網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺在大學(xué)物理實驗課程中的應(yīng)用與實踐

范志強 姚靜

摘 要：文章對長沙理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的各項模塊進行了詳細的闡述，討論其各項功能在大學(xué)物理實驗課程中的應(yīng)用，通過近年來的研究實踐得到了一些有意義的研究結(jié)果，可以為今后大學(xué)物理實驗課程的改革提供有益的借鑒。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實驗；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺；教學(xué)實踐

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2018）19-0100-03

Abstract： In this paper， the author introduces the web-based teaching platform of Changsha university of science and technology in detail and discusses its functions and the application in college physics experiment course. The researches got some meaningful results and can provide the beneficial reference for the reform of university physics experiment course in the future.

Keywords： College physicsexperiment course； web-based teaching platform； teaching practice

大學(xué)物理實驗是面向全校理工科本科生開設(shè)的實驗課程。物理學(xué)本質(zhì)上是一門實驗科學(xué)。物理實驗是科學(xué)實驗的先驅(qū)，體現(xiàn)了大多數(shù)科學(xué)實驗的共性，在實驗思想、實驗方法以及實驗手段等方面是各學(xué)科科學(xué)實驗的基礎(chǔ)。物理實驗課覆蓋面廣，具有豐富的實驗思想、方法、手段，同時能提供綜合性很強的基本實驗技能訓(xùn)練，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實驗?zāi)芰?、提高科學(xué)素質(zhì)的重要基礎(chǔ)。它在培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、活躍的創(chuàng)新意識、理論聯(lián)系實際和適應(yīng)科技發(fā)展的綜合應(yīng)用能力等方面具有其他實踐類課程不可替代的作用。長沙理工大學(xué)是一所以工為主，工、理、管、經(jīng)、文、法、哲、藝等多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展，以本科教育為主體的綜合性大學(xué)。學(xué)科方面以交通，土建，電力和水利為主體，要求學(xué)生具有非常好的創(chuàng)新探索思維和實踐動手能力。因此，學(xué)校一直以來都非常重視大學(xué)物理實驗課程的建設(shè)，投入了大量的人力，物力和財力來保障大學(xué)物理實驗課程對學(xué)生創(chuàng)新能力和動手能力的培養(yǎng)。2014年學(xué)校開發(fā)并上線了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，并在隨后的時間內(nèi)對平臺進行建設(shè)和升級，希望通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的模式來彌補傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。本文對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的各項模塊進行了詳細的闡述，討論其各項功能在大學(xué)物理實驗課程中的應(yīng)用，通過近年來的研究實踐得到了一些有意義的研究結(jié)果，可以為今后大學(xué)物理實驗課程的改革提供有益的借鑒。

一、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺介紹

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺在原來教學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，從對教學(xué)過程（課件的制作與發(fā)布、教學(xué)組織、教學(xué)交互、學(xué)習(xí)支持和教學(xué)評價）的全面支持，到教學(xué)的組織管理（用戶與課程的管理），再到與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫及其管理系統(tǒng)的整合，集成了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)需要的主要子系統(tǒng)，構(gòu)建了一個比較完整的網(wǎng)上教學(xué)支撐環(huán)境。如今全校已有2329門課程進入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，每學(xué)期有1000余門課程利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺開展正常的輔助教學(xué)活動，截止目前累計訪問達到1350273466人次。

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺根據(jù)實施目的可以分成網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺和研究型教學(xué)平臺兩類。其中網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺以“課程教學(xué)”為核心，支持課程長期滾動建設(shè)以及教學(xué)資源的積累與共享，支持教與學(xué)過程跟蹤統(tǒng)計，實現(xiàn)教學(xué)過程與評價展示相結(jié)合。為教師提供了強大的在線備課工具和網(wǎng)絡(luò)施教環(huán)境，并提供了充分的師生互動功能，極大拓寬了課程教學(xué)空間。而研究型教學(xué)平臺支持案例教學(xué)、課程設(shè)計等教學(xué)模式，支持情景創(chuàng)設(shè)、問題提出、自主學(xué)習(xí)、協(xié)作討論、多元化評價等全部環(huán)節(jié)，突出師生互動與協(xié)作，旨在培養(yǎng)學(xué)生高層次的學(xué)習(xí)能力和溝通協(xié)作能力。通過近年來不斷的建設(shè)與發(fā)展，本校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺已經(jīng)逐漸趨于完善，在日常教學(xué)活動中發(fā)揮了越來越重要的作用。目前網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺包含以下幾大重要模塊：

