基于H5技術(shù)的移動學(xué)習(xí)在物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用

白 亮,高 宏,馬成舉,李娟妮,張小真,兆 雪

(西安石油大學(xué) 物理實驗中心，陜西 西安 710065)

H5技術(shù)是高級的網(wǎng)頁技術(shù)，日常所見的移動端的動態(tài)邀請函、動態(tài)名片、小游戲等都是H5網(wǎng)頁[1]. H5是 Html5的簡稱，Html全稱為Hyper Text Mark-up Language，為超文本標(biāo)記語言,是創(chuàng)建網(wǎng)頁方式，是網(wǎng)頁的開發(fā)端和接收端約定標(biāo)記標(biāo)題、正文、圖片、文字樣式等頁面內(nèi)容的整套規(guī)范跨終端的輕應(yīng)用[2]. H5優(yōu)勢在于跨平臺，可兼容IOS、安卓系統(tǒng)，適應(yīng)手機(jī)、平板等各種終端設(shè)備[3]. 同時H5可以通過QQ、微信等社交平臺進(jìn)行傳播，并且無需安裝，點(diǎn)開即用. 結(jié)合以上特點(diǎn)，在學(xué)生個性化學(xué)習(xí)相關(guān)教育理念、教學(xué)模式和教學(xué)方式方法指導(dǎo)下，將傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)內(nèi)容，即圖、文、視頻、動畫等表現(xiàn)方式運(yùn)用H5技術(shù)通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳播，使信息技術(shù)變革帶動物理實驗課堂的教學(xué)改革，完成移動學(xué)習(xí)過程，即在移動計算設(shè)備幫助下在任何時間、任何地點(diǎn)發(fā)生學(xué)習(xí)[4]. 通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)，碎片化學(xué)習(xí)，線上線下的師生互動，學(xué)生學(xué)習(xí)過程的數(shù)據(jù)采集和分析，使教師的教學(xué)具有針對性，幫助學(xué)生理解知識，引起其思考和探究，從而提高學(xué)生創(chuàng)新和實踐能力.

1 H5技術(shù)的優(yōu)勢和解決的主要問題

1.1 免安裝、實時更新

區(qū)別于手機(jī)應(yīng)用軟件，H5技術(shù)制作的在線學(xué)習(xí)內(nèi)容無需安裝，掃描二維碼進(jìn)入，免去下載安裝過程，節(jié)省資源. 教師端修改在線學(xué)習(xí)內(nèi)容保存后，實時更新，學(xué)生再次瀏覽無需更新內(nèi)容. 因此，通過H5技術(shù)發(fā)布的學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生一次性保存二維碼或是內(nèi)容鏈接，永久使用，不用考慮占空間、安裝、更新等問題，方便快捷.

1.2 統(tǒng)計功能

目前一些主流的購物網(wǎng)站、教育網(wǎng)站等都會對用戶的使用過程進(jìn)行跟蹤，獲取大數(shù)據(jù)，對個人的喜好、瀏覽時間、時長等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，教育網(wǎng)站則會記錄用戶的知識興趣等，當(dāng)再次瀏覽網(wǎng)站時會根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)自動彈出或是引導(dǎo)用戶進(jìn)入相關(guān)頁面. 基于H5技術(shù)的在線學(xué)習(xí)內(nèi)容，同樣可以對學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行跟蹤獲取數(shù)據(jù).

1.3 解決的主要課堂教學(xué)問題

1.3.1 了解學(xué)生對內(nèi)容的掌握程度

傳統(tǒng)物理實驗教學(xué)主要是基于物理實驗教材和課堂教學(xué)，以這種方式學(xué)習(xí)，效率相對較低，不能滿足所有學(xué)生的需求[5]. 在預(yù)習(xí)和操作課前，教師并不了解學(xué)生對實驗的掌握程度，而基于H5技術(shù)，可將課前需要掌握的內(nèi)容通過手機(jī)以問題形式發(fā)布給學(xué)生(圖1)，學(xué)生在解答問題后回復(fù)給教師(圖2)，這樣學(xué)生在解決問題過程中對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)，同時教師根據(jù)回答情況掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)程度，在課堂講授內(nèi)容時可做到簡練準(zhǔn)確，進(jìn)而提高課堂教學(xué)效率.

