覺到他們有強烈的成才欲望。因此，高校在人才培養(yǎng)方面，應(yīng)當(dāng)走發(fā)展內(nèi)涵的道路，注重人才質(zhì)量和效益的提升，激發(fā)學(xué)生的潛能，尊重學(xué)生的個人選擇，為學(xué)生個性發(fā)展創(chuàng)造空間，為拔尖學(xué)生成才創(chuàng)造條件。傳統(tǒng)的教學(xué)手段和方式在教學(xué)信息量、教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率等方面都面臨著嚴峻考驗。

其次，從教學(xué)現(xiàn)狀來看，很多院校特別是農(nóng)林水類院校，在大學(xué)物理實驗教學(xué)中普遍存在著內(nèi)容多與學(xué)時少間的矛盾以及高校擴招形成的學(xué)生多與教師少之間的矛盾。學(xué)時少，學(xué)生人數(shù)增多，學(xué)生動手能力參差不齊，這就造成教學(xué)硬件的有限和教師工作量的增加。以東北農(nóng)大為例，每次實驗課2個學(xué)時，一次實驗課要把全班同學(xué)分成兩組，一組一個實驗內(nèi)容，目的是保證人手一臺儀器，便于學(xué)生獨立操作。課上教師既要分別講解兩個實驗內(nèi)容，又要指導(dǎo)學(xué)生的具體操作，一次課下來忙得不可開交，總覺得時間不夠用。有時候?qū)W生是在教師設(shè)計好的實驗條件下完成了實驗，并沒有認真思考實驗的設(shè)計思想和方法，更談不上獲得相應(yīng)的實驗技能。

最后，從教育發(fā)展趨勢來看，教育信息化的腳步離我們越來越近了。2012年，大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程MOOC（Massive Open Online Courses）在教育界掀起軒然大波，國內(nèi)知名高校也紛紛宣布加入在線教育行列。清華大學(xué)校長陳吉寧認為，與以往的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)不同，在線教育提供了一種全新的知識傳播模式和學(xué)習(xí)方式，將引發(fā)全球高等教育的一場重大變革。這說明網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)已成為時代發(fā)展的趨勢，高校的本科基礎(chǔ)教學(xué)也應(yīng)該以建設(shè)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)平臺為契機，向著拓展知識，提高能力，注重質(zhì)量方向轉(zhuǎn)變。

三、大學(xué)物理實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的設(shè)計

網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)強調(diào)的是學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)活動依托于網(wǎng)絡(luò)進行，具有自主性、個性化、交互性和資源共享性等優(yōu)點。根據(jù)物理學(xué)科特點，有利于實現(xiàn)其與數(shù)學(xué)和計算機技術(shù)的有效整合。

綜合大學(xué)物理實驗課程實踐，作為對傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式的有益補充，自主設(shè)計了依附于網(wǎng)絡(luò)且符合本校課程特點的大學(xué)物理實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，該教學(xué)平臺主要由課前預(yù)習(xí)與測試模塊、仿真操作模塊、課前預(yù)約模塊、網(wǎng)絡(luò)討論模塊、數(shù)據(jù)上傳與評價模塊、答題測試模塊所組成。該平臺旨在開展多維互動教學(xué)新模式[4]，能起到導(dǎo)學(xué)、輔助教學(xué)的目的，進而為提高教學(xué)質(zhì)量服務(wù)。具體模塊及其互動方式見圖1。

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圖1 大學(xué)物理實驗網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué)平臺模塊簡圖

四、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺在大學(xué)物理實驗中的作用

網(wǎng)絡(luò)教育（E-learning），是在以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為代表的信息技術(shù)充分發(fā)展以后涌現(xiàn)出來的一種新的教育形態(tài)，即以網(wǎng)絡(luò)作為交互媒介和資源載體來實現(xiàn)各類教學(xué)活動，包括知識傳遞、學(xué)習(xí)活動組織以及其他學(xué)習(xí)支持服務(wù)等。[5]建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺可以拓展課堂教學(xué)模式，有助于貫徹學(xué)生為主、教師為輔的教育理念，其作用具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

