云環(huán)境下的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)混合式教學(xué)模式的研究與應(yīng)用*

朱基珍?，黃榜彪，禤漢元，周 江，莫濟(jì)成

(1. 廣西科技大學(xué)理學(xué)院，廣西 柳州 545006；2. 廣西科技大學(xué)工程訓(xùn)練中心，廣西 柳州 545006)

云環(huán)境下的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)混合式教學(xué)模式的研究與應(yīng)用*

朱基珍1?，黃榜彪2，禤漢元1，周 江1，莫濟(jì)成1

(1. 廣西科技大學(xué)理學(xué)院，廣西 柳州 545006；2. 廣西科技大學(xué)工程訓(xùn)練中心，廣西 柳州 545006)

云環(huán)境下的混合學(xué)習(xí)是一種綜合的教學(xué)模式，是信息技術(shù)與課程改革的深度融合，將傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢和網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的優(yōu)勢相結(jié)合，達(dá)到最佳學(xué)習(xí)效果的學(xué)習(xí)方式。從教學(xué)目標(biāo)制定、教學(xué)資源建設(shè)、線上線下教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面研究大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)混合式教學(xué)模式，并介紹其應(yīng)用效果。

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)；云環(huán)境；混合式教學(xué)；應(yīng)用

1 引言

隨著云技術(shù)的迅速發(fā)展，人們對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境的要求已發(fā)生根本性的變化，局限于桌面電腦的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)已不能滿足“無處不在、無時(shí)不在”的彈性學(xué)習(xí)、泛在學(xué)習(xí)的需要。在云學(xué)習(xí)時(shí)代，所有資源和應(yīng)用程序都將整合在“云”端，大大降低了對(duì)學(xué)習(xí)者終端設(shè)備的硬件要求，只要能接入互聯(lián)網(wǎng)就能夠進(jìn)行正常的學(xué)習(xí)。云計(jì)算是一種資源共享和使用模式，“云學(xué)習(xí)”是一種基于“云計(jì)算”的學(xué)習(xí)模式，它是利用現(xiàn)代最先進(jìn)的云計(jì)算技術(shù)，在云計(jì)算平臺(tái)上對(duì)所有集中在一個(gè)平臺(tái)上的資源進(jìn)行統(tǒng)一管理調(diào)配，以服務(wù)的形式提供給用戶的一種學(xué)習(xí)模式。

云環(huán)境下的混合學(xué)習(xí)是一種綜合的教學(xué)模式，是信息技術(shù)與課程改革的深度融合，將傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢和網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的優(yōu)勢相結(jié)合，除了保持混合學(xué)習(xí)的優(yōu)勢外，更具有在線學(xué)習(xí)方面的云學(xué)習(xí)的特征，聚集于資源的共享和學(xué)習(xí)者之間的協(xié)作?；旌蠈W(xué)習(xí)在教學(xué)方式上體現(xiàn)面對(duì)面學(xué)習(xí)和在線學(xué)習(xí)有機(jī)整合，既保留傳統(tǒng)課堂環(huán)境教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)（教師的作用充分發(fā)揮），又能發(fā)揮在線學(xué)習(xí)的靈活、自主優(yōu)勢，能達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)效果。

2 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)混合式教學(xué)模式

把知識(shí)傳授的過程放在教室外，把知識(shí)的內(nèi)化過程放在課堂上，這是翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施的理念。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)混合式教學(xué)模式是翻轉(zhuǎn)課堂理念下、云環(huán)境下的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)混合式教學(xué)模式。

線上學(xué)習(xí)：應(yīng)用移動(dòng)終端，通過信息平臺(tái)的組織教學(xué)活動(dòng)，課前接收新知識(shí)、課后鞏固知識(shí)等。讓學(xué)生選擇最適合自己的方式去接受新知識(shí)，充分發(fā)揮在線學(xué)習(xí)的靈活性和自主學(xué)習(xí)的優(yōu)勢。

線下學(xué)習(xí)：課堂中作深度學(xué)習(xí)，內(nèi)化知識(shí)，充分發(fā)揮教師在教學(xué)中的主導(dǎo)作用。

通過大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息平臺(tái)的組織，使學(xué)生使用終端（主要是智能手機(jī)）進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的學(xué)習(xí)，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)微課視頻的學(xué)習(xí)，參與教學(xué)討論等，通過學(xué)習(xí)測試，達(dá)到接受新知識(shí)的教學(xué)目標(biāo)，為在課堂中與教師進(jìn)行一對(duì)一的深度學(xué)習(xí)與探討，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化做好準(zhǔn)備。這是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念下的混合教學(xué)模式，將社會(huì)云學(xué)習(xí)模式納入正規(guī)學(xué)校、正式教學(xué)計(jì)劃中，在具體一門課程中地實(shí)施O2O學(xué)習(xí)模式。見圖1所示。

