基于媒體融合技術的物理實驗教學模式探索

銀嘉浩　朱巧萍

【摘要】? ? 融媒體是基于媒體融合發(fā)展的新理念，將媒體融合技術在物理實驗教學中合理應用，可以極大程度地發(fā)揮媒體融合技術的優(yōu)勢，對優(yōu)化人才培養(yǎng)模式和物理學習體驗有著十分積極的作用。

【關鍵詞】? ?媒體融合? ? 物理實驗? ? 物理教學

輿論生態(tài)、媒體格局和傳播方式發(fā)生深刻變化的融媒體時代賦予了媒體行業(yè)人員新的使命和任務。在黨和國家對“媒體融合”的高度重視和不斷推動下，我國新的媒體融合、建設、發(fā)展、傳播矩陣及格局已初步形成。在媒體融合的熱潮下，不僅是新聞輿論、引導傳播等方面強需融媒體技術的支撐，如將媒體融合中的部分技術應用到物理實驗教學中，充分運用相關技術，對改進和創(chuàng)新物理實驗教學也有著十分積極的意義和可觀的效果。

一、媒體融合概述

推動傳統(tǒng)媒體和新媒體平臺的轉型和融合，是傳媒領域的一項十分重要的變革。相對于傳統(tǒng)媒體，“融媒體”是基于媒介運作的新理念，是充分利用各類媒介載體，在人力、內(nèi)容以及傳播等方面把傳統(tǒng)媒體和新媒體技術進行全面的整合，實現(xiàn)資源共通、內(nèi)容兼容、傳播互融和利益共融的新興媒體，具有全媒體、全覆蓋、全功能和全時空的特點。正因如此，媒體融合得到了充分的重視和應用，有效促進了信息傳播和引導手段的發(fā)展和進步。

二、物理實驗教學現(xiàn)狀

物理是一門基于實驗的學科，實驗是物理學習的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生物理學科素養(yǎng)的重要途徑和方式[1]。物理學習便是重溫物理學家科學探究、建立物理學理論和為從事科學實驗奠定基礎的過程。因此，對教師的標準和要求也就很高，教師要了解和照顧到每一名學生的具體情況，以開展培養(yǎng)和提升學生的邏輯思維和科學探究能力的適應性教育，進而利用有限的時間完成教學目標。但在應試教育的大環(huán)境下，學校對于實驗教學的重視程度逐漸降低，往往僅關注考試中出現(xiàn)的實驗題目，物理實驗教學的開展質量不高，效果甚微。

隨著科技水平的逐步提高，對人才的科學素養(yǎng)要求也日益增高，社會所需和人才培養(yǎng)之間出現(xiàn)了較大的差池，也使現(xiàn)行的物理實驗教學模式面臨著十分嚴峻的考驗，主要集中在：①實驗設備數(shù)量有限，無法滿足學生使用需求，導致學生無法近距離接觸實驗設備，無法親身感受實驗操作的樂趣;②實驗設備破損、缺損、更新不及時，使得學生在操作過程中難以保證實驗效果，失去了培養(yǎng)學生動手能力和提升學科素養(yǎng)的真正意義;③受到實驗環(huán)境和條件的限制，使得學生實驗操作和改進創(chuàng)新得不到鍛煉;④往往通過紙質考試完成對實驗內(nèi)容的考察，缺乏實際動手操作的過程，學生難以明確實驗目的和科學的觀察方法，創(chuàng)造性和發(fā)散性思維得不到很好的發(fā)展;⑤在開展實驗教學過程中，教師偶爾會出現(xiàn)口誤和操作失誤，盡管有的失誤并不會產(chǎn)生較大的后果，但卻會讓學生出現(xiàn)理解和認知偏差。

三、融媒體技術在物理實驗教學中的應用方式

如將融媒體中的部分技術用于物理實驗教學，不僅可以使得現(xiàn)代信息技術與學生喜聞樂見的手段和方式相融合，也更加有利于提高物理實驗教學的效率，加強物理實驗教學的效果。媒體融合技術的完善及平臺搭建是關鍵的環(huán)節(jié)，圖1給出了基于媒體融合技術的物理實驗教學理論模型及各環(huán)節(jié)內(nèi)容。

