大學物理網絡平臺的建設與應用
時間:2022-06-27 10:41:50
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【摘要】本文從大學物理課程入手,從教師和學生兩個不同的角度出發,簡單探討了在平臺搭建以及運用方面會出現的問題,以及解決這些問題的可行辦法。
一、引言
大學物理作為高等院校理工科專業的必修基礎課,不僅在專業上要求大學生能掌握物理學中力、熱、聲、光、電等方面的基本理論知識,更在思維意識上培養大學生的創新意識、創造思維、動手能力等科學素養,是樹立五大發展理念中創新理念的重要基礎。近年來由于互聯網的飛速發展,各種微課、網絡公開課、MOOC等形式紛紛興起,大學物理教學形式的改革也一直都是各大高校探討的對象。一方面,大學物理的內容涵蓋面廣,從牛頓經典力學到當前世界前沿的量子物理學,通過網絡大學生可以高效快捷的了解國內外研究現狀,可以在虛擬空間進行物理實驗,可以通過視頻圖片等新形式產生興趣,擺脫枯燥無味的公式定理,因此大學物理網絡平臺能很好的發揮它信息化的優勢。另一方面,大學物理作為一門傳統課程,其內容雖廣但需要學生掌握的內容也僅僅是經典物理方面,對前沿的物理學內容僅僅是進行簡單介紹,大學生目前也還沒有達到能探究量子物理的基礎和水平。而經典物理例如牛頓力學早在幾百年前就已經形成完整的體系,其中的公式定理更是早已固定不變,因此物理學教學內容也多年未變,已逐漸形成固定的順序和模式。以我校為例,我校一直沿用的大學物理教材是馬文蔚主編,高等教育出版社出版的《物理學》。目前已經更新到第六版。該書被評為“十二五”國家級規劃教材,無論從內容上到結構上都是非常科學合理的。但對比該書的第五版和第四版,在內容上幾乎沒有添加的章節,版本之間的區別也僅僅在于有些章節位置調換和例題或課后習題變更上。綜上,大學物理課程與網絡信息化的碰撞還需一段時間磨合,探索一種既能保持大學物理成熟體系,又能發揮信息化網絡優勢的教學模式。
二、網絡教學平臺建設現狀
網絡課程平臺的模式大同小異,以我校為例,我校網絡平臺建設起步雖然較晚,但院領導和老師們高度重視。通過與校外網絡公司合作,經過一年多的全員建設,已初步實現128門課程的網絡平臺搭建完畢。每門課程都有自己的教學大綱、教學進度和考查內容,每個章節都有文字講義、PPT演示稿、教學視頻或音頻,課后還有相關拓展知識點的介紹和文獻資料的鏈接。在教學資源板塊里,有精心錄入的海量題庫,可以自行對所學內容進行隨時檢測,教師還可以在題庫中自動形成試卷和隨堂作業,并且實現了網上和批閱作業功能。總的來說,網絡平臺確實帶來了很多便捷,但由于課程特點、教師特點、學生特點和平臺技術等原因,還是存在著不少問題。
三、存在的問題
1.教師角度。新平臺的最先使用者既建設者是老師,編輯講義、上傳資料、錄制視頻、錄入題庫等等前期工作占用了老師大量的時間和精力。一方面,網絡平臺的運營公司技術水平不高,教師在前期平臺搭建的工作上就遇到不少阻礙。以我所負責建設的大學物理網絡課來說,眾所周知,理工科課程尤其是物理數學的公式方程特別多,課件中往往都是大篇幅的公式推導和計算過程,office文檔中的公式方程輸入主要依靠公式編輯器來實現,但編輯起來還是非常復雜。而幾乎所有的網絡平臺公司所用的文檔編輯都是將office整合進來或者直接上傳顯示office文件,這就使大學物理課程講義中大部分工作變得十分繁瑣。而且很多物理符號在最終顯示的時候容易出現問題,比如向量符號“→”很容易在文檔中顯示為亂碼。我不得不一個個將公式方程編輯好再錄進去,既花費了大量的時間,又容易出現錯誤。另一方面,如果說公式方程的編輯還算能用office自帶的公式編輯功能解決,那圖形的編輯就要求老師們熟練掌握另一種軟件了。了解過大學物理課程的都知道,所有題目幾乎都是對一個物理過程的研究。從力學開始的受力分析、碰撞類問題,到電磁學的求特定區域的電場磁場,再到光學的干涉衍射裝置等等,都需要把物理模型畫出來,并在圖中標記各種物理量。在文檔中畫圖功能非常難實現,目前的做法幾乎都是在其他專業的畫圖軟件中把圖畫好,然后通過截圖或插入圖片等方式將畫好的圖導入文檔。這種方法比公式方程的編輯更為復雜,且所形成的圖像不方便進行標記和再編輯。而且由于技術或者網絡等原因,有些圖片甚至不能正常的在平臺上加載顯示出來,由于圖中往往包含著很多題目的信息和數據,圖片一旦不能顯示將直接導致題目無法解答。2.學生角度。在網絡教學平臺搭建完成后,即開放給學生使用,但從我校大學物理網絡課近一學年的使用情況來看,學生在平臺應用方面也存在著很多問題。