基于Moodle的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計(jì)

黃賢群，石燕飛，劉秋武

（韓山師范學(xué)院物理與電子工程學(xué)院，廣東潮州521041）

基于Moodle的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計(jì)

黃賢群，石燕飛，劉秋武

（韓山師范學(xué)院物理與電子工程學(xué)院，廣東潮州521041）

分析了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題和Moodle網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了基于Moodle網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》網(wǎng)絡(luò)課程，實(shí)踐證明該網(wǎng)絡(luò)課程對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量具有十分重要的意義.

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)；Moodle；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)；課程設(shè)計(jì)

1 引言

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是面向高等院校理工科專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)的一門必修課程，也是對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的一門基礎(chǔ)課，旨在使學(xué)生獲得基本的實(shí)驗(yàn)知識(shí)、方法和技能方面的訓(xùn)練，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生積極探索、團(tuán)結(jié)合作的精神[1]．隨著多媒體技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和普及，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已不再適應(yīng)時(shí)代要求．教育部印發(fā)《教育信息化“十三五”規(guī)劃》，明確提出“以教育信息化引領(lǐng)教育現(xiàn)代化”的要求，各高等院校正在加快教育信息化基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)字教育資源建設(shè)，提高教師信息化應(yīng)用水平，促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，不斷提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教育教學(xué)質(zhì)量[2]．筆者根據(jù)學(xué)校提供的moodle網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了符合大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)課程，并應(yīng)用于日常教學(xué)和管理中，起到較好的教學(xué)效果．

2 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)對(duì)象是大學(xué)一、二年級(jí)的學(xué)生，是物理專業(yè)學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后的第一門實(shí)驗(yàn)課程，所以學(xué)好大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)后續(xù)其它實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)至關(guān)重要．在多年的傳統(tǒng)教學(xué)模式下，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)現(xiàn)狀存在以下幾方面的問(wèn)題．

（1）教學(xué)計(jì)劃學(xué)時(shí)數(shù)少．受新教學(xué)計(jì)劃和新教學(xué)大綱的影響，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí)數(shù)減少，實(shí)驗(yàn)理論課堂講授的時(shí)間更少，教師與學(xué)生的互動(dòng)很難進(jìn)行，啟發(fā)性和探究性教學(xué)難以實(shí)施[3]．

（2）學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)水平參差不齊．來(lái)自城市優(yōu)質(zhì)學(xué)校的學(xué)生動(dòng)手能力較強(qiáng)，基本上都能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)．而來(lái)自邊遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)或城市部分面上中學(xué)的學(xué)生動(dòng)手能力相對(duì)較差，由于這些學(xué)校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足，學(xué)校無(wú)法開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)基本技能的訓(xùn)練，所以這些學(xué)生很難在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)，有些同學(xué)連最基本的測(cè)量?jī)x表如電壓表、電流表都沒(méi)見(jiàn)過(guò)．

（3）實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果差，學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)就忘記．由于受實(shí)驗(yàn)時(shí)間的限制，教師一般采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即先集中簡(jiǎn)要介紹實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、儀器操作規(guī)程、原始數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理與分析，再讓學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)記錄．教師講授完這些教學(xué)內(nèi)容后，留給學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的時(shí)間少，學(xué)生怕無(wú)法按時(shí)完成，產(chǎn)生緊張情緒，對(duì)老師的啟發(fā)性提問(wèn)不屑一顧，對(duì)一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象缺乏思考．雖然按要求完成了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄，也只是對(duì)老師的實(shí)驗(yàn)演示的重現(xiàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)理解不透徹，做完實(shí)驗(yàn)就把操作忘記．等到期末操作考試時(shí)，面對(duì)曾經(jīng)做過(guò)的實(shí)驗(yàn)束手無(wú)策．

（4）學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫潦草，不規(guī)范，提交不及時(shí)．近年來(lái)，隨著高校擴(kuò)招，學(xué)生數(shù)多，教師隊(duì)伍建設(shè)跟不上，教師的教學(xué)工作量大，實(shí)驗(yàn)報(bào)告無(wú)法及時(shí)批改，堆積如山．

