面向移動學習的大學物理實驗課程教學資源建設和應用*

周江 禤漢元 肖榮軍

摘? 要? 建設面向移動學習的大學物理實驗教學資源，讓學生可以利用智能手機隨時使用學習資源，針對特定知識點與教師和同學進行交流，也為課前預習和課后復習提供便利。該教學資源在大學物理實驗課程中實際應用效果良好。

關鍵詞? 移動學習；大學物理實驗；教學資源

中圖分類號：G642.423? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）18-0050-03

0? 引言

移動學習是指在移動終端設備幫助下能夠在任何時間任何地點進行的學習。移動學習始于1994年美國卡耐基—梅隆大學的Wireless Andrew研究項目，通過無線基礎設施建設為校園師生提供覆蓋整個校園的無線高速連接。各國教育工作者隨后不斷進行移動學習的理論研究和實踐，如2001年歐洲“下一代學習”項目等。我國移動學習項目起始于2001年北京大學的“移動教育理論與實踐”，國內各高校隨后進行大量的理論研究并逐步開始實踐，如全國教育技術研究“十一五”課題“手持式網絡學習系統在學科教學中的應用研究”（2006）等項目[1]。但在智能手機大面積普及之前，由于手持移動終端設備普及程度不高，無線網絡也不夠成熟健全，因而移動學習理念在實踐中遇到一些困難，在具體實踐方面進展并不快，成熟實用的移動學習模式在大學課程教學中的應用少見有相關介紹。前些年，我國移動學習方面的研究主要側重于基礎理論建設[2]，基于軟硬件條件的限制，2011年以前能夠將移動學習理念應用于課程實踐的實例很少。

1? 面向移動學習的教學資源建設需求分析

2012年以來，以智能手機為代表的手持移動終端設備在普通人群中得到普及，高校師生基本隨身攜帶使用至少一部智能手機。智能手機像個人電腦一樣，具有獨立的操作系統，可以由用戶自行安裝軟件、游戲等第三方服務商提供的程序，還可以通過此類程序不斷地對手機的功能進行擴充，并能通過移動通信網絡實現無線網絡接入，從而隨時隨地獲取需要的信息與學習資源。在智能手機普及的同時，以4G、5G為代表的移動通信技術發展使城市實現無線通信網絡全覆蓋，用戶可以使用智能手機通過移動通信網絡隨時隨地實現無線網絡接入，各高校也建成校內高速無線網絡系統。

移動學習理念的實踐需要滿足以下幾點：

1）手持式移動終端的普及；

2）無線通信網絡的覆蓋；

3）使用者形成使用移動終端獲取信息和進行學習的習慣；

4）擁有豐富的可供使用者學習的相關信息和教學資源。

在現在的高校校園里，大學生已經可以熟練使用智能手機通過無線網絡獲取自己想要的信息，隨著社會進步和技術發展，前三點已成為現實。而隨著最近幾年慕課、微課等的興起，各種輔助工具軟件不斷涌現，普通高校教師經過短暫培訓就能夠利用這些輔助工具軟件制作個性化課程視頻、交互式課程教學軟件等教學資源。因此，最近幾年網絡上出現大量的由高校教師自己制作的各種課程教學資源，供人們免費或付費使用。如果能夠針對某門課程開發出可供學生使用的面向移動學習的教學資源，那么學生就可以更加有效地利用智能手機隨時隨地進行學習。

2012年以后，國內有關移動學習的研究論文中在應用實踐方面的研究開始增多[3]，這說明在智能手機和無線網絡普及的背景下，移動學習理念及其實踐在最近幾年得到高校教育工作者的重點關注，很多高校正在具體課程中開展移動學習的實踐。尤其是新冠疫情暴發以來，高校是疫情防控的重中之重，根據疫情防控需要，高校經常出現推遲開學、延遲放假等情況。在常態化疫情防控背景下，移動學習的優勢逐漸顯現，成為高校教學方式改革的一個重要方向。

隨著網絡技術的不斷發展，智能手機在高校學生的學習和生活中發揮著越來越重要的作用。近幾年，“低頭族”成為普遍的社會現象，高校校園里，大學生在路上甚至課堂上隨時使用智能手機上網或娛樂的現象愈來愈多。對大學生而言，使用智能手機上網獲取信息已成為一種重要的信息獲取途徑，已經融入大學生的學習生活。廣西民族師范學院李連英等[4]對廣西多所高校的師生進行調查發現，師生使用智能手機，絕大多數是用來通話、上網和玩游戲。