首先,網絡課程中有豐富的資源,往往同一個課時的內容上傳有很多版本的教學視頻和文檔講義,還有相關的知識拓展和參考文獻資料,再加上龐大的題庫數量,這本應是信息化的優勢,但學生在面對這么豐富的資源時往往覺得負擔很重。一方面他們覺得要學習的內容太多太復雜,從一開始就產生了消極和抵觸的心理。就算有同學能真正坐下來在平臺上進行自主學習,學生對于電子產品往往缺乏自制力,很容易被其他內容吸引。其次,學生面對過于豐富的教學資源往往顯得無從下手,他們沒有對大學物理課程系統的把握,無法辨別哪種教學內容更適合自己,無法對資源進行選擇和取舍,學習起來未免有些盲目,學習效果也缺乏效率。而且大學物理的內容具有連貫性,即所學內容的難度逐步加深,前面所學內容是后面深層次內容的基礎。以力學為例,最開始位移、速度、加速度等幾個基本的物理量是后面一切運動問題都要用到的,還有矢量的引入是大學物理區別于中學物理的重要內容。這些知識點的內容雖少,但重要性卻非常高,學生在網絡平臺學習時往往不能準確辨別重難點,導致基礎沒打牢,進而影響后面知識的學習效果。最后,網絡雖然方便快捷,學生隨時都能學習,老師隨時都能批閱作業,但這也導致了師生交流的弱化。在教室中,師生能面對面的進行溝通,學生反饋更加及時,教學進度和方式能依據不同情況靈活調整,老師也能發揮自身的個人魅力和熟練的教學技巧充分調動和引導學生學習。但在網絡平臺上,教師的作用大為弱化。四、解決辦法1.技術層面。基于上述存在的問題,首先要解決的是技術方面的問題,這類問題涉及到軟件開發制作,平臺模塊化等內容,目的是使與文科相比特點鮮明的理工科課程更方便的使用網絡平臺。在平臺功能方面應適當加入邏輯關系,以便學生能更加系統連貫的學習。加強后臺網絡數據的收集和整理,并實施反饋,讓教師能更直觀的了解課程內容方面的問題,有針對性的上傳教學資源。加入階段性檢測“闖關”模式,通過檢測才能進行下一階段的學習。建立學習獎勵機制,學習到一定程度或通過某些考查能獲取一些有吸引力的虛擬獎勵。2.平臺建設層面。在建設層面,需要老師根據實際情況合理建設。不能照搬照抄其他大學物理網絡課程,要結合自己所帶學生的綜合能力和學習水平靈活調整。例如,我所帶的學生由于大學物理課與高等數學課是在同一個學期開設,導致學生的高等數學微積分計算能力較差,而大學物理課程中有很多問題都涉及到微積分的計算,所以學生在理解起來表現的比較吃力,甚至完全不會微積分計算。對于這種實際情況,在課程建設時就要考慮進去并提出相應的解決辦法。可以嘗試加入微積分基礎知識的講解回顧、加入簡單的微積分練習題、加入高等數學常用微積分公式以供查閱等等。使網絡平臺資源內容不僅僅局限在本課程范圍內,充分發揮信息化便捷性,有針對性上傳學習資料。為避免學生應付式“掛機”學習,可在課程中加入檢測機制,如階段性的問答題,課程中設置“檢測節點”,通過檢測節點一方面監督學生按時按量學習必要內容,另一方面引導學生按照教師所設置的合理順序和速度有計劃有階段的進行學習。3.平臺運用層面。當平臺資源足夠豐富以后,更要注意發揮教師對學生學習的指導作用,以免讓學生漫無目的的學習。可以人為的強調重難點并反復通過作業、測試等方式加以練習。制定詳細的網絡課學習指南,讓學生能準確把握自己的學習進度和知識點的掌握情況。要實時監控網絡平臺的學習情況,關注平臺的反饋數據,對學有余力的學生要及時發現并提出更高的要求,對消極懶惰的學生要及時制止并提出批評,對學習能力不足、學習方法錯誤的學生要及時給予幫助并耐心引導。網絡教學和課堂教學應當相結合,而不是各自排斥的。教師可以充分利用網絡平臺的討論功能。例如,在上課前一晚一個與第二天課程內容相關的討論題或是生活中的物理現象,讓學生先在網絡上瀏覽并探討。第二天上課時再講該內容拿出來分析,使學生能將當堂課所學內容運用起來,激發學生的獨立思考能力。課堂中使用網絡平臺并不會浪費時間,相反,提前上傳好資源以后,讓學生在老師的指導下統一利用網絡平臺,對學生既能起到監督作用,又能起到引導作用,提高課堂教學的效率和網絡平臺的利用率。
總之,網絡平臺作為新時代的先進產物具有很多優勢,但它與傳統大學物理教學的結合之路也有很多阻礙,要克服這些阻礙,必須在技術有突破、在模式上有創新、在建設時有針對、在運用時有方法。我相信經過一段時間的磨合,大學物理這門課程一定會借助網絡信息化平臺得到更好的發展。
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作者:孔德山 單位:湖北警官學院公共基礎課部數理化教研室
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