李景奎,王若穎,戚大偉

(東北林業(yè)大學(xué) 理學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

近代物理實(shí)驗(yàn)是物理類專業(yè)高年級(jí)學(xué)生的一門重要基礎(chǔ)課，它所涉及的知識(shí)面廣，綜合性強(qiáng)，包含物理、電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科的專業(yè)知識(shí)以及多學(xué)科交叉滲透的領(lǐng)域，具有難度大、時(shí)間長(zhǎng)、內(nèi)容前沿等特點(diǎn)，學(xué)生很難在有限的課堂時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，傳統(tǒng)的近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在一些問題[1-4]. 慕課( Massive open online courses，MOOC) 即大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)開放課程，相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)具有課程視頻時(shí)間較短，不受學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間的限制，學(xué)生根據(jù)需要自行安排學(xué)習(xí)內(nèi)容等優(yōu)點(diǎn)[5-7]. 筆者嘗試在傳統(tǒng)近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，將慕課模式引入近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以物理學(xué)2014-2班為試點(diǎn)，進(jìn)行慕課模式的近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索與實(shí)踐. 把慕課模式視頻學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)模式的課堂教學(xué)相結(jié)合，使學(xué)生能夠自行選擇學(xué)習(xí)時(shí)間和學(xué)習(xí)地點(diǎn)，不受傳統(tǒng)課堂的時(shí)間和地點(diǎn)限制，打破傳統(tǒng)單一化的教學(xué)方式，提高近代物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí).

1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)是慕課的技術(shù)保障

東北林業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)(超星慕課平臺(tái))已經(jīng)建立，對(duì)在線課程建設(shè)規(guī)范、課程管理、項(xiàng)目立項(xiàng)、經(jīng)費(fèi)支出等進(jìn)行了規(guī)范化管理，并打造具有學(xué)校特色、展現(xiàn)學(xué)校水平和實(shí)力的精品在線開放課程；計(jì)劃“十三五”期間自主建設(shè)20門左右的慕課，1 000門左右的在線課程. 可以說“網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)”為近代物理實(shí)驗(yàn)在線課程建設(shè)和學(xué)生進(jìn)行課程的慕課視頻、教學(xué)內(nèi)容課件、課后作業(yè)等相關(guān)內(nèi)容的查看和學(xué)習(xí)提供了有力保障.

2 近代物理實(shí)驗(yàn)?zāi)秸n視頻制作及在線課程建設(shè)流程

為了更好讓學(xué)生理解近代物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)與課堂內(nèi)實(shí)驗(yàn)操作緊密結(jié)合，將慕課的教學(xué)形式融入近代物理實(shí)驗(yàn)課程. 目前近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)完成了34個(gè)視頻點(diǎn)和14個(gè)實(shí)驗(yàn)理論P(yáng)PT的制作工作，努力做到圖文并茂，簡(jiǎn)單易懂，近代物理實(shí)驗(yàn)的在線課程制作流程如圖1所示，具體步驟為：

1)首先進(jìn)行近代物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目調(diào)研工作，準(zhǔn)備超聲光柵、塞曼效應(yīng)、橢圓偏振光等實(shí)驗(yàn)的理論內(nèi)容，制作實(shí)驗(yàn)理論教學(xué)的PPT.

2)進(jìn)行在線課程設(shè)計(jì)，將實(shí)驗(yàn)背景、目的、原理、儀器、內(nèi)容、步驟和注意事項(xiàng)等知識(shí)點(diǎn)合理切分，見表1，以超聲光柵實(shí)驗(yàn)為例，給出了該實(shí)驗(yàn)的課程設(shè)計(jì)方案，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的思考題和在線互動(dòng)環(huán)節(jié)，使學(xué)生能夠課后復(fù)習(xí)和知識(shí)拓展.

圖1 近代物理實(shí)驗(yàn)的在線課程制作流程圖

視頻知識(shí)點(diǎn)制作說明視頻時(shí)間/min1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康膱D片、PPT視頻講解0.62.實(shí)驗(yàn)儀器儀器圖片及視頻講解1.63.超聲光柵實(shí)驗(yàn)原理主要原理圖片、PPT視頻講解0.33.1 超聲波的產(chǎn)生超聲波產(chǎn)生PPT視頻講解0.93.2 超聲光柵原理液體光柵形成原理PPT視頻講解2.33.3 利用超聲光柵測(cè)聲速原理超聲光柵測(cè)聲速原理PPT視頻講解1.84.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容步驟PPT視頻講解0.44.1 分光計(jì)的調(diào)整步驟分光計(jì)調(diào)節(jié)內(nèi)容及步驟圖片、PPT視頻講解5.24.2 超聲光柵實(shí)驗(yàn)的其他步驟圖片、PPT視頻講解2.35.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)圖片、PPT視頻講解0.76.思考題實(shí)驗(yàn)思考題PPT07.指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書及PPT0

3)將實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器等小知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行慕課視頻制作，圖2為超聲光柵實(shí)驗(yàn)儀器介紹的慕課視頻截圖，每個(gè)小視頻中主題突出，內(nèi)容具體完整，時(shí)間為20 s～10 min.

4)將相應(yīng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的PPT和慕課視頻等資料上傳至東北林業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)(超星慕課平臺(tái))和實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)(https://mooc1.chaoxing.com/course/91374347.html).

5)將開課班級(jí)加入在線課程班級(jí)，學(xué)生就可以根據(jù)自己學(xué)號(hào)和密碼進(jìn)行在線課程學(xué)習(xí).

