面向移动学习的大学物理实验课程教学资源建设和应用*

周江 禤汉元 肖荣军

摘  要  建设面向移动学习的大学物理实验教学资源，让学生可以利用智能手机随时使用学习资源，针对特定知识点与教师和同学进行交流，也为课前预习和课后复习提供便利。该教学资源在大学物理实验课程中实际应用效果良好。

关键词  移动学习；大学物理实验；教学资源

中图分类号：G642.423   文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2022）18-0050-03

0  引言

移动学习是指在移动终端设备帮助下能够在任何时间任何地点进行的学习。移动学习始于1994年美国卡耐基—梅隆大学的Wireless Andrew研究项目，通过无线基础设施建设为校园师生提供覆盖整个校园的无线高速连接。各国教育工作者随后不断进行移动学习的理论研究和实践，如2001年欧洲“下一代学习”项目等。我国移动学习项目起始于2001年北京大学的“移动教育理论与实践”，国内各高校随后进行大量的理论研究并逐步开始实践，如全国教育技术研究“十一五”课题“手持式网络学习系统在学科教学中的应用研究”（2006）等项目[1]。但在智能手机大面积普及之前，由于手持移动终端设备普及程度不高，无线网络也不够成熟健全，因而移动学习理念在实践中遇到一些困难，在具体实践方面进展并不快，成熟实用的移动学习模式在大学课程教学中的应用少见有相关介绍。前些年，我国移动学习方面的研究主要侧重于基础理论建设[2]，基于软硬件条件的限制，2011年以前能够将移动学习理念应用于课程实践的实例很少。

1  面向移动学习的教学资源建设需求分析

2012年以来，以智能手机为代表的手持移动终端设备在普通人群中得到普及，高校师生基本随身携带使用至少一部智能手机。智能手机像个人电脑一样，具有独立的操作系统，可以由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序，还可以通过此类程序不断地对手机的功能进行扩充，并能通过移动通信网络实现无线网络接入，从而随时随地获取需要的信息与学习资源。在智能手机普及的同时，以4G、5G为代表的移动通信技术发展使城市实现无线通信网络全覆盖，用户可以使用智能手机通过移动通信网络随时随地实现无线网络接入，各高校也建成校内高速无线网络系统。

移动学习理念的实践需要满足以下几点：

1）手持式移动终端的普及；

2）无线通信网络的覆盖；

3）使用者形成使用移动终端获取信息和进行学习的习惯；

4）拥有丰富的可供使用者学习的相关信息和教学资源。

在现在的高校校园里，大学生已经可以熟练使用智能手机通过无线网络获取自己想要的信息，随着社会进步和技术发展，前三点已成为现实。而随着最近几年慕课、微课等的兴起，各种辅助工具软件不断涌现，普通高校教师经过短暂培训就能够利用这些辅助工具软件制作个性化课程视频、交互式课程教学软件等教学资源。因此，最近几年网络上出现大量的由高校教师自己制作的各种课程教学资源，供人们免费或付费使用。如果能够针对某门课程开发出可供学生使用的面向移动学习的教学资源，那么学生就可以更加有效地利用智能手机随时随地进行学习。

2012年以后，国内有关移动学习的研究论文中在应用实践方面的研究开始增多[3]，这说明在智能手机和无线网络普及的背景下，移动学习理念及其实践在最近几年得到高校教育工作者的重点关注，很多高校正在具体课程中开展移动学习的实践。尤其是新冠疫情暴发以来，高校是疫情防控的重中之重，根据疫情防控需要，高校经常出现推迟开学、延迟放假等情况。在常态化疫情防控背景下，移动学习的优势逐渐显现，成为高校教学方式改革的一个重要方向。

随着网络技术的不断发展，智能手机在高校学生的学习和生活中发挥着越来越重要的作用。近几年，“低头族”成为普遍的社会现象，高校校园里，大学生在路上甚至课堂上随时使用智能手机上网或娱乐的现象愈来愈多。对大学生而言，使用智能手机上网获取信息已成为一种重要的信息获取途径，已经融入大学生的学习生活。广西民族师范学院李连英等[4]对广西多所高校的师生进行调查发现，师生使用智能手机，绝大多数是用来通话、上网和玩游戏。