圖1 云環(huán)境下的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)混合式（O2O）教學(xué)模式簡圖

3 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)線上教學(xué)資源設(shè)計(jì)

3.1 建設(shè)微課教學(xué)資源并進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)

建設(shè)微課教學(xué)資源并進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，使碎片化的教學(xué)資源構(gòu)成完備的知識(shí)體系，作為混合教學(xué)的線上基本教學(xué)資源，保障線上學(xué)習(xí)需要。

云學(xué)習(xí)模式要求知識(shí)必須碎片化，以具備足夠的靈活性。為此需要對(duì)所有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行碎片化的教學(xué)資源建設(shè)。首先提煉出各實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，然后對(duì)每個(gè)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行微課視頻教學(xué)資源的設(shè)計(jì)。下面以一個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)“用邁克爾遜干涉儀測量激光波長”為例說明對(duì)各實(shí)驗(yàn)的微課教學(xué)資源的建設(shè)過程。每個(gè)實(shí)驗(yàn)要掌握實(shí)驗(yàn)原理，必須具備一定的預(yù)備知識(shí)；要掌握操作要領(lǐng)，必須了解實(shí)驗(yàn)儀器的基本組成及特殊構(gòu)造。所以，每個(gè)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)應(yīng)包含在以下幾個(gè)知識(shí)模塊中：預(yù)備知識(shí)、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及拓展研究等。對(duì)“用邁克爾遜干涉儀測量激光波長”實(shí)驗(yàn)來說，各知識(shí)模塊中的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)如圖2所示。

圖2 “用邁克爾遜干涉儀測量激光波長”實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)

對(duì)上圖中的各關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，精心地制作了相應(yīng)的微課視頻，每個(gè)視頻時(shí)長3-7分鐘不等，盡量做到“短小精悍”，引人入勝。該實(shí)驗(yàn)的所有微課構(gòu)成該實(shí)驗(yàn)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，所有實(shí)驗(yàn)的知識(shí)結(jié)構(gòu)構(gòu)成課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)，是實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中的基本教學(xué)資源，是提供給學(xué)生學(xué)習(xí)該實(shí)驗(yàn)時(shí)接受新知識(shí)的主要途徑。

實(shí)驗(yàn)的各關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)是零亂的，微課教學(xué)資源是分散而獨(dú)立的，為了便于學(xué)生的學(xué)習(xí)與掌握，要給學(xué)生展示各知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)元關(guān)系，形成知識(shí)地圖，同時(shí)給出導(dǎo)學(xué)的步驟，如圖3所示。

3.2 在知識(shí)地圖和導(dǎo)學(xué)機(jī)制基礎(chǔ)上進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)與教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)

教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)：主要有學(xué)習(xí)、討論、測試。

學(xué)習(xí)：在學(xué)習(xí)導(dǎo)航的引導(dǎo)下，課前對(duì)微課教學(xué)資源進(jìn)行選擇性的學(xué)習(xí)（已掌握的可以跳過）。

討論：云課堂的BBS是學(xué)生和教師就某一問題進(jìn)行討論與交流的場所。必要時(shí)可把討論過程作為評(píng)分項(xiàng)納入學(xué)生的期評(píng)成績。

測試：主要用于評(píng)價(jià)學(xué)生知識(shí)模塊的學(xué)習(xí)效果的簡單測驗(yàn)，如在微課中或知識(shí)模塊中的測試，教師隨堂臨時(shí)安排的小測驗(yàn)或課堂提問等。必要時(shí)可把測試結(jié)果作為評(píng)分項(xiàng)納入學(xué)生期評(píng)成績。

圖4是對(duì)測試的設(shè)計(jì)，測試安排在各關(guān)鍵知識(shí)模塊上，需要精心設(shè)計(jì)題目，題目要有針對(duì)性且題量要大，能隨機(jī)出題，避免學(xué)生的抄襲而影響學(xué)習(xí)效果。

圖3 “用邁克爾遜干涉儀測量激光波長”實(shí)驗(yàn)知識(shí)地圖和導(dǎo)學(xué)機(jī)制

圖4 “用邁克爾遜干涉儀測量激光波長”實(shí)驗(yàn)的測試設(shè)計(jì)

目標(biāo)達(dá)成判定：當(dāng)完成了目標(biāo)綁定的知識(shí)模塊的知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，完成該知識(shí)模塊所有計(jì)分活動(dòng)并取得設(shè)定的最低成績后，視為學(xué)習(xí)目標(biāo)完成。

4 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)混合教學(xué)模式教學(xué)過程設(shè)計(jì)