圖1 教師課前提出問題 圖2 學(xué)生課前回答問題

1.3.2 學(xué)生和教師的交流互動

實驗課有別于其他理論課程，既有理論講解又有實踐操作，當(dāng)自學(xué)或是教師提出的課前問題遇到的問題相對多時，如果問題不能得到及時解決,就會影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和興趣. 基于H5技術(shù)的移動學(xué)習(xí)可以提供留言互動的界面，教師能對學(xué)生提出的問題及時作出回復(fù)，同時教師可記錄有代表性、重復(fù)性問題，課堂有針對性地講解，這樣不但可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和積極性，還可以提高課堂教學(xué)的效率.

1.3.3 學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程的反饋

基于H5技術(shù)的移動學(xué)習(xí)可以獲取學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括在線學(xué)習(xí)時間、相關(guān)內(nèi)容瀏覽次數(shù)(圖3)、學(xué)習(xí)頁面停留時間(圖4)等. 通過一系列數(shù)據(jù)的獲取，可以深入了解整個在線的學(xué)習(xí)過程(例如某一項學(xué)習(xí)內(nèi)容多數(shù)學(xué)生頁面停留時間長，將作為教師課堂再次強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn))，得到學(xué)生線上學(xué)習(xí)過程的反饋，并合理運(yùn)用于課堂教學(xué)和移動學(xué)習(xí)教學(xué)資源改進(jìn)，從而設(shè)計更合理的傳統(tǒng)教學(xué)活動，優(yōu)化移動學(xué)習(xí)過程中的教學(xué)資源.

圖3 場景訪問量統(tǒng)計

圖4 頁面訪問數(shù)據(jù)統(tǒng)計

2 H5技術(shù)在物理實驗學(xué)習(xí)中的應(yīng)用

2.1 教學(xué)中的實施過程

基于H5技術(shù)，充分利用移動設(shè)備的普及性和便捷性[6]，目前我校已經(jīng)將部分實驗內(nèi)容制作了在線手機(jī)學(xué)習(xí)資源提供給學(xué)生. 以分光計的調(diào)節(jié)和玻璃三棱鏡折射率實驗項目為例，具體使用方法是課前通過微信、QQ將實驗項目二維碼(圖5)分享給學(xué)生，或是通過掃描實驗桌上的二維碼進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，具體學(xué)習(xí)內(nèi)容分為4部分：課前預(yù)習(xí)思考題(圖6)、預(yù)習(xí)(圖7實驗原理為主)、操作(圖8實驗步驟為主)、數(shù)據(jù)(圖9結(jié)果數(shù)據(jù)處理參考). 課前預(yù)習(xí)思考題以實驗過程中常見問題和難點(diǎn)問題為重點(diǎn)，對問題的思考也是對實驗原理的掌握和操作部分的熟悉過程；預(yù)習(xí)部分以原理為主，對實驗涉及到的理論知識、電路、光路、儀器工作原理通過圖、文、視頻、動畫重點(diǎn)介紹；操作部分以實驗步驟為主，對每一步操作的相關(guān)內(nèi)容標(biāo)識，尤其對涉及到的操作安全、儀器保護(hù)、影響實驗結(jié)果的重難點(diǎn)著重標(biāo)識，保障實驗操作的安全和準(zhǔn)確；數(shù)據(jù)部分對學(xué)生課后進(jìn)行數(shù)據(jù)計算處理給出參考，對學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)的不代值計算、忘記單位、結(jié)果有效位數(shù)出錯等均給出重點(diǎn)提示，這部分內(nèi)容學(xué)生需要在課外獨(dú)立完成，因此也是目前學(xué)生參考使用最多的部分.

圖5 實驗二維碼

圖6 實驗思考界面 圖7 實驗預(yù)習(xí)界面

圖8 實驗操作界面 圖9 數(shù)據(jù)處理界面

2.2 教學(xué)中的使用反饋情況

目前經(jīng)過2個學(xué)期16個實驗項目的試用，場景總瀏覽量7.7萬次，場景總訪問人數(shù)4.4萬人，每個項目的瀏覽量2 800～5 900次，獲得學(xué)生的信息反饋300多條.

