融媒體一體化教材的建設(shè)與研究
——以“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”為例

姜貴君 曹學(xué)成 王永剛 陳洪葉

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 山東·泰安 271018）

0 引言

物理實(shí)驗(yàn)是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的先驅(qū)，它的實(shí)驗(yàn)思想、方法和技術(shù)是各學(xué)科科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。在我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是理工、農(nóng)林及生命科學(xué)類專業(yè)學(xué)生十分重要的公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課。[1]必修“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程所涉及到的本科專業(yè)和學(xué)生人數(shù)較多。如何提高教學(xué)質(zhì)量，除對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改革外，紙質(zhì)教材也必須面臨不改不行的問題。一是紙質(zhì)教材是以文本形式為主，版面不活躍；二是紙質(zhì)教材內(nèi)容受限，不利于學(xué)生擴(kuò)展學(xué)習(xí)；三是紙質(zhì)教材學(xué)習(xí)互動(dòng)性、資源利用率受限。目前，清華大學(xué)、浙江大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等高校的大學(xué)物理教學(xué)資源均已經(jīng)形成一定規(guī)模和特色，但是具有農(nóng)業(yè)院校特色的教學(xué)資源庫建設(shè)與應(yīng)用相對(duì)滯后。鑒于此，需要結(jié)合農(nóng)業(yè)院校的特色，建設(shè)具有農(nóng)業(yè)特色的融媒體一體化教材，刻不容緩。

1 資源平臺(tái)建設(shè)

1.1 團(tuán)隊(duì)建設(shè)

我校聯(lián)合湖南農(nóng)大、華南農(nóng)大、青島農(nóng)大、山西農(nóng)大等多所高校申請(qǐng)立項(xiàng)農(nóng)業(yè)部“十二五”規(guī)劃系列融媒體教材，包括《普通物理學(xué)》（理工類）、《大學(xué)物理》（農(nóng)學(xué)類）、《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》等。組建的編寫團(tuán)隊(duì)由20 多位一線骨干教師組成，召開教材編寫小組會(huì)議，征詢編寫與制作方案。

1.2 資源建設(shè)

（1）編寫紙質(zhì)教材。近幾年我校與湖南農(nóng)大、青島農(nóng)大、山西農(nóng)大等高校編寫的大學(xué)物理系列紙質(zhì)教材有《普通物理學(xué)》（理工類）、《大學(xué)物理》（農(nóng)林、生科類）《大學(xué)物理學(xué)習(xí)指導(dǎo)》《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》等十幾部。（2）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)。在我校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)（卓越課程中心）建成并運(yùn)行“理工農(nóng)林類物理學(xué)精品課程平臺(tái)”教學(xué)網(wǎng)站，包括大學(xué)物理學(xué)（理工）、大學(xué)物理學(xué)（農(nóng)林）、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)精品課程網(wǎng)站。在“全國(guó)高等農(nóng)業(yè)教育精品課程資源建設(shè)”項(xiàng)目中制作的視頻、課件、動(dòng)畫、試題、拓展閱讀等數(shù)字資源已納入中國(guó)農(nóng)業(yè)教育在線“大學(xué)物理”網(wǎng)絡(luò)課程。（3）創(chuàng)建數(shù)字資源庫。建立了大學(xué)物理學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)的數(shù)字化配套學(xué)習(xí)資源。[2]為教師和學(xué)生搭建開放型、網(wǎng)絡(luò)化、多元化的立體式教學(xué)平臺(tái)，也為融媒體一體化教材編寫奠定了基礎(chǔ)。

1.3 數(shù)字化支撐技術(shù)

融媒體教材要把紙質(zhì)教材與各種媒體形式有機(jī)結(jié)合在一起，具有很高的移動(dòng)性、動(dòng)態(tài)性、時(shí)效性和多態(tài)性等特點(diǎn)，不僅擴(kuò)大了教材容量，而且拓展教與學(xué)的空間，彌補(bǔ)紙質(zhì)教材不足。融媒體教材而不是簡(jiǎn)單的堆砌，需要數(shù)字化技術(shù)發(fā)揮支撐作用。

（1）將一些知識(shí)容量以計(jì)算機(jī)PDF加密文件的形式保存為電子版，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。（2）用FlashPaper 或iSpring 將電子課件轉(zhuǎn)化為Flash 格式發(fā)布于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。（3）采用Mathematica、Matlab 等軟件制作圖形曲線，采用Flash 等軟件制作數(shù)字動(dòng)畫。（4）采用Camtasia 等錄屏軟件編輯制作實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)視頻和慕課教學(xué)視頻。（5）采用專用軟件制作交互式在線試題庫等。（6）二維碼生成制作與線上資源獲取。

2 融媒體一體化教材的編寫

2.1 融媒體一體化教材的云架構(gòu)

傳統(tǒng)教材主要以紙質(zhì)形式出版。融媒體教材可以將在線課程或教學(xué)資源庫中的多種媒體形式的講解視頻、拓展資料、試題庫、案例庫、動(dòng)畫、考查、互動(dòng)答疑、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)等數(shù)字化資源集成在網(wǎng)絡(luò)云端，建設(shè)成課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。[3]融媒體教材通過將多種媒體形式有機(jī)融合在一起，實(shí)現(xiàn)與數(shù)字資源、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)無縫銜接。融媒體一體化教材的云架構(gòu)，見圖1。