（5）考核制度落后，有待改革．目前的考核方式是根據(jù)不同專業(yè)采用紙質(zhì)筆試或操作考試．有了網(wǎng)絡(luò)課程的試題庫(kù)后，就可以采用網(wǎng)上抽題網(wǎng)上筆試和網(wǎng)上抽題現(xiàn)場(chǎng)操作考試相結(jié)合的方式．

3 基于Moodle網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)

Moodle(Modular Object-Oriented Development Learning Environment)是一套公開(kāi)源代碼的網(wǎng)絡(luò)課程管理系統(tǒng)，Moodle翻譯成中文就是“面向?qū)ο蟮哪K化開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境”．

Moodle是以建構(gòu)主義為教學(xué)依據(jù)，采用與我國(guó)新課程類似的模塊教學(xué)，它的基本模塊有：站點(diǎn)管理模塊、用戶管理模塊、課程管理模塊、作業(yè)模塊、論壇模塊、資源模塊、測(cè)試模塊等．Moodle作為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)[4-5]：

（1）界面設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、高效、安全，絕大部分教學(xué)內(nèi)容、資源等可即時(shí)添加、即時(shí)顯現(xiàn)．

（2）支持多種課程形式和靈活多樣的學(xué)習(xí)活動(dòng)，例如Booking、ForumNG、Journal、Technical、wiki、協(xié)作程序教學(xué)等．教師能夠隨時(shí)選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)，并根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況調(diào)整生成新的課程目標(biāo)．

（3）教師可以查看成員日志，統(tǒng)計(jì)每個(gè)學(xué)生的活動(dòng)細(xì)節(jié)如最后訪問(wèn)時(shí)間、閱讀次數(shù)，匯編每個(gè)學(xué)生的詳細(xì)報(bào)告．一般訪問(wèn)次數(shù)多的學(xué)生，學(xué)習(xí)比較認(rèn)真，學(xué)習(xí)成績(jī)也比較好．

（4）教師可以布置作業(yè)，平臺(tái)可以自動(dòng)記錄學(xué)生上傳作業(yè)的時(shí)間，教師可以隨時(shí)查看學(xué)生的作業(yè)，并在平臺(tái)上進(jìn)行評(píng)定，了解教學(xué)效果．平臺(tái)即時(shí)把評(píng)判結(jié)果反饋給學(xué)生，使學(xué)生能及時(shí)修改并再次提交．

（5）支持教師的混合式教學(xué)和學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，幫助教師與學(xué)生在協(xié)助的在線環(huán)境中交流．有多種類型的論壇如聊天室、課程新聞?dòng)懻搮^(qū)、教學(xué)討論區(qū)等供選擇，促進(jìn)了教師與學(xué)員、學(xué)員與學(xué)員、學(xué)員與課程之間的交互．

（6）支持多種格式文件資源的上傳，如Word、Powerpoint、Flash、視頻和聲音等電子文檔．

4 《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計(jì)

基于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)特點(diǎn)和Moodle網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的不足．該網(wǎng)絡(luò)課程的總體設(shè)計(jì)如圖1所示，網(wǎng)絡(luò)課程主界面截圖如圖2所示，各主要功能模塊介紹如下：

（1）用戶管理．用戶成員包括管理員、課程創(chuàng)建者、教師、無(wú)編輯權(quán)教師、學(xué)生、訪客等．教師可以手動(dòng)添加學(xué)生名單，也可以設(shè)置“選課密碼”讓學(xué)生自己選課成為該課程學(xué)員．

（2）課程設(shè)置．教師可以對(duì)課程名稱、課程簡(jiǎn)介、課程開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間、課程格式、外觀、命名角色進(jìn)行設(shè)置．

（3）實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源．包括課程基本信息、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)講義下載、實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、基于Excel的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)儀器介紹、優(yōu)秀學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告展示等．

課程基本信息：包括課程介紹、實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)考試大綱、教師隊(duì)伍介紹、互聯(lián)網(wǎng)上的其它教學(xué)資源鏈接．

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：根據(jù)學(xué)校開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目力熱、電磁、光學(xué)等實(shí)驗(yàn)，分別進(jìn)行獨(dú)一介紹，介紹內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)記錄及處理．