虽然部分学生在课堂上使用智能手机辅助学习，比如用手机上网查询资料或用手机的拍照功能将教师的课件拍照留存以便课后复习，但实际上很多大学生在上课时已经将兴趣点由课堂上教师的授课内容转向由智能手机提供的网络信息或游戏，严重影响教师课堂教学质量和学生课堂学习效果。近几年，大学生在课堂上使用智能手机上网或玩游戏影响课堂教学质量的报道和相关对策研究越来越多，为应对这种现象，部分高校教师提出实行“无手机课堂”，课前将学生手机统一收集并在课后发还，避免学生在上课时使用手机分散注意力，以增强课堂教学效果。然而，在智能手机已经成为学生日常生活和学习中的重要工具，学生越来越习惯利用智能手机辅助学习，一味地禁止学生在课堂学习中使用手机并不一定是最好的选择。如何正确引导大学生利用智能手机辅助学习，成为很多高校教师在教学中思考的问题。

基于移动学习理论，智能手机作为手持式移动终端，在目前无线网络在高校校园实现全覆盖的基础上，如果能够提供面向移动学习的课程教学资源，逐步培养学生使用智能手机辅助学习的习惯，他们完全可以实现随时随地学习。而且，学生如果能够形成利用智能手机辅助学习的习惯，就可以扭转将智能手机作为消遣活动工具的观念，对培养良好的学习生活习惯有一定的帮助。学生使用智能手机获取信息或学习资源时，一般偏向于较短的视频或简短的信息，很少有学生用智能手机观看半小时以上的教学视频。因此，给学生提供的教学资源应考虑这样的使用习惯。

2  教学资源建设

大学物理实验是一门基础性实验课程，其实验课程的自身特性决定了学生完全脱离实验室进行课程学习是不现实的，也不能达到课程教学目标的要求。但深入分析可以发现，大学物理实验课程由一系列独立实验组成，每个实验的各个部分（如实验原理、仪器介绍、测量方法等）均可提炼出若干相对比较独立的知识点，每个知识点涉及的内容可以制作成数分钟的短视频或其他形式的电子教学资源，有利于学生使用智能手机获取信息、进行学习[5]。围绕这些知识点进行面向移动学习的电子教学资源建设，这样建设的教学资源目标性更明确，每个知识点涉及的教学资源更精短，有利于学生使用智能手机进行特定知识的获取和围绕特定知识点进行交流讨论[6]。

广西科技大学物理实验教学中心自2005年起建设大学物理实验教学网站，并逐步建成大量的电子教学资源，学生可以通过电脑访问实验网站获取电子教学资源来辅助大学物理实验课程学习。2015年以后，教师在实验教学过程中发现学生使用手机来获取电子教学资源的情况越来越普遍，而已建成的大学物理实验电子教学资源更偏重知识体系的完整性，网站上的电子资源多为围绕某个实验录制的30分钟以上的视频或几十页的图文资料，适合使用电脑进行学习。因此，学生使用手机访问这些电子教学资源时，难以迅速找到自己需要的知识。学生希望能通过智能手机随时随地进行预习、复习和资料查阅，并能比较方便快捷地在所提供的教学资源中找到自己需要的知识点，最好能够围绕特定知识点在网上进行交流讨论。

这种需求变化的背景是随着智能手机和校园无线网络的普及，学生获取信息的习惯已发生改变，以前学生主要使用台式电脑访问网络来获取信息和学习资源，而现在更多的学生愿意使用随身携带的智能手机通过无线通信网络来获取信息和相对更为简短、有针对性的学习资源。

自2015年开始，广西科技大学物理实验教学中心开始建设面向移动学习的大学物理实验课程教学资源，经过两年的建设，到2017年基本建成用分光计测定三棱镜的折射率、示波器的使用、用直流电桥测电阻、用迈克尔逊干涉仪测量激光波长、刚体转动惯量的测定、用拉伸法测量金属丝的杨氏弹性模量、霍尔效应实验、夫兰克—赫兹实验、固体线热膨胀系数的测定、等厚干涉及其应用等十个基础性实验项目面向移动学习的教学资源，并在次年的大学物理实验课程中试用。已建设的各实验项目面向移动学习的电子教学资源中，各实验均细化为若干个知识点，每个知识点制作成2～5分钟的简短视频或PPT等其他形式的电子资源，每个实验项目的电子教学资源对应一个独立的二维码。学生可以通过智能手机扫描各实验的二维码，通过校园无线网络访问储存在实验中心本地服务器上该实验的教学资源，选取特定的知识点进行学习。学生在实验操作过程中如果遇到问题，可以直接查找观看讲解该问题的视频来帮助解决问题。

