大學(xué)物理綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的手機(jī)輔助教學(xué)APP建設(shè)

蓋 磊，劉海霞，姜永清，趙培剛

(中國(guó)海洋大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 物理系，山東 青島 266100)

隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和移動(dòng)信息技術(shù)的發(fā)展，利用手機(jī)輔助教學(xué)已經(jīng)成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn). 移動(dòng)學(xué)習(xí)(Mobile Learning)作為傳統(tǒng)教學(xué)方式的重要補(bǔ)充，可以解決和實(shí)現(xiàn)教育領(lǐng)域教學(xué)活動(dòng)的4A(Anyone,Anytime,Anywhere,Any style)問(wèn)題[1-2].

在智能手機(jī)推廣使用和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展的今天，基于手機(jī)的應(yīng)用程序APP (Application)也在不斷深入到學(xué)生的日常生活中. 如何將其引導(dǎo)到學(xué)習(xí)上并為教學(xué)服務(wù)是值得研究的課題[3-4].

目前，移動(dòng)學(xué)習(xí)在國(guó)外的研究主要集中在歐洲和北美的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家，包括芬蘭赫爾辛基大學(xué)UniWap移動(dòng)學(xué)習(xí)項(xiàng)目、歐盟的M-Learning、英國(guó)Kingston等大學(xué)的短信息服務(wù)系統(tǒng)等.

作為一種新穎便捷的學(xué)習(xí)方式，利用手機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)可以打破對(duì)學(xué)習(xí)對(duì)象時(shí)間和地點(diǎn)的限制，給予學(xué)生更多的學(xué)習(xí)自由，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情，在新形勢(shì)下提供一種新的教學(xué)模式，為本科教育教學(xué)研究提供了新方向[5-7].

1 需要解決的問(wèn)題

在不同手機(jī)操作系統(tǒng)下開(kāi)發(fā)針對(duì)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)APP，制定并通過(guò)應(yīng)用程序發(fā)布相關(guān)的輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，為大學(xué)物理綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)提供一種新教學(xué)模式.

根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)IDC(International Data Corporation)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示：Android和iOS兩大操作系統(tǒng)依舊是全球智能手機(jī)市場(chǎng)的霸主，研發(fā)基于這2種手機(jī)操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序，可滿足95%以上智能手機(jī)用戶的需要.

通過(guò)應(yīng)用軟件的編寫(xiě)，整體框架的設(shè)置，系統(tǒng)界面的設(shè)計(jì)，可以完成以下功能：

a.分層次的顯示功能；

b.新內(nèi)容發(fā)布功能；

c.通知信息發(fā)布功能；

d.論壇討論功能；

e.實(shí)時(shí)交互功能；

f.后臺(tái)管理功能.

2 功能的實(shí)現(xiàn)

2.1 手機(jī)用戶端

建設(shè)完成的手機(jī)APP的基本框架如圖1所示，進(jìn)入APP首頁(yè)后是6個(gè)相關(guān)子模塊.

所包含的基本內(nèi)容有：

1)背景資料. 所涉及的實(shí)驗(yàn)相關(guān)背景資料介紹. 彌補(bǔ)了課本和課堂上因篇幅和時(shí)間所限不能詳細(xì)展開(kāi)介紹的內(nèi)容，既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能增加學(xué)生的知識(shí). 圖2為光學(xué)多通道實(shí)驗(yàn)的相關(guān)背景資料界面.

圖1 手機(jī)APP首頁(yè)界面

圖2 光學(xué)多通道實(shí)驗(yàn)背景資料界面

2)新增項(xiàng)目. 新項(xiàng)目、新技術(shù)開(kāi)發(fā)的發(fā)布. 可增添新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，并及時(shí)地介紹給學(xué)生.

3)注意事項(xiàng). 實(shí)驗(yàn)操作中需注意的問(wèn)題. 通過(guò)預(yù)先了解實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)和常見(jiàn)問(wèn)題，可以使學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作有的放矢，安全準(zhǔn)確，提高效率.

4)最新通知. 實(shí)驗(yàn)室的最新動(dòng)態(tài)通知. 針對(duì)不分專業(yè)選課和開(kāi)放式教學(xué)模式，可將實(shí)驗(yàn)室的各種信息及時(shí)傳達(dá)到每位同學(xué).

5)拓展內(nèi)容. 針對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容所開(kāi)設(shè)的拓展內(nèi)容. 可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)操作結(jié)束后，通過(guò)相應(yīng)的拓展，讓學(xué)生更加深入理解實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也可增設(shè)因?qū)嶒?yàn)條件所限未能在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容介紹.

6)教學(xué)安排. 提前告知學(xué)生整個(gè)學(xué)期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排. 綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)采取開(kāi)放式教學(xué)模式，學(xué)生可通過(guò)教學(xué)安排對(duì)學(xué)期有整體的認(rèn)識(shí)，從而合理規(guī)劃實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí).

還包含便于教師與學(xué)生教學(xué)溝通的功能：

溝通. 設(shè)置了實(shí)時(shí)聊天室，通過(guò)該功能，學(xué)生可以提出和討論實(shí)驗(yàn)相關(guān)的各種問(wèn)題. 教師可針對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行解答，形成良好的教學(xué)互動(dòng).