教師可以借助融媒體平臺中的相關技術，對學生學情進行統(tǒng)計和分析，洞察學生實驗行為，進而確定學生學習的重難點和突破口等情況。其次，借助媒體融合技術可以增強師生和生生之間的交流互動，讓每一個參與教學過程的人都成為“發(fā)聲者”和“處理者”，以增強學生對物理實驗探究的興趣、對物理實驗教學改進和創(chuàng)新的熱情，有助于開展信息化、智能化和網(wǎng)格化的實驗教學。

3.1統(tǒng)計分析模塊建設

融媒體平臺中的統(tǒng)計分析模塊主要是依托強大的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)抓取和大數(shù)據(jù)分析技術，實現(xiàn)全網(wǎng)全覆蓋的輿情數(shù)據(jù)監(jiān)測和輿論引導效果監(jiān)測等功能，以達到輿論檢測、研判和引導的目的，結合輿情大數(shù)據(jù)應用，綜合提升輿論引導專業(yè)化水平。若將此模塊合理應用在物理實驗教學中，平臺可以自動采集學生學習數(shù)據(jù)和洞察學習行為習慣，并通過進一步分析，生成相應學情數(shù)據(jù)，以促進教師教學和學生學習活動的開展。

1.采集檢測

在學生學習的過程中，需要從物理觀念、科學思維、科學探究和科學態(tài)度與責任方面體現(xiàn)育人價值，以形成正確的價值觀、品格和相應的能力。不論是學生考試結果、實驗操作行為，還是知識轉化和應用比的評估等過程，通過平臺的不間斷采集檢測，均可轉變?yōu)樯鲜鏊膫€學科核心素養(yǎng)維度的考評，實現(xiàn)對教學效果更加精準的評估。

2.行為洞察

通過對學生在“科學探究”過程中的實施進程和效果進行洞察，從問題、證據(jù)、解釋和交流四個要素進行挖掘，量化相應數(shù)據(jù)，形成對學生“科學探究”過程評估的基礎。再結合每個學生學習的大數(shù)據(jù)，將學生在“科學探究”過程中普遍遇到的難點進行匯總、分類和分析，可以加強教師對學生學情的了解，進而充分準備教學內(nèi)容和優(yōu)化教學過程。

3.學情分析、學習報告

根據(jù)對學生學習情況的采集檢測和實驗探究的行為洞察，平臺會生成相應數(shù)據(jù)，并自動匯編成學情分析和學習報告的初步內(nèi)容，其中學情分析面向學校和教師，可以有助于學校和教師掌握學生個體和整體的學習情況，進而針對學生的個體差異，動態(tài)調整不論是年級層面還是學生個體層面的教學過程，以提高教學質量和效果，避免做教育“無用功”;學習報告主要面向學生和家長，好比是某一階段學習情況的“體檢報告”，可以有助于學生和家長了解學習過程中疏忽的問題，更好地幫助學生認識自我、建立自信，以及改進學習方式和發(fā)展學科核心素養(yǎng)。需要提到的是，通過平臺和教師共同完成的大數(shù)據(jù)匯總、分析、審核、校對、分發(fā)等，都會極大的提高學情分析和學習報告的制作效率和質量。

4.用戶畫像

用戶畫像作為一種勾畫目標用戶、聯(lián)系用戶訴求和設計方向的有效工具，在各個領域都得到了廣泛的應用[2]。在物理實驗教學中，用戶畫像可以幫助學生找到自己的興趣愛好和所擅長的領域。通過將學生每一個具體的行為信息標簽化，利用這些標簽將學生的形象具體化，再針對不同類型的學生設計和開展基礎性和選擇性教育課程，不論是增加學生學習、探究和應用物理知識的粘性，還是對學生多元發(fā)展、科研潛能和今后的升學就業(yè)需求提出參考建議，都有著十分有益的作用。

3.2采編分發(fā)模塊建設

融媒體平臺中的采編分發(fā)模塊其實就是“中央式廚房”的流程生產(chǎn)模式，以打造出“一體策劃、一次采集、多種生成、多元傳播”的采編運作新模式，實現(xiàn)全過程全流程的數(shù)據(jù)跟蹤和一鍵投稿和發(fā)布功能。若將此模塊整合AR和VR技術在物理實驗教學應用，搭建起虛擬實驗共享平臺，學生可以不受時間和地點限制，借助虛擬實驗完成實驗的預習和回顧[3]。其次，學生實驗小組也可以借助平臺完成科學探究，并且遇到問題可以隨時提問，教師和其他學生點對點解決疑問，以完成資源共享、內(nèi)容生產(chǎn)、內(nèi)容分發(fā)、內(nèi)容評估和智能創(chuàng)作的過程。