（一）課程管理

課程管理模塊包括課程介紹、教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、教師信息、課程通知、選課學(xué)生管理與課程共享等幾項內(nèi)容。學(xué)生可以在課程學(xué)習(xí)前通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺了解課程介紹、教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、教師信息等課程信息，以便對將要學(xué)習(xí)的課程進行初步的了解。課程通知可以方便任課老師及時發(fā)布一些重要的通知，方便學(xué)生及時查閱。選課學(xué)生管理可以對選課學(xué)生的學(xué)習(xí)情況以及學(xué)習(xí)成績進行統(tǒng)計，增加學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性。課程共享則可以讓同一課程的老師互相學(xué)習(xí)，共同進行教學(xué)資源建設(shè)。

（二）教學(xué)資源

教學(xué)資源是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的主體，是需要重點建設(shè)的模塊。教學(xué)資源包含了本門課程的所有教學(xué)材料，通常包括教材、案例、影視、圖片、多媒體課件等。教學(xué)資源可以根據(jù)授課進度逐步開放，讓學(xué)生下載使用。教學(xué)資源的內(nèi)容也可以根據(jù)課程的需要進行刪減或者改動，使之更契合教學(xué)內(nèi)容，方便學(xué)生學(xué)習(xí)。教學(xué)資源的建設(shè)通常以任課老師為主體，自行建設(shè)。學(xué)校在教學(xué)平臺上也設(shè)立的資源中心，課程教師可以根據(jù)需要進行引用下載，加強教學(xué)內(nèi)容的建設(shè)。

（三）教學(xué)活動

教學(xué)活動是教學(xué)平臺上最活躍的板塊，包括了答疑討論、課程問卷、課程作業(yè)、在線測試等單元。傳統(tǒng)授課模式中的教學(xué)活動往往只局限于課堂之上，由于時間和人數(shù)的限制，不能做到人人都參與。依托網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，學(xué)生便可以將課程中的疑問通過在線的方式與授課老師探討。任課老師也可以發(fā)布課程問卷及時了解學(xué)生對課程內(nèi)容，課程進度等方面的反饋意見，及時調(diào)整授課形式，提高授課質(zhì)量。課程作業(yè)和在線測試單元方便學(xué)生在線提交作業(yè)以及對課程內(nèi)容進行自我檢測。授課教師也可以根據(jù)學(xué)生的自測結(jié)果及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)程度，方便后續(xù)重點講解。

（四）課程建設(shè)

課程建設(shè)是對前述課程資源和教學(xué)活動中的課程作業(yè)，在線測試進行建設(shè)的模塊。獨立的課程建設(shè)模塊可以方便授課教師對前述資源進行建設(shè)或者管理。一些已經(jīng)建設(shè)成熟的教學(xué)資源可以及時發(fā)布到前述模塊中進行使用。一些尚未完善或者還在編輯的教學(xué)資源則暫存在課程建設(shè)模塊，方便進一步的編輯。授課教師通過課程建設(shè)模塊對本門課程不斷的建設(shè)與提升，從而最大程度的提高網(wǎng)絡(luò)平臺的教學(xué)水平和教學(xué)效果。

二、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺在大學(xué)物理實驗課程教學(xué)中的應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺是依靠互聯(lián)網(wǎng)背景提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要途徑。近年來由于平臺模塊的增加和平臺功能的完善以及互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展和移動終端的快速升級，學(xué)生更加接受這種線上的學(xué)習(xí)方式。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺不僅可以提升專業(yè)課程的授課質(zhì)量，對實驗類課程教學(xué)質(zhì)量的提升也是非常有幫助的。特別是“大學(xué)物理”課程利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺配合物理實驗網(wǎng)上預(yù)約、管理，為學(xué)生提供了良好的網(wǎng)上實驗預(yù)習(xí)平臺。同時，學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)平臺上選擇實驗課題，利用網(wǎng)絡(luò)查找資料，在平臺上討論相關(guān)問題，課外時間進實驗室自主實驗，學(xué)生經(jīng)過選題、實驗前準備、實驗操作、研討、撰寫課程論文和論文答辯等教學(xué)環(huán)節(jié)，感受科學(xué)研究的全過程，得到綜合實驗?zāi)芰Φ挠?xùn)練，學(xué)會綜合思維，提高了實踐與創(chuàng)新能力。接下來，筆者就來討論網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺其各項模塊在大學(xué)物理實驗課程中的應(yīng)用。