雖然部分學生在課堂上使用智能手機輔助學習，比如用手機上網查詢資料或用手機的拍照功能將教師的課件拍照留存以便課后復習，但實際上很多大學生在上課時已經將興趣點由課堂上教師的授課內容轉向由智能手機提供的網絡信息或游戲，嚴重影響教師課堂教學質量和學生課堂學習效果。近幾年，大學生在課堂上使用智能手機上網或玩游戲影響課堂教學質量的報道和相關對策研究越來越多，為應對這種現象，部分高校教師提出實行“無手機課堂”，課前將學生手機統一收集并在課后發還，避免學生在上課時使用手機分散注意力，以增強課堂教學效果。然而，在智能手機已經成為學生日常生活和學習中的重要工具，學生越來越習慣利用智能手機輔助學習，一味地禁止學生在課堂學習中使用手機并不一定是最好的選擇。如何正確引導大學生利用智能手機輔助學習，成為很多高校教師在教學中思考的問題。

基于移動學習理論，智能手機作為手持式移動終端，在目前無線網絡在高校校園實現全覆蓋的基礎上，如果能夠提供面向移動學習的課程教學資源，逐步培養學生使用智能手機輔助學習的習慣，他們完全可以實現隨時隨地學習。而且，學生如果能夠形成利用智能手機輔助學習的習慣，就可以扭轉將智能手機作為消遣活動工具的觀念，對培養良好的學習生活習慣有一定的幫助。學生使用智能手機獲取信息或學習資源時，一般偏向于較短的視頻或簡短的信息，很少有學生用智能手機觀看半小時以上的教學視頻。因此，給學生提供的教學資源應考慮這樣的使用習慣。

2? 教學資源建設

大學物理實驗是一門基礎性實驗課程，其實驗課程的自身特性決定了學生完全脫離實驗室進行課程學習是不現實的，也不能達到課程教學目標的要求。但深入分析可以發現，大學物理實驗課程由一系列獨立實驗組成，每個實驗的各個部分（如實驗原理、儀器介紹、測量方法等）均可提煉出若干相對比較獨立的知識點，每個知識點涉及的內容可以制作成數分鐘的短視頻或其他形式的電子教學資源，有利于學生使用智能手機獲取信息、進行學習[5]。圍繞這些知識點進行面向移動學習的電子教學資源建設，這樣建設的教學資源目標性更明確，每個知識點涉及的教學資源更精短，有利于學生使用智能手機進行特定知識的獲取和圍繞特定知識點進行交流討論[6]。

廣西科技大學物理實驗教學中心自2005年起建設大學物理實驗教學網站，并逐步建成大量的電子教學資源，學生可以通過電腦訪問實驗網站獲取電子教學資源來輔助大學物理實驗課程學習。2015年以后，教師在實驗教學過程中發現學生使用手機來獲取電子教學資源的情況越來越普遍，而已建成的大學物理實驗電子教學資源更偏重知識體系的完整性，網站上的電子資源多為圍繞某個實驗錄制的30分鐘以上的視頻或幾十頁的圖文資料，適合使用電腦進行學習。因此，學生使用手機訪問這些電子教學資源時，難以迅速找到自己需要的知識。學生希望能通過智能手機隨時隨地進行預習、復習和資料查閱，并能比較方便快捷地在所提供的教學資源中找到自己需要的知識點，最好能夠圍繞特定知識點在網上進行交流討論。

這種需求變化的背景是隨著智能手機和校園無線網絡的普及，學生獲取信息的習慣已發生改變，以前學生主要使用臺式電腦訪問網絡來獲取信息和學習資源，而現在更多的學生愿意使用隨身攜帶的智能手機通過無線通信網絡來獲取信息和相對更為簡短、有針對性的學習資源。

自2015年開始，廣西科技大學物理實驗教學中心開始建設面向移動學習的大學物理實驗課程教學資源，經過兩年的建設，到2017年基本建成用分光計測定三棱鏡的折射率、示波器的使用、用直流電橋測電阻、用邁克爾遜干涉儀測量激光波長、剛體轉動慣量的測定、用拉伸法測量金屬絲的楊氏彈性模量、霍爾效應實驗、夫蘭克—赫茲實驗、固體線熱膨脹系數的測定、等厚干涉及其應用等十個基礎性實驗項目面向移動學習的教學資源，并在次年的大學物理實驗課程中試用。已建設的各實驗項目面向移動學習的電子教學資源中，各實驗均細化為若干個知識點，每個知識點制作成2～5分鐘的簡短視頻或PPT等其他形式的電子資源，每個實驗項目的電子教學資源對應一個獨立的二維碼。學生可以通過智能手機掃描各實驗的二維碼，通過校園無線網絡訪問儲存在實驗中心本地服務器上該實驗的教學資源，選取特定的知識點進行學習。學生在實驗操作過程中如果遇到問題，可以直接查找觀看講解該問題的視頻來幫助解決問題。