廣場(chǎng). 設(shè)置了綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)論壇，通過(guò)該功能，學(xué)生可以以帖子的形式發(fā)表各種實(shí)驗(yàn)相關(guān)問(wèn)題，教師和學(xué)生都可在其帖子下發(fā)表各自的觀點(diǎn). 廣場(chǎng)內(nèi)論壇所發(fā)表的內(nèi)容可長(zhǎng)期保留.

投稿. 學(xué)生可通過(guò)該功能發(fā)表針對(duì)首頁(yè)下6個(gè)模塊的相關(guān)文章. 發(fā)表后的文章經(jīng)過(guò)后臺(tái)教師審核通過(guò)后可在首頁(yè)上顯示. 這種方式一方面可以增加學(xué)生興趣，提高學(xué)生的參與感；另一方面教師也可通過(guò)該功能了解學(xué)生感興趣的方向，加強(qiáng)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容. 教師則可直接發(fā)表相關(guān)文章，無(wú)需經(jīng)過(guò)審核即可直接顯示.

2.2 電腦管理端

建設(shè)完成的手機(jī)APP后臺(tái)電腦端管理界面如圖3所示.

圖3 電腦管理端功能選項(xiàng)

可設(shè)置軟件顯示的一級(jí)欄目：設(shè)置首頁(yè)顯示的6個(gè)一級(jí)欄目(背景資料、新增項(xiàng)目、注意事項(xiàng)、最新通知、拓展內(nèi)容和教學(xué)安排).

可在一級(jí)欄目下設(shè)置二級(jí)欄目(如圖4所示)：現(xiàn)在背景資料和注意事項(xiàng)下設(shè)置對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的二級(jí)欄目，可以針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行具體展開(kāi).

圖4 整體框架二級(jí)結(jié)構(gòu)圖

內(nèi)容發(fā)布可在已經(jīng)設(shè)置好的各級(jí)欄目下發(fā)布相應(yīng)的文字、圖片內(nèi)容.

內(nèi)容查詢可以對(duì)已經(jīng)發(fā)布出的內(nèi)容進(jìn)行瀏覽、修改和刪除.

評(píng)論中心可以瀏覽并顯示回復(fù)學(xué)生所提出的問(wèn)題.

用戶管理可以對(duì)使用APP的學(xué)生進(jìn)行管理分類.

投稿管理則負(fù)責(zé)審批學(xué)生在各級(jí)欄目下的內(nèi)容發(fā)布，只有經(jīng)過(guò)審批的內(nèi)容才能正常顯示.

同樣，也可以在手機(jī)上直接進(jìn)行各種管理. 例如，各級(jí)框架的創(chuàng)建、修改和刪除；文章的發(fā)布、瀏覽、修改和刪除等各項(xiàng)功能.

3 主要特色及創(chuàng)新點(diǎn)

作為便捷的學(xué)習(xí)方式，利用手機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)可以打破對(duì)學(xué)習(xí)對(duì)象時(shí)間和地點(diǎn)的限制，給予學(xué)生更多的學(xué)習(xí)自由，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情，在新形勢(shì)下提供一種新的教學(xué)模式探索，為本科教育教學(xué)研究提供了新方向.

與傳統(tǒng)的手機(jī)訪問(wèn)網(wǎng)站相比，手機(jī)APP具有不受內(nèi)網(wǎng)訪問(wèn)限制，訪問(wèn)時(shí)不需輸入網(wǎng)址，便捷迅速的特點(diǎn)，且在有新內(nèi)容、新通知時(shí)可以及時(shí)上傳和推送.

手機(jī)APP輔助教學(xué)軟件的創(chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)在：

1)利用手機(jī)平臺(tái)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，順應(yīng)時(shí)代潮流，作為可隨身攜帶的學(xué)習(xí)工具，便于學(xué)生使用.

2)既增加了不便于在書(shū)本上和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)展示的學(xué)習(xí)內(nèi)容，又增加了與學(xué)生的課后互動(dòng)環(huán)節(jié)，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)生動(dòng)活潑.

3)針對(duì)不同手機(jī)操作平臺(tái)進(jìn)行軟件編制，使其能夠得到相同的教學(xué)服務(wù)，適應(yīng)不同學(xué)生的不同情況.

4 教學(xué)效果

在最近一學(xué)期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，APP合計(jì)用戶數(shù)為142人，占全部選課學(xué)生人數(shù)的90%以上，學(xué)生累計(jì)投稿文章32篇，評(píng)論留言112條，實(shí)時(shí)聊天室和論壇使用活躍. 與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式相比，在APP的支持下，學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力得到加強(qiáng)，經(jīng)問(wèn)卷調(diào)查，37%的學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容與APP內(nèi)討論內(nèi)容直接相關(guān)，77%的學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容受益于APP內(nèi)資料.

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)大學(xué)物理綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)手機(jī)輔助教學(xué)APP，學(xué)生可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直接下載或安裝文件安裝運(yùn)行APP. 在接入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的情況下，學(xué)生可進(jìn)行APP的升級(jí)，學(xué)習(xí)內(nèi)容的更新，獲取最新資訊，還可通過(guò)APP與同學(xué)和教師進(jìn)行互動(dòng)交流. 同時(shí)，在已經(jīng)研發(fā)成功的APP基礎(chǔ)上，可以在APP軟件主體程序，整體框架不變的情況下，可根據(jù)不同課程的特點(diǎn)進(jìn)行必要的修改，發(fā)布針對(duì)本課程的相關(guān)內(nèi)容，推廣至其他教學(xué)課程.