（一）課程管理模塊可以有效提升大學(xué)物理實驗課程的預(yù)習(xí)效果

目前大學(xué)物理實驗這門課程最大的問題就是與大學(xué)物理課程不同步，需要學(xué)生在課前進行預(yù)習(xí)。然而大部分學(xué)生反映如果實驗原理不了解，僅憑課前突擊預(yù)習(xí)看懂的一點并不詳細的實驗介紹，靠猜想和推測去理解原理，然后操作自己并不知道是什么的儀器，記錄不知所云的數(shù)據(jù)，經(jīng)過近乎無意義的計算來得出奇怪的結(jié)果，完全不知道學(xué)它有什么意義。另外，在傳統(tǒng)授課模式下，老師只能通過學(xué)生的預(yù)習(xí)報告來判斷學(xué)生的預(yù)習(xí)效果。很多學(xué)生表示預(yù)習(xí)報告的分數(shù)是靠抄寫得到的，學(xué)生并不會真正思考實驗原理而是工工整整地抄寫實驗課本，沒有達到預(yù)習(xí)的目的。依托網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的課程管理模塊，不同實驗項目的授課教師可以通過課程介紹讓選課學(xué)生對該項實驗有一個初步的了解。授課教師還可以在課程通知上發(fā)布本實驗項目的預(yù)習(xí)要求，讓學(xué)生在教學(xué)資源模塊去提前學(xué)習(xí)實驗原理以及實驗操作流程。另外，授課教師還以在課程管理模塊中統(tǒng)計每位學(xué)生是否進行了課前預(yù)習(xí)以及在不同內(nèi)容上的預(yù)習(xí)時長，從而可以對每位同學(xué)的預(yù)習(xí)效果進行檢查給出合理預(yù)習(xí)成績。

（二）教學(xué)資源可以有效地拓寬大學(xué)物理實驗課程的知識范圍

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的最大優(yōu)勢就是可以極大地豐富實驗課程的教學(xué)內(nèi)容，這對于傳統(tǒng)授課模式下的大學(xué)物理實驗教學(xué)非常有幫助。在傳統(tǒng)授課模式下，一個實驗項目既要講解實驗原理還要教授實驗操作步驟，同時還要留出足夠的時間給學(xué)生操作實踐。因此，課上的安排非常緊湊。與此同時，學(xué)生在完成實驗課程后也僅僅掌握了本次實驗的原理與操作，不能將學(xué)習(xí)的知識進行擴充領(lǐng)會，甚至不知道學(xué)會該門實驗的真正物理意義。通過教學(xué)資源的建設(shè)就可以很好地解決這個問題。授課教師可以將實驗項目的背景資料，應(yīng)用前景以案例、影視、圖片、多媒體課件的形式上傳于教學(xué)平臺。學(xué)生可以在課前進行自主學(xué)習(xí)或者在課后進行復(fù)習(xí)。以大學(xué)物理實驗中分光計項目為例，學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)了分光計的構(gòu)造，操作技巧以及測量原理，但是對于分光計的實際應(yīng)用卻不甚了解。授課教師可以在教學(xué)資源中添加分光計測量光柵，分光計測量折射率等實驗項目的測量視頻與原理說明，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)更好地了解分光計的用途。

