网络教学平台辅助物理实验教学的探究
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[摘 要]大学物理实验课程属于高校教学计划中的基础教学，面向全校理工科学生开设。公共基础课程在人才培养过程中起着非常重要的作用，不仅教给学生一些必备的基础知识，更重要的是引导学生在学习知识的过程中，形成正确的科学观念，掌握科学方法，培养科学精神。从大学物理实验课堂教学的实践出发，建设关于该课程的实验网络教学平台，在教学中突出学生的主体地位，可以激发学生的实验兴趣，引导学生自主学习，进而提高实验课程教学质量。
[关键词]物理实验 网络教学平台 互动
[中图分类号] G642.423 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）16-0139-02
一、引言
大学物理实验课程属于高校教学计划中的基础教学，面向全校理工科学生开设。公共基础课程在人才培养过程中起着非常重要的作用，不仅教给学生一些必备的基础知识，更重要的是引导学生在学习知识的过程中，形成正确的科学观念，掌握科学方法，培养科学精神。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》对高等教育提出明确要求，而且把全面提高教育质量作为高等教育发展的核心任务。根据多年来的教学经验和思考，认为提高大学物理实验课程教学质量的关键是搞好网络教学平台建设[1-3]，即借助信息技术、网络技术以及多媒体技术来丰富物理实验课程教学，提高课堂教学效率和质量。
二、建设大学物理实验网络教学平台的必要性
首先，从教育对象来看，当前“90后”已占据高等教育人才培养的历史舞台。从在校大学生的表现可以看出，他们思想开放，善于求新求变，能及时掌握现代化工具和科技手段，在与他们相处的过程中能感觉到他们有强烈的成才欲望。因此，高校在人才培养方面，应当走发展内涵的道路，注重人才质量和效益的提升，激发学生的潜能，尊重学生的个人选择，为学生个性发展创造空间，为拔尖学生成才创造条件。传统的教学手段和方式在教学信息量、教学质量和教学效率等方面都面临着严峻考验。
其次，从教学现状来看，很多院校特别是农林水类院校，在大学物理实验教学中普遍存在着内容多与学时少间的矛盾以及高校扩招形成的学生多与教师少之间的矛盾。学时少，学生人数增多，学生动手能力参差不齐，这就造成教学硬件的有限和教师工作量的增加。以东北农大为例，每次实验课2个学时，一次实验课要把全班同学分成两组，一组一个实验内容，目的是保证人手一台仪器，便于学生独立操作。课上教师既要分别讲解两个实验内容，又要指导学生的具体操作，一次课下来忙得不可开交，总觉得时间不够用。有时候学生是在教师设计好的实验条件下完成了实验，并没有认真思考实验的设计思想和方法，更谈不上获得相应的实验技能。
最后，从教育发展趋势来看，教育信息化的脚步离我们越来越近了。2012年，大型开放式网络课程MOOC（Massive Open Online Courses）在教育界掀起轩然大波，国内知名高校也纷纷宣布加入在线教育行列。清华大学校长陈吉宁认为，与以往的网络教学不同，在线教育提供了一种全新的知识传播模式和学习方式，将引发全球高等教育的一场重大变革。这说明网络在线学习已成为时展的趋势，高校的本科基础教学也应该以建设发展网络平台为契机，向着拓展知识，提高能力，注重质量方向转变。
三、大学物理实验网络教学平台的设计
网络化学习强调的是学习内容与学习活动依托于网络进行，具有自主性、个性化、交互性和资源共享性等优点。根据物理学科特点，有利于实现其与数学和计算机技术的有效整合。
综合大学物理实验课程实践，作为对传统课堂教学方式的有益补充，自主设计了依附于网络且符合本校课程特点的大学物理实验网络教学平台，该教学平台主要由课前预习与测试模块、仿真操作模块、课前预约模块、网络讨论模块、数据上传与评价模块、答题测试模块所组成。该平台旨在开展多维互动教学新模式[4]，能起到导学、辅助教学的目的，进而为提高教学质量服务。具体模块及其互动方式见图1。