實(shí)驗(yàn)講義下載：教師每學(xué)期都會(huì)對(duì)教學(xué)內(nèi)容做適當(dāng)?shù)男薷?，提供最新電子版的?shí)驗(yàn)講義和其它網(wǎng)絡(luò)上的優(yōu)秀教材供學(xué)生參考．

圖1 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

圖2 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程主界面截圖

實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻：將教師的課堂教學(xué)視頻、實(shí)驗(yàn)操作視頻等通過(guò)采集錄制、剪輯、字幕后期處理，或針對(duì)具體某一實(shí)驗(yàn)操作流程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察等制作成微視頻、微課上傳到該模塊，供學(xué)生課前預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí)．支持多種視頻格式如MP4、FLV等，但為了保證視頻能兼容各類終端（如PC、安卓、蘋果）系統(tǒng)的各種瀏覽器，實(shí)現(xiàn)視頻的在線播放，教師在上傳視頻之前，應(yīng)先將視頻轉(zhuǎn)換成MP4格式（采用AVC 720p或者AVC 480p），視頻上傳后將視頻文件名稱改為英文名稱．

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)：該模塊添加了由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)基礎(chǔ)物理中心研發(fā)的霍爾效應(yīng)、雙臂電橋測(cè)電阻、熱敏電阻溫度特性等部分物理仿真實(shí)驗(yàn)和由學(xué)校師生自行開(kāi)發(fā)的基于LabVIEW的虛擬示波器、虛擬信號(hào)發(fā)生器等虛擬儀器．利用虛擬實(shí)驗(yàn)或仿真實(shí)驗(yàn)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的束縛，有利于學(xué)生能動(dòng)性的發(fā)揮，讓學(xué)生有更多的時(shí)間討論和解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果、反思實(shí)驗(yàn)過(guò)程，同時(shí)也能促進(jìn)同學(xué)之間的合作與互動(dòng)，減少實(shí)驗(yàn)設(shè)備與空間，節(jié)約資金，改善實(shí)驗(yàn)條件[6]．

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：利用Excel、Origin等軟件制作實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理模板，輸入原始數(shù)據(jù)后，便能直接計(jì)算出實(shí)驗(yàn)結(jié)果．該功能應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室，提供給學(xué)生檢查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否正確，能減少實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的時(shí)間．

實(shí)驗(yàn)儀器介紹：該部分包含實(shí)驗(yàn)儀器圖片和儀器使用說(shuō)明及注意事項(xiàng)．讓學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)之前，先了解和熟悉實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法，減少實(shí)驗(yàn)時(shí)間，提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量．

優(yōu)秀學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告展示：教師可以挑選一些優(yōu)秀的學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行展示、表?yè)P(yáng)，起到示范作用．一些典型錯(cuò)誤的學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可以經(jīng)教師批改指正后展示，防止學(xué)生重復(fù)錯(cuò)誤．

教學(xué)課件下載：提供教師的課件及教學(xué)資料，方便學(xué)生自學(xué)．基礎(chǔ)較差的學(xué)生能重新學(xué)習(xí)掌握基本知識(shí)，而優(yōu)等生則能發(fā)現(xiàn)更深層次的問(wèn)題[7]．

（4）實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放預(yù)約：該功能有利于開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)管理和方便想補(bǔ)做實(shí)驗(yàn)或提高實(shí)驗(yàn)的同學(xué)預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間．

（5）網(wǎng)上考試系統(tǒng)：教師可以對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目直接添加小測(cè)驗(yàn)，也可以利用MQE試題編輯軟件制作試題庫(kù)后，再添加到該模塊中．小測(cè)驗(yàn)用于課程的正式考試、每一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的測(cè)驗(yàn)、使用以往舊題目做練習(xí)性測(cè)驗(yàn)、提供學(xué)生表現(xiàn)立即反饋、讓學(xué)生自我評(píng)價(jià)．學(xué)生期末考試方式，采用網(wǎng)上隨機(jī)抽題，網(wǎng)上筆試和實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)操作考試，省去了人工紙質(zhì)抽題的麻煩．

（6）實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)．該模塊包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交、教學(xué)討論區(qū)和教學(xué)信息發(fā)布．

實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交模塊：對(duì)于部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并完成一份完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，通過(guò)作業(yè)提交功能提交，教師可以隨時(shí)隨地利用移動(dòng)終端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行批改和評(píng)價(jià)．

