云环境下的大学物理实验混合式教学模式的研究与应用*

朱基珍†，黄榜彪，禤汉元，周 江，莫济成

(1. 广西科技大学理学院，广西 柳州 545006；2. 广西科技大学工程训练中心，广西 柳州 545006)

云环境下的大学物理实验混合式教学模式的研究与应用*

朱基珍1†，黄榜彪2，禤汉元1，周 江1，莫济成1

(1. 广西科技大学理学院，广西 柳州 545006；2. 广西科技大学工程训练中心，广西 柳州 545006)

云环境下的混合学习是一种综合的教学模式，是信息技术与课程改革的深度融合，将传统学习方式的优势和网络化学习的优势相结合，达到最佳学习效果的学习方式。从教学目标制定、教学资源建设、线上线下教学活动设计等几个方面研究大学物理实验混合式教学模式，并介绍其应用效果。

大学物理实验；云环境；混合式教学；应用

1 引言

随着云技术的迅速发展，人们对学习环境的要求已发生根本性的变化，局限于桌面电脑的计算机辅助教学已不能满足“无处不在、无时不在”的弹性学习、泛在学习的需要。在云学习时代，所有资源和应用程序都将整合在“云”端，大大降低了对学习者终端设备的硬件要求，只要能接入互联网就能够进行正常的学习。云计算是一种资源共享和使用模式，“云学习”是一种基于“云计算”的学习模式，它是利用现代最先进的云计算技术，在云计算平台上对所有集中在一个平台上的资源进行统一管理调配，以服务的形式提供给用户的一种学习模式。

云环境下的混合学习是一种综合的教学模式，是信息技术与课程改革的深度融合，将传统学习方式的优势和网络化学习的优势相结合，除了保持混合学习的优势外，更具有在线学习方面的云学习的特征，聚集于资源的共享和学习者之间的协作。混合学习在教学方式上体现面对面学习和在线学习有机整合，既保留传统课堂环境教学的优点（教师的作用充分发挥），又能发挥在线学习的灵活、自主优势，能达到最佳的学习效果。

2 大学物理实验混合式教学模式

把知识传授的过程放在教室外，把知识的内化过程放在课堂上，这是翻转课堂实施的理念。大学物理实验混合式教学模式是翻转课堂理念下、云环境下的大学物理实验混合式教学模式。

线上学习：应用移动终端，通过信息平台的组织教学活动，课前接收新知识、课后巩固知识等。让学生选择最适合自己的方式去接受新知识，充分发挥在线学习的灵活性和自主学习的优势。

线下学习：课堂中作深度学习，内化知识，充分发挥教师在教学中的主导作用。

通过大学物理实验教学信息平台的组织，使学生使用终端（主要是智能手机）进行相关实验知识的学习，通过对实验的相关微课视频的学习，参与教学讨论等，通过学习测试，达到接受新知识的教学目标，为在课堂中与教师进行一对一的深度学习与探讨，实现知识的内化做好准备。这是翻转课堂教学理念下的混合教学模式，将社会云学习模式纳入正规学校、正式教学计划中，在具体一门课程中地实施O2O学习模式。见图1所示。

图1 云环境下的大学物理实验混合式（O2O）教学模式简图

3 大学物理实验线上教学资源设计

3.1 建设微课教学资源并进行教学设计

建设微课教学资源并进行教学设计，使碎片化的教学资源构成完备的知识体系，作为混合教学的线上基本教学资源，保障线上学习需要。

云学习模式要求知识必须碎片化，以具备足够的灵活性。为此需要对所有实验进行碎片化的教学资源建设。首先提炼出各实验的关键知识点，然后对每个关键知识点进行微课视频教学资源的设计。下面以一个具体的实验“用迈克尔逊干涉仪测量激光波长”为例说明对各实验的微课教学资源的建设过程。每个实验要掌握实验原理，必须具备一定的预备知识；要掌握操作要领，必须了解实验仪器的基本组成及特殊构造。所以，每个实验的关键知识点应包含在以下几个知识模块中：预备知识、实验仪器、实验原理、实验操作、实验报告及拓展研究等。对“用迈克尔逊干涉仪测量激光波长”实验来说，各知识模块中的关键知识点如图2所示。