（一）人機互動保證預(yù)習(xí)效果

課前預(yù)習(xí)是物理實驗課程的重要組成部分。傳統(tǒng)的課前預(yù)習(xí)，學(xué)生主要以實驗教材為中心，看不到儀器，預(yù)習(xí)的內(nèi)容過于平面化和直覺化。然而，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺中的課前預(yù)習(xí)與測試模塊、仿真操作模塊可以在很大程度上將預(yù)習(xí)內(nèi)容形象化、具體化。比如在課前預(yù)習(xí)模塊為學(xué)生提供關(guān)于所要預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容的講解視頻，儀器介紹和電子課件等，特別是在仿真操作模塊中用Flash自主編程設(shè)計的仿真課件來實現(xiàn)對實驗儀器及操作的模擬再現(xiàn)，在很大程度上實現(xiàn)了預(yù)習(xí)的可視化，特別是對于那些復(fù)雜抽象的難于用語言表述的操作步驟一目了然。圖2是用Flash編程的仿真操作模塊中關(guān)于轉(zhuǎn)動慣量測量的操作界面。這種人機互動的預(yù)習(xí)方式有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，更重要的是通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，學(xué)生可以自行選擇時間進行網(wǎng)上預(yù)習(xí)和課前測試，提高了預(yù)習(xí)效率，能達到較好的個人預(yù)習(xí)效果。

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圖2 大學(xué)物理實驗仿真操作界面

（二）多維互動提高協(xié)調(diào)能力

網(wǎng)絡(luò)討論模塊為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了一個多維交互的空間，通過討論可以擴大加強師生間的交流、學(xué)生間的交流等。通過交流討論，不僅可以引發(fā)學(xué)生獨立思考，加深對知識的理解和掌握，而且還能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性以及協(xié)調(diào)處理問題的能力。課上時間畢竟有限，構(gòu)建這樣一個多維互動的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺可以為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)提供機會，并將網(wǎng)絡(luò)作為信息社會中獲取知識的一條有效途徑。

（三）師生互動提高綜合能力

這主要是針對數(shù)據(jù)上傳與處理模塊來說的。學(xué)會課上測得數(shù)據(jù)對學(xué)生分析及處理的能力、對人的發(fā)展至關(guān)重要。通過數(shù)據(jù)上傳與處理不僅可以實現(xiàn)實驗報告的無紙化，改變傳統(tǒng)手寫實驗報告的方式，而且在這個過程中能促進學(xué)生掌握諸如WORD、MATLAB等基本的數(shù)據(jù)處理軟件，提高學(xué)生在處理數(shù)據(jù)方面的綜合能力，實現(xiàn)了物理、數(shù)學(xué)及計算機技術(shù)的整合，有利于學(xué)生科研素質(zhì)和能力的培養(yǎng)，為以后的專業(yè)學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

（四）人機互動檢查教學(xué)效果

答題測試模塊是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)、檢查教學(xué)效果，保證教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。測試模塊的設(shè)計與反饋直接決定著學(xué)生主體地位的體現(xiàn)，因此習(xí)題的選取應(yīng)注重科學(xué)性，貼近實際應(yīng)用，這樣才能活學(xué)活用物理。但同時也要考慮學(xué)生的意見和建議，避免應(yīng)試教育的傾向，積極探索以提高素質(zhì)教育為核心的考核模式。

五、結(jié)束語

移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展以及智能終端的普及為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的實施提供了優(yōu)越條件，將其與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)相結(jié)合，這更符合當(dāng)今時代發(fā)展的需要。如何建設(shè)滿足實際需要且不斷更新發(fā)展高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺是當(dāng)下值得深思的問題。當(dāng)然教師也千萬不要忘記在課堂上把握好實際操作這一環(huán)節(jié)，在教學(xué)過程中切實把學(xué)生當(dāng)作學(xué)習(xí)的主體，尊重學(xué)生的個性發(fā)展，培養(yǎng)其潛能和悟性，做好教書育人工作，進而提高教學(xué)質(zhì)量。

[ 注 釋 ]

[1] 程玲，等.基礎(chǔ)實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的建設(shè)對創(chuàng)新實踐教學(xué)的影響[J].中國電力教育，2013（35）：141.

[2] 楊周琴.多媒體信息技術(shù)輔助大學(xué)物理實驗教學(xué)[J].電子技術(shù)，2012（11）：66-67.

[3] 劉平安，等.大學(xué)物理實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的建構(gòu)與應(yīng)用[J].大學(xué)物理實驗，2005（4）：79-81.

[4] 孫澤文.互動教學(xué)：理論基礎(chǔ)、實施原則和相關(guān)策略[J].內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報（教育科學(xué)版），2007（10）：51-55.

[5] 彭文輝.網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為分析及建模[D].湖北：華中師范大學(xué)博士學(xué)位論文，2012.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]