廣西科技大學物理實驗中心于2018年出版的自編教材《大學物理實驗（基礎部分）》《大學物理實驗（提高部分）》中，已建設有面向移動學習課程教學資源的十個實驗項目的標題處添加二維碼，學生可以用手機直接掃描紙質教材上的二維碼訪問儲存在實驗中心本地服務器上的教學資源，更加快捷方便。

3? 實際應用效果

學生能夠方便快捷地利用智能手機訪問電子教學資源，在課堂上就可以解決實驗操作中遇到的多數問題，教師實驗課教學方式需要進行改變。以往的大學物理實驗課程上課流程一般是由教師先講解30～40分鐘，然后由學生按照教師的講解和要求進行實驗操作。由于講解時間較長，學生在聽課時很容易出現精神不集中的情況，在后續的實驗操作過程中經常出錯，教師在實驗指導過程中費時費力。這樣的實驗授課方式對學生和教師而言都不太滿意，教學效果不佳。

在建設面向移動學習的物理實驗電子教學資源后，學生在實驗中遇到問題時，可以隨時利用智能手機訪問該實驗的教學資源，選擇對應知識點進行學習并解決問題。在這種情況下，教師已經沒有必要進行全面講解，可以先進行簡短的實驗原理講解并強調注意事項后，由學生自主進行實驗操作。教師可以將主要精力放在指導、答疑上，讓學生有更充裕的時間來自主完成實驗，有利于培養獨立自主學習的能力。教師需要針對具體實驗項目，根據學生的課堂反應，逐步探索、總結，形成新的教學方式。

自2018年以來，廣西科技大學大學物理實驗教學中心建設的面向移動學習的課程教學資源應用于理工科大二年級學生的大學物理實驗課程中，每年約有60個班級2 400名學生受益。絕大多數學生在課程學習過程中能夠充分利用這些教學資源輔助實驗課的課前預習、課堂學習及課后復習，反映良好。在此基礎上，大學物理實驗課程的教師積極探索新的教學方式，實驗教學效果明顯增強。

新冠肺炎疫情暴發以來，由于疫情的影響，學生可能出現不能按時返校的情況，各高校都在積極探索疫情防控常態化背景下的教學方式改革。大學物理實驗課程作為一門理工科學生的通識基礎性實驗課程，完全讓學生進行線上學習是不合理的，難以達到課程教學目標。在學生無法返校時，可以充分利用面向移動學習的物理實驗教學資源、虛擬仿真實驗系統等電子教學資源，先開展一定學時的線上教學，要求學生提前預習、熟悉、掌握實驗項目、實驗原理、實驗步驟等，待學生返校后再實施線下實驗教學。當然，由于疫情影響的不確定性，具體的教學模式無法固定，還需要根據實際情況隨時進行調整。

4? 結束語

隨著智能手機和校園無線網絡的普及，學生的學習方式發生很大變化。面向移動學習的大學物理實驗教學資源在大學物理實驗課程教學中受到學生歡迎，在此基礎上，教師教學方式的改變也增強了實驗教學效果，所建設的教學資源可以為探索疫情防控常態化背景下實驗教學方式改革打下基礎。

參考文獻

[1] 付天舉，許昱蘋.智慧校園環境下移動學習平臺的建設與研究[J].教育教學論壇，2020（25）：323-324.

[2] 黃騰飛.我國移動學習資源研究現狀及發展趨勢[J].中國教育技術裝備，2019（2）：47-50.

[3] 蘇丹蕊，李玉斌.近五年我國移動學習研究綜述[J].中國教育技術裝備，2016（22）：8-10.

[4] 李連英，黃亦怡，韋麗青，等.智能手機普及化形勢下高校大學生管理工作的思考[J].教育教學論壇，2015（51）：23-24.

[5] 蔡婷.學習環境下學生課程學習及需求分析：以巴州電大法律事務（專科）“憲法學”課程為例[J].教育觀察，2021，24（2）：113-115.

[6] 羅昭霞，周江.用智能手機輔助大學實驗課堂教學探索[J].中國教育技術裝備，2017（24）：12-14.

*項目來源：廣西高等教育本科教學改革工程項目“大學物理智慧實驗室的建設與應用”（基金編號：2020JGB248）；廣西科技大學校科自174507“粘土礦物吸附重金屬離子機理的第一性原理研究”。

作者：周江、禤漢元、肖榮軍，廣西科技大學理學院，實驗師，研究方向為大學物理實驗課程教學信息化（545006）。