图2 “用迈克尔逊干涉仪测量激光波长”实验关键知识点

对上图中的各关键知识点，精心地制作了相应的微课视频，每个视频时长3-7分钟不等，尽量做到“短小精悍”，引人入胜。该实验的所有微课构成该实验的知识结构，所有实验的知识结构构成课程的知识结构，是实施翻转课堂教学中的基本教学资源，是提供给学生学习该实验时接受新知识的主要途径。

实验的各关键知识点是零乱的，微课教学资源是分散而独立的，为了便于学生的学习与掌握，要给学生展示各知识点的学习元关系，形成知识地图，同时给出导学的步骤，如图3所示。

3.2 在知识地图和导学机制基础上进行教学活动与教学目标的设计

教学活动设计：主要有学习、讨论、测试。

学习：在学习导航的引导下，课前对微课教学资源进行选择性的学习（已掌握的可以跳过）。

讨论：云课堂的BBS是学生和教师就某一问题进行讨论与交流的场所。必要时可把讨论过程作为评分项纳入学生的期评成绩。

测试：主要用于评价学生知识模块的学习效果的简单测验，如在微课中或知识模块中的测试，教师随堂临时安排的小测验或课堂提问等。必要时可把测试结果作为评分项纳入学生期评成绩。

图4是对测试的设计，测试安排在各关键知识模块上，需要精心设计题目，题目要有针对性且题量要大，能随机出题，避免学生的抄袭而影响学习效果。

图3 “用迈克尔逊干涉仪测量激光波长”实验知识地图和导学机制

图4 “用迈克尔逊干涉仪测量激光波长”实验的测试设计

目标达成判定：当完成了目标绑定的知识模块的知识点的学习，完成该知识模块所有计分活动并取得设定的最低成绩后，视为学习目标完成。

4 大学物理实验混合教学模式教学过程设计

采用线上线下学习相结合，是翻转课堂教学理念下的混合学习即O2O学习模式。

学生用终端（主要是智能手机）扫描二维码或通过信息平台，随时随地进入“我的云课堂”→阅览总的“学习导航”（即知识结构图）→选择所需实验→按自己的需要选择知识点进入对应的微课视频的学习（对已掌握的知识点可忽略）→按知识模块进行测试或在线讨论→通过测试→到实际课堂上与教师进行面对面的深度实验学习（把疑难问题或感兴趣的问题带到课堂与教师作一对一深度探讨）→完成实验报告。如图5所示。

图5 混合教学的线上学习流程

5 应用

大学物理实验云课堂在边建设中边用于教学实践，并在实践中不断地得以完善。目前已建设有大批微课教学视频和相关联的测试题，并已在广西科技大学中试用两轮次，使用学生已超过5千人，受益面广。通过问卷调查，大部分学生认为云环境下的混合学习方式正是学生喜欢的学习方式，学生乐于接受和使用，云课堂与面对面的传统课堂教学相结合的混合教学模式，教学效果比单纯传统的面对面课堂教学有明显的提高。值得注意的是，为了更好地发挥混合教学效果，除建设大批实用的微课教学资源并进行精心的线上线下教学设计外，网络环境条件也是制约线上教学效果的重要因素。如果没有WIFI环境或内网环境，学生在学习中需要自己的流量来完成，则学生的学习积极性会严重受挫，教学效果也会大打折扣。所以混合教学模式的实施除对教师要求更高外，对学生、对网络环境的要求也很高，条件不具备，可能效果比传统的面对面教学效果还不如。

6 结论

混合学习就是要把传统学习方式的优势和网络化学习的优势结合起来，既能发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又能体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。只要有效地将这二者结合起来，使二者优势互补，就能获得最佳的学习效果。这对传统教育者提出了更高的挑战：一是教育决策者对混合学习模式的选择困难，二是对混合式教学的设计难度大，对教师的要求高而教师本身开展混合式教学的能力有限，三是面对面教学与在线学习的比例难以确定，四对网络环境要求高。所以我们对混合式教学模式的研究仍在继续中，不断地探讨，并希望能在教学实践中不断地改进与完善。

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：1003-7551(2016)02-0045-04

2016-05-05

广西高等教育本科教学改革工程项目2014JGZ132；2015JGZ139；2016JGA245；2016JGB265；广西科技大学优秀教学团队建设项目：“大学物理实验教学团队”

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