1.內(nèi)容生產(chǎn)、資源共享

教學過程一般分為引導學生獲得感性知識、引導學生理解知識、引導和組織學生進行實踐作業(yè)、檢查和鞏固知識四個階段。在上述階段中，會產(chǎn)生大量教學資源和豐富的教學范例。也就是說，該模塊可以實現(xiàn)教學內(nèi)容的創(chuàng)新、編寫、發(fā)布、評估等全流程的管理和把控，形成完整的內(nèi)容閉環(huán)生產(chǎn)模式。尤其是針對教學過程中產(chǎn)生的講授、聽講、閱讀、演示、討論、實踐等內(nèi)容，都可以提供一個高效率的教學內(nèi)容生產(chǎn)模式。

其次，為了教學可以有效開展而提供的各種可被利用的條件和資源，借助融媒體平臺的“中央式廚房”，可以搭建并形成包括但不限于教師制作的課件、學生自主設計的實驗、教學過程錄像的教學資源庫，內(nèi)容主要來源于教師或學生制作并上傳和互聯(lián)網(wǎng)資源互聯(lián)互傳等方式，再輔以資源標簽查找，實現(xiàn)資源的共享。尤其是將其嵌合進集團化辦學模式或某一地區(qū)學校的互聯(lián)溝通中，可以讓豐富的資源得以共享、學習和實踐。

2.任務分發(fā)、結果評估

借助平臺優(yōu)勢，教師在開展實驗教學活動前，將預設的任務通過平臺分發(fā)至各實驗小組。平臺也可以結合學生的特點，及時給予學生可行性的參考建議，并就探究學習內(nèi)容進行調度，實現(xiàn)任務壓力的有效分攤和高效進行，助力學生完成內(nèi)容的創(chuàng)作。其次，在學生分工協(xié)作過程中遇到的困難或問題，可以及時在平臺中提問，教師或者其他學生進行解答，形成學生互相連通的信息庫，幫助學生更好地對所學知識進行應用。

在結果評估中，應用行為洞察等技術，可以實時檢測資源訪問情況，以及分析學生的實驗行為，構建出學生在利用平臺開展學習活動的模型，以計算出學生的關注點、疏忽點和難點[4]。

3.智能創(chuàng)作

目前，部分學校存在實驗設備破損、缺損、更新?lián)Q代不及時的問題，使得物理實驗效果大打折扣，基于智能創(chuàng)作的相關技術，AR或VR研發(fā)公司和技術人員可以和學校及時聯(lián)動，針對教學所需內(nèi)容，構建仿真實驗空間，創(chuàng)設出可以讓師生身臨其境的教學場景，為增強教學投入、內(nèi)容智能創(chuàng)作、提升教學效果提供技術支撐。在此基礎上，學生便可以利用相關內(nèi)容，對實驗環(huán)節(jié)進行智能創(chuàng)作，以激發(fā)學生主觀能動性，實現(xiàn)智能創(chuàng)作、大膽創(chuàng)新和虛實混合式的深度學習。

3.3綜合管理模塊建設

綜合管理模塊主要針對于綜合性事物的管理，通過平臺功能建設，實現(xiàn)對信息通知、資料管理、考評考核等方面進行全面的管理，以提升工作的效率。在平臺上進行的物理實驗教學全過程，都會被平臺主動詳實記錄，以便教師可以隨時回顧教學過程，進行反思和修正。學生則可以隨時進行回顧溫習，不斷鞏固所學知識。

1.通知管理

支持通過平臺給不同對象發(fā)送消息通知的功能，打通師生、生生、家校等之間溝通交流的壁壘，例如平臺通知、學習通知、任務通知、進度通知等等，支持文本、音頻、視頻以及附件上傳下載等功能，不僅可以通過消息通知分發(fā)和提交任務，也可以通過這種方式改變師生和生生的社交方式。

2.資料管理

建立教學資料庫，包括但不限于培訓、教研等方面內(nèi)容，實現(xiàn)教學相關資料云端儲存和在線瀏覽。尤其可以將在線課程或教學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、動畫、互動答疑、實驗、實訓、實習等數(shù)字化資源集成在網(wǎng)絡云端，建設成課程集成平臺[5]。

3.期末考核

對學生日常學習和實驗操作等環(huán)節(jié)產(chǎn)生的相關數(shù)據(jù)進行分析，并按照學科素養(yǎng)維度進行評定，進行可視化展示。不論是對學生學習狀況的考核，還是教師教學效果的評估，都可以進行統(tǒng)計、分析、生成、分發(fā)和下載。

