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大學物理實驗教學模式設計研究

 論文欄目:大學物理論文     更新時間:2019/6/19 11:24:01   

摘要:云課堂是一種基于計算機技術的高效、便捷的課堂教學形式。本文介紹了云課堂的概念和背景,并將云課堂教學應用到大學物理實驗課程當中。實踐證明,大學物理云課堂教學可以有效提高課程教學效果,滿足人才培養的需要。

關鍵詞:大學物理實驗;云課堂;教學模式

隨著計算機技術的發展和網絡的普及,云計算已影響到了生活的各個方面。云計算以網絡為基礎,共享計算資源,為其他的信息設備提供安全、快速、便捷的計算、存儲等數據服務。其特點在于服務范圍廣,形式不固定。在云計算的模式中,用戶所需要獲得的服務并不在用戶操作的終端上直接運行,而是存儲并運行在網絡上的服務器集群中。用戶數據直接通過網絡,直接在服務器上存儲記錄。用戶可以在任何時間、任何地點,用系統支持的任意終端,訪問并獲得自己需要的資源和服務。云計算技術出現后,其在教育領域的發展應用受到了各國的高度重視。我國教育部也在2012年發布了《教育信息化十年發展規劃(2011—2020年)》,規劃中提出將采用云計算服務模式,形成資源配置與服務的集約化、效益化、優質化發展途徑,構建穩定可靠、低成本的國家教育云服務平臺[1]。

一、云課堂的概念與特點

長期以來,教學模式改革一直是教師工作的重點之一。傳統的課堂教學模式難以調動學生學習知識的積極性和主動性,“填鴨式”的教學模式缺陷明顯。為了解決傳統教學模式存在的問題,在教育部和各地教育部門、學校的共同推動下,教育工作者開始在云計算基礎上構建新型課堂教學模式,用信息化方式拓展教學手段和教學空間,其中云課堂、云平臺等教學方式成為了研究熱點之一[2][3]。云課堂是指面向教育教學提供的應用平臺。在信息化網絡的基礎上,將課程相關的教學課件、視頻、音頻等資源部署在服務器集群中,學生的學習過程不再受到時間和空間的限制,可以隨時隨地、借助多種終端登陸云課堂平臺,進行自主學習、分享和相互探討。通過云課堂教學,可以實現高效訪問、便捷操作、實時互動、開展線上線下教學活動的課堂教學形式。教師與學習者利用自有的電子終端設備建設與訪問資源,構建學習空間,記錄教與學的全部過程,使教學過程更加高效[4][5]。

二、大學物理實驗云課堂

大學物理實驗課程是理工科專業必修的基礎課程,具有很強的實踐性。在目前采用的分層教學模式中,實驗項目可分為基礎性實驗、綜合性實驗、研究性實驗以及設計性實驗等多個層次,可根據不同專業的需求進行針對性的實驗教學,為后面的專業實踐課打下良好基礎。為了進一步激發學習者的學習興趣,培養學生動手實踐能力,提高課程教學效果,我們結合自身特點構建了大學物理實驗云課堂。云課堂基本機構由三部分組成,即云課堂網站、硬件支持平臺和配套教材。三者之間的關系如圖1所示。1.大學物理實驗云課堂網站。要實現課程信息化,相應的網站平臺不可缺少。為達到這一目的,在學校的支持下,我們結合課程特點,架設了大學物理實驗云課堂網站。教師除了可以通過網站對日常教學活動進行管理以外,還能實現上傳微課視頻資源、與學生在線交流等功能。另一方面,學生則可以在任何時間、任何地點利用Windows桌面瀏覽器或移動終端登陸大學物理實驗云課堂網站,查看與實驗項目對應的微課視頻等教學資源,或是進行在線預習、自我測試、在線討論交流等活動。2.物理實驗公共平臺。在硬件方面,為了便于學生在課外時間訪問云課堂網站,在實驗中心內部提供了公共計算機,學生可以通過刷卡驗證的方式啟用公共平臺的計算機,對云課堂進行訪問。同時在學校范圍內,也實現了校園網Wi-fi的全覆蓋,學生也可以使用手機隨時隨地對云課堂進行查看。3.微課視頻與教材的融合。為方便學生查看微課資源,在課程配套的實驗教材中還提供了相應的微課視頻二維碼,學生可以通過手機掃描的方式觀看對應實驗的微課內容,在學生閱讀教材的過程中提供了多樣化的學習體驗,提高了個性化學習的有效性。