從反饋的數(shù)據(jù)來看，在16個實驗中，瀏覽量最大的是分光計實驗，這也符合該實驗特點(diǎn)，原理不復(fù)雜，但是調(diào)節(jié)過程繁瑣，細(xì)節(jié)很多，學(xué)生可以在學(xué)習(xí)過程中隨時查看；瀏覽量相對較少的是示波器的使用實驗，示波器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在線資源原理部分介紹很少，也很難通過簡短的語言或圖示描述清楚，對學(xué)生的幫助相對較少. 因此從學(xué)生使用數(shù)據(jù)反饋結(jié)果看也符合現(xiàn)階段學(xué)生追求短時間出成績的特點(diǎn)，也給在線資源的不斷優(yōu)化提供了指導(dǎo)，內(nèi)容上要求精煉準(zhǔn)確，符合大部分學(xué)生的使用要求.

從教學(xué)效果方面看，通過使用在線資源學(xué)生在課外有了與教師的交流，課前有了預(yù)習(xí)的指導(dǎo)，課內(nèi)操作能力也有了明顯提升，課后的數(shù)據(jù)處理也有了參考. 同時，預(yù)習(xí)課上教師講授內(nèi)容減少，留下時間讓學(xué)生熟悉操作儀器，操作課時教師可以留有更多時間解決學(xué)生遇到的問題或是儀器故障，課后數(shù)據(jù)處理的問題也可以在線及時得到解決，并且教師之間、學(xué)生之間也可以進(jìn)行在線教學(xué)活動. 我們也針對某個實驗項目嘗試性地讓學(xué)生使用在線資源完全獨(dú)立預(yù)習(xí)、操作、數(shù)據(jù)處理，最終也有部分學(xué)生在沒有教師指導(dǎo)下完成了實驗項目，滿足了學(xué)生個性化的自主學(xué)習(xí)，每個學(xué)生使用教材、在線資源的側(cè)重點(diǎn)不同，教師也不再以講授為主，而是以解決學(xué)生問題為主. 在H5技術(shù)使用過程中教學(xué)效果良好，提高了學(xué)習(xí)效率，獲取了學(xué)習(xí)過程大數(shù)據(jù)，進(jìn)一步幫助完善在線資源學(xué)習(xí)內(nèi)容，形式上采用更豐富更能表達(dá)學(xué)習(xí)內(nèi)容的圖、視頻、動畫等，增加了學(xué)習(xí)的趣味性，提高了學(xué)生的積極性.

3 結(jié)束語

傳統(tǒng)教學(xué)對學(xué)生的差異性問題無法解決，不能實現(xiàn)個性化的教育，因此近幾年利用互聯(lián)網(wǎng)，出現(xiàn)了慕課、微課、在線開放課程等形式來解決這一問題. 而基于H5技術(shù)的在線學(xué)習(xí)內(nèi)容作為一種小規(guī)模的在線開放課程，具有投入小、免安裝、可實時更新的特點(diǎn). 通過對一門課程或一段時間的嘗試，不斷更新內(nèi)容，優(yōu)化資源，獲取學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)，達(dá)到提高教學(xué)效率和質(zhì)量的效果. 同時也可以為更好地實施慕課、微課、大規(guī)模在線課程建設(shè)做準(zhǔn)備. 實際運(yùn)用中，發(fā)現(xiàn)無論哪種互聯(lián)網(wǎng)+教育的教學(xué)形式，要以好的教學(xué)安排設(shè)置作為前提，作為教師在傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式基礎(chǔ)上重構(gòu)教學(xué)流程，布置合理的課前任務(wù)，圍繞任務(wù)，學(xué)生之間、學(xué)生和教師間的交流在課前已經(jīng)進(jìn)入了教學(xué)環(huán)節(jié)，課堂教學(xué)主要以教師指導(dǎo)實驗內(nèi)容和解決實驗操作問題為主. 這樣，課前學(xué)生可以利用碎片化時間隨時隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率，課堂上教師可以有針對性地教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量. 對于理論+實踐操作的物理實驗課，具有任務(wù)明確，需要儲備知識量相對較少的特點(diǎn)，因此通過H5技術(shù)提供的移動學(xué)習(xí)內(nèi)容能夠幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率，同樣對有實踐環(huán)節(jié)的其他課程也可以借鑒，配以專業(yè)教師團(tuán)隊對教學(xué)安排合理設(shè)置，采集學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)并分析評價，優(yōu)化課堂教學(xué)內(nèi)容和在線教學(xué)內(nèi)容，最終提高課程教學(xué)質(zhì)量.