四、媒體融合技術在物理實驗教學中的應用過程

利用好媒體融合技術，將當下物理教學的全流程進行數(shù)據(jù)匹配和整體分析，打斷物理教學各個環(huán)節(jié)的壁壘，將教師在物理教學活動中所開展的各項活動都有跡可查并有資源可用，以不斷加深對學生學情、愛好、特長的了解，便于更好地開展教學活動。而對于學生而言，也是一種加強對自我認識的手段，激發(fā)學生學習物理的熱情和激情，為培養(yǎng)和發(fā)展學科核心素養(yǎng)提供了良好的技術支撐。

4.1教師層面

如圖2，通過對物理實驗教學流程和環(huán)節(jié)梳理，不難發(fā)現(xiàn)，盡管對教師的要求和水平在不斷提高，但在一名教師面對若干學生的情況下，課前準備不充分的問題短板依然突出。合理利用該平臺，可在指導教師基于學生畫像開展精準教學和基于課堂教學數(shù)據(jù)探索教學方式改革等方面具有一定的積極推進作用，避免教師因為學生個體多、教學任務重等問題而難以對所有學生都做到因材施教，或者陷入到“填鴨式”教育的泥潭。

此外，依托媒體融合技術可以給學生創(chuàng)設出一個兼具多元化和個性化的學習環(huán)境，有效推動媒體融合技術和課堂教學的深度融合，利用先進技術手段給學生帶來不一樣的視覺、聽覺感受，真正做到物理教學“處處都能學、時時都可學”。

4.2學生及家長層面

如圖3，學生可以借助該平臺進行實驗探究和創(chuàng)新，不論是學習過程中的教育質量檢測，還是實踐操作中的綜合素質評價等信息，平臺都會自動對相應數(shù)據(jù)進行監(jiān)測和收集，達到一定數(shù)據(jù)量后進行分析并生成相應報告，建立學生的學習模型，讓學生和家長對學習情況有所了解，以此來為學生的個性化發(fā)展鋪平道路，促進學生全面發(fā)展。

4.3學校及以上層面

為縮小區(qū)域、城鄉(xiāng)和校與校之間的差異，國內(nèi)外諸多中小學都利用了“同步課堂”等方式打破差異資源壁壘，或者是以“一校帶多?！比ネ苿訁^(qū)域教育協(xié)同發(fā)展。不同于以上方式，該平臺可以讓人人都成為“創(chuàng)作者”，不僅讓教學質量和教學改革走在前列的學?？梢苑e極分享相關經(jīng)驗和資源，也可以讓較為落后的學校參與其中，共同創(chuàng)新、協(xié)同教研和捆綁評價。

讓每一堂優(yōu)質課堂資源或者內(nèi)容都可以在本校教師的吸收和學習下落地生根，讓每一名學生都享受到優(yōu)質教育，以達到有效促進教育公平的目的。

其次，借助平臺采集檢測、行為洞察、學情報告、資源建立和共享、期末考核等功能優(yōu)化教師教學過程，在教師了解學生學情、優(yōu)化教學環(huán)節(jié)、豐富教學內(nèi)容、完善教學評估等方面可以起到一定的效果。

同時，借助平臺采集監(jiān)測、行為洞察、學習報告、智能創(chuàng)作、內(nèi)容生產(chǎn)等功能也可以提高學生學習的效率，無論是計劃、執(zhí)行、檢查，還是總結，都融入了現(xiàn)代信息技術，幫助學校加強信息化和可視化管理，促使區(qū)域教學質量得以全面提升。

參? 考? 文? 獻

[1] 普通高中物理課程標準：2017年版2020年修訂[M].人民教育出版社，中華人民共和國教育部，2020.5

[2] 崔超，羅歐.科研知識社區(qū)中用戶畫像的實現(xiàn)思路[J].信息通信技術與政策，2018（06）：75-78.

[3] 劉小雅，王群.新媒體技術運用下的有效物理教學[J].湖南中學物理，2019，34（02）：94-98.

[4] 馬基英.數(shù)字化信息系統(tǒng)輔助物理實驗教學的策略[J].電腦與信息技術，2020，28（06）：78-80.

[5] 姜貴君，曹學成，王永剛，陳洪葉.融媒體一體化教材的建設與研究——以“大學物理實驗”為例[J].科教導刊（下旬），2020（04）：55-56.