三、基于云課堂的實驗教學模式設計

如果僅僅只是將傳統教學模式簡單地“平移”到云課堂/在線課程中,難以起到提升教學水平和提高教學質量的預期效果。所以我校的物理實驗教學中心決定根據云課堂的可移動性、重復性和可進行碎片化學習等特點,對課程的教學模式進行重新設計,圍繞課程的核心內容,從廣度、深度上對已有的學習方式進行拓展。對實驗課程,其教學過程可以大致分成課前、課中、課后這三個階段。為了發揮云課堂教學的特點,在這三個階段對學習者提出了不同的要求。1.課前階段:在課前階段,云課堂為學習者提供大量課程相關且便于獲取的信息資源。教師在備課階段,先把實驗項目分解為多個相互聯系的知識點,建立起對應的知識群。然后在云課堂平臺中對實驗項目進行管理,為每個知識點發布相應的微課等學習資料和自我測試題目。學生可以隨時隨地用任何方式(電腦、手機)登陸平臺,對實驗項目進行預習,并根據自身知識儲備情況,借助云課堂的學習資源提前掌握相關知識點。預習完成以后,學生完成簡單的自我測試以檢驗對知識點的掌握程度。教師可以在后臺查詢了解學生的答題情況,在線和學生交流,及時發現學生預習過程中遇到的問題并加以指導。同時學生也可以查看以前的在線討論記錄,幫助其掌握知識點。2.課中階段:在課堂教學進行過程中,教師在對內容進行簡單講解后,由學生根據要求,自主操作儀器進行實驗測量記錄。在獲得良好課前預習的基礎上,教師可以把主要精力投入到對學生的指導和交流上,還可以引導學生進行相互交流、分小組對測量結果進行分析等。借助云課堂教學,在上課階段,教師的指導將更具有針對性,提高課堂效率,實現課堂教學的高效化和學生學習的自主性。3.課后階段:課后階段,學生完成實驗報告并上交。教師把實驗報告批改結果輸入云課堂中,并根據需要,在云課堂上在線對學生進行個別指導,或是集體討論交流。此外,教師還可以將課堂上的重點難點上傳到云課堂平臺,幫助學生進行課后復習。

四、教學效果

“基于云課堂的大學物理實驗教學模式”從2016年開始已逐步應用于教學實踐中,在本校實施3年,受益學生近萬人,效果顯著。2016年下半年和2018年下半年,我們采用隨機或跟班調查的方式,主要調查學生對基于云課堂的大學物理實驗教學模式的接受程度和學生對教學效果的認可程度。從問卷調查統計結果可看出,很喜歡和較喜歡這種教學模式的學生占絕大多數,只有7%以內的學生感覺一般或不喜歡這種模式。絕大多數的學生認為這種教學方式的實施對課程的學習有很大或較大的幫助,只有不到9%以內的學生認為只有一定的幫助或與傳統教學無區別。教學模式得到學生的普遍認可,使其樂于接受,且教學質量得到明顯的提高。大學物理云課堂在教學中取得了良好的應用效果,與傳統的教學方式相比,云課堂的應用帶來了大量易獲得的學習資源,有效降低了課程的學習門檻,促進了師生間的討論交流,提高了學生的學習自主性。從學生反饋上來看,大學物理實驗云課堂是十分有助于實驗教學的。當然在實踐過程中,也遇到了一些問題:學生短時間難以適應云課堂的網絡輔助教學模式。今后需要進行的工作重點,應當放在幫助學生從傳統教學模式轉入云課堂教學模式,以及如何將云課堂教學進一步與教材的融合上。

參考文獻:

[1]教育部.教育信息化十年發展規劃(2011—2020年)[DB/OL].

[2]孫建文,張昭理,等.基于開源技術的云課堂平臺構建[J].中國教育信息化,2014,(19):20-23.

[3]李超越.互聯網+背景下的新型教學模式研究[J].互聯網天地,2016,(5):6-8.

[4]郭小艷,陳鴻宇.論高校云課堂與傳統云課堂的差異性[J].智能城市,2016,(11):125.

[5]張銘芳,周先進,等.云課堂與傳統課堂教學目標關系構建研究[J].當代教育論壇,2017,(5):114-119.

作者:黃榜彪 禤漢元 黃剛 莫濟成 朱基珍 單位:廣西科技大學工程訓練中心 廣西科技大學 大學物理實驗教學中心

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