圖2 超聲光柵實(shí)驗(yàn)儀器介紹的慕課視頻截圖

3 近代物理實(shí)驗(yàn)在線課程學(xué)習(xí)情況

3.1 慕課視頻訪問參量統(tǒng)計(jì)情況

當(dāng)前近代物理實(shí)驗(yàn)?zāi)秸n視頻訪問量已經(jīng)超過35 000次. 以物理2014-2班為例，該班20名學(xué)生在近代物理實(shí)驗(yàn)開課10天內(nèi)(10月17日-10月26日)慕課視頻訪問參量統(tǒng)計(jì)情況如圖3所示，圖3(a)反映了慕課視頻的訪問量統(tǒng)計(jì)情況，可以看出：每天都有學(xué)生訪問學(xué)習(xí)，但訪問次數(shù)參差不齊，最多1天達(dá)到278次，最少1天也超過10次，平均每天訪問次數(shù)超過100次；學(xué)生選擇觀看客戶端的方式如圖2(b)所示，可見，通過電腦觀看慕課視頻仍然占多數(shù)；具體線上學(xué)習(xí)時(shí)段統(tǒng)計(jì)情況如圖3(c)所示，學(xué)生線上學(xué)習(xí)時(shí)間不固定，12～16點(diǎn)和20～24點(diǎn)是線上學(xué)習(xí)的2個(gè)高峰時(shí)間段，其他時(shí)間也在觀看，甚至00～04點(diǎn)也有學(xué)生在線上學(xué)習(xí). 可見，課前學(xué)生是利用“碎片化”的時(shí)間，根據(jù)自己的情況，隨時(shí)隨地觀看慕課視頻. 具體的觀看時(shí)長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)情況如圖3(d)所示，平均觀看視頻時(shí)間為78.8 min，觀看最長(zhǎng)的時(shí)間146.2 min，說明學(xué)生是根據(jù)自己對(duì)視頻知識(shí)點(diǎn)的掌握情況進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)時(shí)間長(zhǎng)短不同.

(a) 訪問次數(shù)統(tǒng)計(jì)圖

(b) 客戶端訪問情況統(tǒng)計(jì)圖

(c) 線上學(xué)習(xí)時(shí)段統(tǒng)計(jì)圖

(d) 觀看時(shí)長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)圖圖3 物理2014-2班慕課視頻訪問參量統(tǒng)計(jì)圖

3.2 在線課程成績(jī)權(quán)重設(shè)置及綜合成績(jī)

在線課程學(xué)習(xí)總成績(jī)?cè)O(shè)置為百分制，成績(jī)權(quán)重設(shè)置為：課程視頻占50%，訪問閱讀完成占

30%，課程討論占10%和思考題作業(yè)占10%. 需要完成34個(gè)視頻知識(shí)點(diǎn)，能拿到慕課視頻這部分分?jǐn)?shù)；需要完成PPT閱讀和指導(dǎo)書閱讀，并超過20次的登錄次數(shù)，拿到訪問閱讀這部分分?jǐn)?shù)；思考題作業(yè)分?jǐn)?shù)需要在完成實(shí)驗(yàn)之后完成在線作業(yè)，教師根據(jù)完成情況進(jìn)行線上批改，最后給出相應(yīng)成績(jī)；課程討論分?jǐn)?shù)獲得需要對(duì)課程和相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)和討論. 物理2014-2班在線課程學(xué)習(xí)成績(jī)統(tǒng)計(jì)表見表2，其中90～100分為13人，80～90分為5人，70～80分為1人 ，60～70分，為1人.

表2 物理2014-2班在線課程學(xué)習(xí)成績(jī)統(tǒng)計(jì)表

3.3 在線課程各環(huán)節(jié)執(zhí)行情況

慕課視頻任務(wù)點(diǎn)、課題討論、作業(yè)和理論P(yáng)PT訪問閱讀等環(huán)節(jié)執(zhí)行情況見表3，可見，大部分學(xué)生在課前進(jìn)行了網(wǎng)上在線預(yù)習(xí)，幾乎都完成了在線視頻和在線閱讀，課堂上教師和學(xué)生都能比較輕松地完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，課后也能很好的完成了思考題的作業(yè)，只是很多學(xué)生對(duì)課程評(píng)價(jià)討論不是特別關(guān)心.

表3 在線課程各環(huán)節(jié)執(zhí)行情況統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)束語

將慕課模式引入近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，把慕課模式的學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)模式的課堂教學(xué)相結(jié)合，成為課堂教學(xué)的有效補(bǔ)充. 從在線課程學(xué)習(xí)成績(jī)和各環(huán)節(jié)完成情況來看，學(xué)生完全能夠接受這種全新的學(xué)習(xí)模式，學(xué)生能夠利用“碎片化”的時(shí)間，根據(jù)自己的情況，隨時(shí)隨地觀看慕課視頻，學(xué)生在課前正常預(yù)習(xí)的同時(shí)，直觀地了解實(shí)驗(yàn)儀器及內(nèi)容，掌握實(shí)驗(yàn)要領(lǐng)，特別是通過觀看儀器視頻介紹可以直觀地了解儀器的構(gòu)造細(xì)節(jié)、工作原理、調(diào)整方法等. 慕課視頻方便了學(xué)生在課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí),教師和學(xué)生都能比較輕松地完成課堂上的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高了近代物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果. 當(dāng)前，慕課模式的近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)處于探索與起步階段，相信隨著慕課模式的近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不斷完善，能夠打破傳統(tǒng)單一化教學(xué)方式，提高近代物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)[8].