采用線上線下學(xué)習(xí)相結(jié)合，是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念下的混合學(xué)習(xí)即O2O學(xué)習(xí)模式。

學(xué)生用終端（主要是智能手機(jī)）掃描二維碼或通過信息平臺(tái)，隨時(shí)隨地進(jìn)入“我的云課堂”→閱覽總的“學(xué)習(xí)導(dǎo)航”（即知識(shí)結(jié)構(gòu)圖）→選擇所需實(shí)驗(yàn)→按自己的需要選擇知識(shí)點(diǎn)進(jìn)入對(duì)應(yīng)的微課視頻的學(xué)習(xí)（對(duì)已掌握的知識(shí)點(diǎn)可忽略）→按知識(shí)模塊進(jìn)行測試或在線討論→通過測試→到實(shí)際課堂上與教師進(jìn)行面對(duì)面的深度實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)（把疑難問題或感興趣的問題帶到課堂與教師作一對(duì)一深度探討）→完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。如圖5所示。

圖5 混合教學(xué)的線上學(xué)習(xí)流程

5 應(yīng)用

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)云課堂在邊建設(shè)中邊用于教學(xué)實(shí)踐，并在實(shí)踐中不斷地得以完善。目前已建設(shè)有大批微課教學(xué)視頻和相關(guān)聯(lián)的測試題，并已在廣西科技大學(xué)中試用兩輪次，使用學(xué)生已超過5千人，受益面廣。通過問卷調(diào)查，大部分學(xué)生認(rèn)為云環(huán)境下的混合學(xué)習(xí)方式正是學(xué)生喜歡的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生樂于接受和使用，云課堂與面對(duì)面的傳統(tǒng)課堂教學(xué)相結(jié)合的混合教學(xué)模式，教學(xué)效果比單純傳統(tǒng)的面對(duì)面課堂教學(xué)有明顯的提高。值得注意的是，為了更好地發(fā)揮混合教學(xué)效果，除建設(shè)大批實(shí)用的微課教學(xué)資源并進(jìn)行精心的線上線下教學(xué)設(shè)計(jì)外，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境條件也是制約線上教學(xué)效果的重要因素。如果沒有WIFI環(huán)境或內(nèi)網(wǎng)環(huán)境，學(xué)生在學(xué)習(xí)中需要自己的流量來完成，則學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性會(huì)嚴(yán)重受挫，教學(xué)效果也會(huì)大打折扣。所以混合教學(xué)模式的實(shí)施除對(duì)教師要求更高外，對(duì)學(xué)生、對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的要求也很高，條件不具備，可能效果比傳統(tǒng)的面對(duì)面教學(xué)效果還不如。

6 結(jié)論

混合學(xué)習(xí)就是要把傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢和網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的優(yōu)勢結(jié)合起來，既能發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過程的主導(dǎo)作用，又能體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)過程主體的主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性。只要有效地將這二者結(jié)合起來，使二者優(yōu)勢互補(bǔ)，就能獲得最佳的學(xué)習(xí)效果。這對(duì)傳統(tǒng)教育者提出了更高的挑戰(zhàn)：一是教育決策者對(duì)混合學(xué)習(xí)模式的選擇困難，二是對(duì)混合式教學(xué)的設(shè)計(jì)難度大，對(duì)教師的要求高而教師本身開展混合式教學(xué)的能力有限，三是面對(duì)面教學(xué)與在線學(xué)習(xí)的比例難以確定，四對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求高。所以我們對(duì)混合式教學(xué)模式的研究仍在繼續(xù)中，不斷地探討，并希望能在教學(xué)實(shí)踐中不斷地改進(jìn)與完善。

[1] 黃娟,劉舜.微課在《道路工程試驗(yàn)與檢測》課程中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[J].高教學(xué)刊，2015，（23）：86-87

[2] 楊峰，李建奇，王文虎.基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究-以《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程為例.教育教學(xué)論壇，2016（3）8-9

[3] 魏燕,陳海平,許樂.移動(dòng)學(xué)習(xí)在高校翻轉(zhuǎn)課堂中的應(yīng)用研究[J].中國教育技術(shù)裝備，2015，(12）:56-58

[4] 祝智庭，楊志和．云技術(shù)給中國教育信息化帶來的機(jī)遇[J].中國電化教育,2012(10):1-6

[5] ]劉永英．基于微課的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式設(shè)計(jì)和實(shí)踐[J]．科學(xué)導(dǎo)刊:電子版，2016，(4):38-38

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：1003-7551(2016)02-0045-04

2016-05-05

廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項(xiàng)目2014JGZ132；2015JGZ139；2016JGA245；2016JGB265；廣西科技大學(xué)優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目：“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)”

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