（三）教學(xué)活動可以有效地提升大學(xué)物理實驗課程的師生互動

與專業(yè)課程相比，實驗課程具有分散性和獨立性。這里的分散性是指不同實驗項目的授課教師不同，授課時間不同。通常情況下一門實驗課由一位教師負責(zé)，學(xué)生只能在課堂上與教師見面，學(xué)生有問題或者有沒有理解的知識點必須在課上解決。獨立性是指不同實驗項目相互關(guān)聯(lián)較少，例如力學(xué)實驗的實驗原理就無法在光學(xué)實驗中應(yīng)用。對于學(xué)生來說，每一項實驗都是一個全新的知識內(nèi)容。因此，學(xué)生在進行實驗課程的學(xué)習(xí)時必須加倍專心，遇到疑難問題也很難及時解決。但是通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，學(xué)生可以在課后瀏覽教學(xué)內(nèi)容來解答自己的疑問或者通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的互動模塊給老師留言，老師通過網(wǎng)絡(luò)溝通的方式對學(xué)生的問題進行解答。同時，不同實驗項目的授課教師還可以在教學(xué)活動模塊上添加課程作業(yè)與自測試卷。學(xué)生可以在課后登錄平臺完成作業(yè)或者測試試卷，然后由老師給出成績評定。對于出錯的題目，學(xué)生可以通過查看標準答案或者請教其他同學(xué)或者老師來進行解惑，做到最大程度地掌握該實驗課程的知識點。

三、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺在大學(xué)物理實驗課程教學(xué)中的教學(xué)效果

借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，大學(xué)物理實驗課程的課前預(yù)習(xí)，課上授課演練以及課后討論答疑都得到了全面的提升。

1. 通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，很大一部分學(xué)生都能做的課前認真預(yù)習(xí)。有了課前預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)，學(xué)生在課堂上很容易理解本實驗項目的基礎(chǔ)原理以及操作重點與難點。學(xué)生完成實驗的平均質(zhì)量大大提升，學(xué)生完成實驗的平均時間大大縮短。

2. 通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，很多同學(xué)對實驗課程產(chǎn)生了濃厚的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生也從以往的被動學(xué)習(xí)向主動學(xué)習(xí)逐漸轉(zhuǎn)變。一些學(xué)生在閱讀了平臺上補充資料后有了很獨特的想法，然后在教學(xué)活動模塊與老師互動。

3. 通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，真正地提高了學(xué)生的動手動腦能力。傳統(tǒng)實驗內(nèi)容大多偏重于驗證性和演示性實驗，對每個實驗的目的、原理、內(nèi)容、儀器、數(shù)據(jù)處理都寫得非常具體，學(xué)生只要按照操作步驟進行即可順利完成實驗，留給學(xué)生分析思考的余地很少。一些設(shè)計性實驗由于專業(yè)化程度比較高，很難在教學(xué)活動中開設(shè)。但是利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，學(xué)生可以在教師的指導(dǎo)下，針對某一給定的物理實驗題目，查閱平臺上給出的資料，借鑒類似實驗項目的經(jīng)驗，分析實驗原理，制定操作方法和步驟，觀察和記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)、研究實驗過程中發(fā)現(xiàn)的種種問題，并著重對實驗結(jié)果進行分析和研究，直至完成實驗。這樣能夠有效發(fā)揮學(xué)生主動性和思維能力，調(diào)動學(xué)生的動手能力和創(chuàng)造性思維，能夠全面提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和探索精神。

四、結(jié)束語

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺拓展了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的時間和空間，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，推動了教學(xué)內(nèi)容和方法的改革，既提高了教學(xué)的效率，也提高了整體教學(xué)質(zhì)量。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的使用，不僅在資源上豐富了課堂教學(xué)的內(nèi)容，而且推動了研究性教學(xué)的開展。許多教師和學(xué)生也從初期的課程講義的交流，發(fā)展到在平臺上作業(yè)的提交與批改、在線測試、在線討論與答疑以及研究性教學(xué)等形式。主講大學(xué)物理，大學(xué)數(shù)學(xué)等全校公共課的老師利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺積極開展研究教學(xué)探索，通過平臺建立學(xué)習(xí)小組，利用平臺發(fā)布小組研究的主題信息、探究公告、探究計劃，建立資料共享站，利用網(wǎng)絡(luò)平臺開展教學(xué)成果網(wǎng)上展示等活動，極大地提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的主動性，所得到的教學(xué)經(jīng)驗在學(xué)校教學(xué)工作會議上作交流，引起強烈反響。

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