圖1

2.2 紙質(zhì)教材與數(shù)字化資源內(nèi)容的融合

我們以《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》（第2 版）融媒體一體化教材為例，2017 年初組建教材編寫團(tuán)隊(duì)開始進(jìn)行編寫，于2018 年3 月出版。紙質(zhì)教材與數(shù)字化資源融合的內(nèi)容，見表1。

表1 《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》教材融媒體一體化內(nèi)容

3 融媒體一體化教材應(yīng)用價(jià)值及教學(xué)效果

在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”時(shí)代，紙質(zhì)教材與數(shù)字化資源一體化研發(fā)、設(shè)計(jì)的融媒體一體化教材已成為必然。經(jīng)實(shí)踐證明，融媒體一體化教材，具有較高的應(yīng)用價(jià)值及良好的教學(xué)效果。

（1）出版融媒體一體化教材，是教材建設(shè)理念上的重大轉(zhuǎn)變。通過紙質(zhì)教材與數(shù)字資源的深度融合，對(duì)教材內(nèi)容及知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深度挖掘和加工，以科學(xué)直觀的視、音、圖、文等實(shí)現(xiàn)教材內(nèi)容的數(shù)字化、交互功能的智能化，讓傳統(tǒng)教材換發(fā)生機(jī)和活力。使教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)三個(gè)轉(zhuǎn)變：①以教為主向以學(xué)為主轉(zhuǎn)變；②以課堂教學(xué)為主向課內(nèi)外結(jié)合轉(zhuǎn)變；③以教材為主，向教材、課堂、教學(xué)資源三者融合轉(zhuǎn)變。

（2）媒體融合，有效彌補(bǔ)紙質(zhì)教材不能承載的內(nèi)容。根據(jù)紙質(zhì)教材的本身特點(diǎn)及表現(xiàn)形式所限，很多教學(xué)資源無法在紙質(zhì)教材上呈現(xiàn)。通過紙質(zhì)教材與數(shù)字資源的深度融合，組建一個(gè)開放的、融通的、統(tǒng)一的融媒體一體化的新形態(tài)教材，豐富的信息資源和最新的學(xué)科發(fā)展前沿，有效彌補(bǔ)紙質(zhì)教材不能承載的內(nèi)容，為教師和學(xué)生搭建了開放型、網(wǎng)絡(luò)化的立體式教學(xué)互動(dòng)平臺(tái)。[4]

（3）“二維碼”嵌入紙質(zhì)教材，實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)。以“二維碼”嵌入紙質(zhì)教材為載體，學(xué)生通過智能手機(jī)APP 和PC 平臺(tái)手掃描二維碼，可以實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，不受時(shí)空的限制，以教為主向以學(xué)為主轉(zhuǎn)變。通過二維碼技術(shù)，使紙質(zhì)教材與網(wǎng)絡(luò)數(shù)字資源深度融合，利用手機(jī)掃一掃教材中的鏈接，實(shí)現(xiàn)視、音、圖、文等優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的數(shù)字化，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的信息化，讓傳統(tǒng)教材換發(fā)生機(jī)和活力。通過掃描《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》融媒體一體化教材上的二維碼，可進(jìn)入山東農(nóng)大課程中心“理工農(nóng)林類物理學(xué)精品課程平臺(tái)”或中國(guó)農(nóng)業(yè)教育在線“大學(xué)物理”進(jìn)行在線課程學(xué)習(xí)。通過掃描二維碼可以獲取與某一實(shí)驗(yàn)相關(guān)的前沿科學(xué)知識(shí)、設(shè)計(jì)性與研究性實(shí)驗(yàn)、科研論文等。

（4）教學(xué)內(nèi)容可以及時(shí)更新，保證教學(xué)的時(shí)效性。傳統(tǒng)教材傳是以紙質(zhì)材料為載體，并通過文字展示的一種信息媒體，其內(nèi)容相對(duì)固定。如果紙質(zhì)教材再版一般需要3～5 年，無法滿足日益增長(zhǎng)的信息化教學(xué)需求。對(duì)于融媒體一體化教材，一些拓展資料，如前沿科學(xué)知識(shí)、教學(xué)案例、多媒體課件等內(nèi)容，是通過二維碼嵌入紙質(zhì)書中，則可及時(shí)更新，彌補(bǔ)了紙質(zhì)教材的不足。[4,5]

（5）促進(jìn)教學(xué)教改，有利于教學(xué)效果的提高。融媒體教材可有效地促進(jìn)教學(xué)教改，對(duì)提高教學(xué)水平起到了很好的推動(dòng)作用。為了應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，教師能更好地實(shí)行個(gè)性化的教學(xué)設(shè)計(jì)，教師可以將側(cè)試題、練習(xí)題、作業(yè)、疑難解答等問題上傳網(wǎng)站，不僅有利學(xué)生自主學(xué)習(xí)，而且減輕教師教學(xué)壓力。[6]以《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》紙質(zhì)與數(shù)字一體化教材為例，在近兩個(gè)學(xué)期面向4000 多名學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，充分發(fā)揮移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的資源共享優(yōu)勢(shì)，滿足學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，有效擴(kuò)展教材的資源空間，提高了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量。融媒體一體化教材，是教材發(fā)展的方向，受到廣大師生好評(píng)，也為建設(shè)其它融媒體一體化教材提供借鑒。