教學(xué)討論區(qū)模塊：該討論區(qū)的類型有博客形式的標(biāo)準(zhǔn)討論區(qū)、單個(gè)簡(jiǎn)單話題、單個(gè)人發(fā)表一個(gè)話題、問(wèn)題及解答討論區(qū)和一般問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)討論區(qū)．教師提出一些實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，供學(xué)生進(jìn)行討論、探究．隨著學(xué)生應(yīng)用手機(jī)微信的普及，教師可以利用微信的群聊功能，在微信中建立群聊，將“群二維碼名片”發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)課程中，學(xué)生通過(guò)微信“掃一掃”就能加入群聊，進(jìn)而開(kāi)展基于微信的教學(xué)互動(dòng)．

教學(xué)信息發(fā)布模塊：利用新聞?dòng)懻搮^(qū)發(fā)布普通新聞與通告，把學(xué)生實(shí)驗(yàn)安排表、實(shí)驗(yàn)分組情況表，考勤統(tǒng)計(jì)表、成績(jī)統(tǒng)計(jì)表等發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)課程上，方便學(xué)生及時(shí)掌握課程教學(xué)信息．還可以發(fā)布本學(xué)科學(xué)術(shù)講座、學(xué)術(shù)交流活動(dòng)、學(xué)科最新研究動(dòng)態(tài)、物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽和學(xué)生獲獎(jiǎng)新聞等信息．

（7）實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)．評(píng)價(jià)的類型有反饋、互動(dòng)評(píng)價(jià)和投票．反饋可建立自定義的問(wèn)卷調(diào)查；互動(dòng)評(píng)價(jià)允許收集、查看以及評(píng)價(jià)學(xué)生的工作；在投票模塊中，教師提出一個(gè)問(wèn)題，并給出多個(gè)應(yīng)答選項(xiàng)，由學(xué)生在線投票．

5 結(jié)束語(yǔ)

利用基于Moodle網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)之不足，能夠充分運(yùn)用以教師為主導(dǎo)和學(xué)生為主體的教學(xué)活動(dòng)，有利于加強(qiáng)教師與學(xué)生之間的交流和互動(dòng)，也有利于加快推進(jìn)學(xué)校教育信息化管理和提高實(shí)驗(yàn)室信息化管理水平．

[1]文亞芹．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)[M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2010：1-5．

[2]教育部科技司．2016年12月教育信息化工作日?qǐng)?bào)[EB/OL]．[2017-02-06]．http://www.edu.cn/xxh/focus/201702/t20170206_1486426.shtml

[3]肖立娟．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀與教學(xué)改革的探究[J]．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2015，6（28）：114-116．

[4]謝幼如，柯清超．網(wǎng)絡(luò)課程的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2005：208-211．

[5]張豪峰，葛晨光．信息技術(shù)及其教育應(yīng)用[M]．北京：科學(xué)出版社，2008：130-161．

[6]單美賢，李藝．虛擬實(shí)驗(yàn)原理與教學(xué)應(yīng)用[M]．北京：教育科學(xué)出版社，2005：118-119．

[7]陳芳林．多媒體課件制作教程[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2003：1-2．

Design of Network Course forCollege Physics ExperimentBased on Moodle

HUANG Xian-qun,SHI Yan-fei,LIU Qiu-wu
（College of Physics and Electronic Engineering,Hanshan Normal University，Chaozhou，Guangdong,521041）

The problems existing in the college physics experiment teaching and the characteristics of mooodle network platform is analyzed.The network teaching platform of College Physics Experiment based on moodle is designed and implemented.Practice proves that the network course is of great significance to improving the quality of experimental teaching.

College Physics Experiment；Moodle；network teaching；curriculum design

G 642.423

A

1007-6883（2017）03-0104-05

責(zé)任編輯朱本華周春娟

2017-03-23

2013年教育部高等學(xué)?！皩I(yè)綜合改革試點(diǎn)”項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：HJG1408ZG0411）；韓山師范學(xué)院教學(xué)改革項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：HJG1408）；韓山師范學(xué)院網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)項(xiàng)目.

黃賢群（1979-），男，廣東潮州人，韓山師范學(xué)院物理與電子工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)師.