广西科技大学物理实验中心于2018年出版的自编教材《大学物理实验（基础部分）》《大学物理实验（提高部分）》中，已建设有面向移动学习课程教学资源的十个实验项目的标题处添加二维码，学生可以用手机直接扫描纸质教材上的二维码访问储存在实验中心本地服务器上的教学资源，更加快捷方便。

3  实际应用效果

学生能够方便快捷地利用智能手机访问电子教学资源，在课堂上就可以解决实验操作中遇到的多数问题，教师实验课教学方式需要进行改变。以往的大学物理实验课程上课流程一般是由教师先讲解30～40分钟，然后由学生按照教师的讲解和要求进行实验操作。由于讲解时间较长，学生在听课时很容易出现精神不集中的情况，在后续的实验操作过程中经常出错，教师在实验指导过程中费时费力。这样的实验授课方式对学生和教师而言都不太满意，教学效果不佳。

在建设面向移动学习的物理实验电子教学资源后，学生在实验中遇到问题时，可以随时利用智能手机访问该实验的教学资源，选择对应知识点进行学习并解决问题。在这种情况下，教师已经没有必要进行全面讲解，可以先进行简短的实验原理讲解并强调注意事项后，由学生自主进行实验操作。教师可以将主要精力放在指导、答疑上，让学生有更充裕的时间来自主完成实验，有利于培养独立自主学习的能力。教师需要针对具体实验项目，根据学生的课堂反应，逐步探索、总结，形成新的教学方式。

自2018年以来，广西科技大学大学物理实验教学中心建设的面向移动学习的课程教学资源应用于理工科大二年级学生的大学物理实验课程中，每年约有60个班级2 400名学生受益。绝大多数学生在课程学习过程中能够充分利用这些教学资源辅助实验课的课前预习、课堂学习及课后复习，反映良好。在此基础上，大学物理实验课程的教师积极探索新的教学方式，实验教学效果明显增强。

新冠肺炎疫情暴发以来，由于疫情的影响，学生可能出现不能按时返校的情况，各高校都在积极探索疫情防控常态化背景下的教学方式改革。大学物理实验课程作为一门理工科学生的通识基础性实验课程，完全让学生进行线上学习是不合理的，难以达到课程教学目标。在学生无法返校时，可以充分利用面向移动学习的物理实验教学资源、虚拟仿真实验系统等电子教学资源，先开展一定学时的线上教学，要求学生提前预习、熟悉、掌握实验项目、实验原理、实验步骤等，待学生返校后再实施线下实验教学。当然，由于疫情影响的不确定性，具体的教学模式无法固定，还需要根据实际情况随时进行调整。

4  结束语

随着智能手机和校园无线网络的普及，学生的学习方式发生很大变化。面向移动学习的大学物理实验教学资源在大学物理实验课程教学中受到学生欢迎，在此基础上，教师教学方式的改变也增强了实验教学效果，所建设的教学资源可以为探索疫情防控常态化背景下实验教学方式改革打下基础。

参考文献

[1] 付天举，许昱苹.智慧校园环境下移动学习平台的建设与研究[J].教育教学论坛，2020（25）：323-324.

[2] 黄腾飞.我国移动学习资源研究现状及发展趋势[J].中国教育技术装备，2019（2）：47-50.

[3] 苏丹蕊，李玉斌.近五年我国移动学习研究综述[J].中国教育技术装备，2016（22）：8-10.

[4] 李连英，黄亦怡，韦丽青，等.智能手机普及化形势下高校大学生管理工作的思考[J].教育教学论坛，2015（51）：23-24.

[5] 蔡婷.学习环境下学生课程学习及需求分析：以巴州电大法律事务（专科）“宪法学”课程为例[J].教育观察，2021，24（2）：113-115.

[6] 罗昭霞，周江.用智能手机辅助大学实验课堂教学探索[J].中国教育技术装备，2017（24）：12-14.

*项目来源：广西高等教育本科教学改革工程项目“大学物理智慧实验室的建设与应用”（基金编号：2020JGB248）；广西科技大学校科自174507“粘土矿物吸附重金属离子机理的第一性原理研究”。

作者：周江、禤汉元、肖荣军，广西科技大学理学院，实验师，研究方向为大学物理实验课程教学信息化（545006）。