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四、网络教学平台在大学物理实验中的作用
网络教育（E-learning），是在以网络技术为代表的信息技术充分发展以后涌现出来的一种新的教育形态，即以网络作为交互媒介和资源载体来实现各类教学活动，包括知识传递、学习活动组织以及其他学习支持服务等。[5]建设网络教学平台可以拓展课堂教学模式，有助于贯彻学生为主、教师为辅的教育理念，其作用具体表现在以下几个方面。
（一）人机互动保证预习效果
课前预习是物理实验课程的重要组成部分。传统的课前预习，学生主要以实验教材为中心，看不到仪器，预习的内容过于平面化和直觉化。然而，通过网络教学平台中的课前预习与测试模块、仿真操作模块可以在很大程度上将预习内容形象化、具体化。比如在课前预习模块为学生提供关于所要预习实验内容的讲解视频，仪器介绍和电子课件等，特别是在仿真操作模块中用Flash自主编程设计的仿真课件来实现对实验仪器及操作的模拟再现，在很大程度上实现了预习的可视化，特别是对于那些复杂抽象的难于用语言表述的操作步骤一目了然。图2是用Flash编程的仿真操作模块中关于转动惯量测量的操作界面。这种人机互动的预习方式有助于激发学生的学习兴趣，调动了学生学习的积极性，更重要的是通过网络教学平台，学生可以自行选择时间进行网上预习和课前测试，提高了预习效率，能达到较好的个人预习效果。
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图2 大学物理实验仿真操作界面
（二）多维互动提高协调能力
网络讨论模块为学生的学习提供了一个多维交互的空间，通过讨论可以扩大加强师生间的交流、学生间的交流等。通过交流讨论，不仅可以引发学生独立思考，加深对知识的理解和掌握，而且还能调动学生学习的主动性以及协调处理问题的能力。课上时间毕竟有限，构建这样一个多维互动的网络教学平台可以为学生的后续学习提供机会，并将网络作为信息社会中获取知识的一条有效途径。
（三）师生互动提高综合能力
这主要是针对数据上传与处理模块来说的。学会课上测得数据对学生分析及处理的能力、对人的发展至关重要。通过数据上传与处理不仅可以实现实验报告的无纸化，改变传统手写实验报告的方式，而且在这个过程中能促进学生掌握诸如WORD、MATLAB等基本的数据处理软件，提高学生在处理数据方面的综合能力，实现了物理、数学及计算机技术的整合，有利于学生科研素质和能力的培养，为以后的专业学习打好基础。
（四）人机互动检查教学效果
答题测试模块是引导学生学习、检查教学效果，保证教学质量的重要环节。测试模块的设计与反馈直接决定着学生主体地位的体现，因此习题的选取应注重科学性，贴近实际应用，这样才能活学活用物理。但同时也要考虑学生的意见和建议，避免应试教育的倾向，积极探索以提高素质教育为核心的考核模式。
五、结束语
移动互联网的发展以及智能终端的普及为网络教学平台的实施提供了优越条件，将其与传统的课堂教学相结合，这更符合当今时展的需要。如何建设满足实际需要且不断更新发展高质量网络教学平台是当下值得深思的问题。当然教师也千万不要忘记在课堂上把握好实际操作这一环节，在教学过程中切实把学生当作学习的主体，尊重学生的个性发展，培养其潜能和悟性，做好教书育人工作，进而提高教学质量。
[ 注 释 ]
[1] 程玲，等.基础实验网络教学平台的建设对创新实践教学的影响[J].中国电力教育，2013（35）：141.
[2] 杨周琴.多媒体信息技术辅助大学物理实验教学[J].电子技术，2012（11）：66-67.
[3] 刘平安，等.大学物理实验网络教学平台的建构与应用[J].大学物理实验，2005（4）：79-81.
[4] 孙泽文.互动教学：理论基础、实施原则和相关策略[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版），2007（10）：51-55.
[5] 彭文辉.网络学习行为分析及建模[D].湖北：华中师范大学博士学位论文，2012.