何焰蘭,彭 剛,歐陽建明,鄭浩斌,陳明娟,劉一星

(國防科技大學(xué) 文理學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙 410073)

MOOC課程從興起到目前的龐大規(guī)模，只用了短短不到6年的時(shí)間. 理論MOOC的發(fā)展已經(jīng)超過了人們的預(yù)期，課程總數(shù)已超過10 000門，然而實(shí)驗(yàn)MOOC仍在起步階段. 線上實(shí)踐環(huán)節(jié)是實(shí)驗(yàn)MOOC建設(shè)的最大挑戰(zhàn). 截至2019年3月，國外Coursera平臺(tái)上線課程3 246門，標(biāo)有實(shí)驗(yàn)的課程數(shù)量?jī)H有6門，具有實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的課程為0；國內(nèi)愛課程平臺(tái)上線課程2 246門，標(biāo)有實(shí)驗(yàn)的課程64門，具有實(shí)踐環(huán)節(jié)的課程8門，其中4門有虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，3門有自主實(shí)驗(yàn). 作為線下實(shí)驗(yàn)課程的輔助教學(xué)(如：反轉(zhuǎn)課堂)，實(shí)驗(yàn)MOOC(即使不包含實(shí)踐環(huán)節(jié))的作用是無疑的，但要作為一門完整實(shí)驗(yàn)MOOC，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)不可或缺. 目前，只有國防科技大學(xué)的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》MOOC(愛課程平臺(tái))具有虛擬仿真、自主、思想及遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)等多種實(shí)踐性訓(xùn)練環(huán)節(jié).

理論MOOC的意義與重要性論述眾多[1-3]. 實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)與設(shè)備、耗材及場(chǎng)地相關(guān)，因此對(duì)于缺乏這些條件的求學(xué)人群而言，實(shí)驗(yàn)MOOC的需求更迫切，意義更重大. 實(shí)驗(yàn)MOOC建設(shè)的挑戰(zhàn)主要來源于課程平臺(tái)的發(fā)展程度及信息化的技術(shù)難度. 本文結(jié)合國防科技大學(xué)的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》MOOC(愛課程平臺(tái))的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，探討如何建設(shè)建好一門實(shí)驗(yàn)MOOC.

1 線下實(shí)驗(yàn)課程的現(xiàn)狀和弊端

調(diào)研和分析線下課程的現(xiàn)狀是建設(shè)好相應(yīng)線上課程的必要條件. 圖1為傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的常用模式，1次實(shí)驗(yàn)課的時(shí)間為2～3 h，每段歷程所需時(shí)間如圖1所示.這種模式受實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、儀器設(shè)備以及實(shí)驗(yàn)時(shí)間的限制將會(huì)在教學(xué)流程中產(chǎn)生如表1中描述的弊端.

表1中僅列舉了部分弊端，但傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課堂對(duì)人才培養(yǎng)的局限已可見一斑. 實(shí)驗(yàn)MOOC對(duì)現(xiàn)行弊端的解決和改善意義重大，且切實(shí)可行. 例如可以采取視頻錄像的方式將學(xué)生易缺失的知識(shí)點(diǎn)錄制并放置線上，學(xué)生可以利用業(yè)余閑暇時(shí)間反復(fù)觀看，此舉可大大提升課堂授課的占空比和學(xué)生實(shí)驗(yàn)效率. 對(duì)于沒有實(shí)驗(yàn)條件且又迫切想學(xué)習(xí)的人群，實(shí)驗(yàn)MOOC是福音.

2 建設(shè)實(shí)驗(yàn)MOOC的體會(huì)和建議

國防科技大學(xué)的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》MOOC始建于2015年初，歷時(shí)1年，于2016年9月在軍網(wǎng)夢(mèng)課平臺(tái)正式上線，2016年12月在愛課程平臺(tái)上線發(fā)布，成為國內(nèi)首門真正意義上的實(shí)驗(yàn)MOOC課程. 2018年底，該課程被認(rèn)定為國家精品在線開放課程，至今已完整開課4期. 現(xiàn)依據(jù)本課程建設(shè)體會(huì)并結(jié)合國內(nèi)外高校等教育機(jī)構(gòu)的經(jīng)驗(yàn)，建議從以下幾個(gè)方面開展實(shí)驗(yàn)MOOC的建設(shè).

2.1 組織團(tuán)隊(duì)，明確職責(zé)

好的建設(shè)團(tuán)隊(duì)是實(shí)驗(yàn)MOOC的重要保障. 首先應(yīng)明確1名知識(shí)淵博、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富且有責(zé)任心的教師作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人. 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人要組建好3支團(tuán)隊(duì)，課程建設(shè)團(tuán)隊(duì)，專家團(tuán)隊(duì)以及質(zhì)量監(jiān)控和進(jìn)程督促團(tuán)隊(duì). 首先課程建設(shè)團(tuán)隊(duì)需攬括一批有經(jīng)驗(yàn)有責(zé)任心且熱衷于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一線教師；其次，專家團(tuán)隊(duì)的成員既要有校內(nèi)外，甚至國內(nèi)外的本學(xué)科專家，也要包括在MOOC建設(shè)上有成功經(jīng)驗(yàn)的其他專業(yè)課程的專家；最后，質(zhì)量監(jiān)控和進(jìn)程督促團(tuán)隊(duì)最好由校院系多級(jí)機(jī)構(gòu)領(lǐng)導(dǎo)掛帥組成，以便最大限度地給予課程建設(shè)支持.

2.2 明確受眾，視野放寬

實(shí)驗(yàn)MOOC建設(shè)前，一定要明確課程受益群體. 在立足本校學(xué)生的基礎(chǔ)上，盡可能照顧社會(huì)各層面的受眾，特別是那些無法走進(jìn)真實(shí)實(shí)驗(yàn)室的人群. 于我校而言，官兵是不能忽視的群體，因此我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)MOOC首先在軍網(wǎng)夢(mèng)課平臺(tái)上線，各行業(yè)院校建設(shè)的MOOC也應(yīng)在內(nèi)部平臺(tái)先行運(yùn)行.

2.3 剖析課程，厘清思路，凝聚理念

重審現(xiàn)有課程，并對(duì)運(yùn)行狀態(tài)做深入細(xì)致的分析是建設(shè)好1門MOOC的重要環(huán)節(jié). 任何1門課程從線下走到線上決不是簡(jiǎn)單照搬，特別是實(shí)踐類課程. 由于“實(shí)踐功能”的開發(fā)需要較多資金和專業(yè)技術(shù)，若暫時(shí)沒有條件建設(shè)，則線上實(shí)驗(yàn)課程可以先采取觀看實(shí)驗(yàn)演示視頻等途徑支撐線下課程，比如翻轉(zhuǎn)課堂. 這也是建設(shè)線上完整實(shí)驗(yàn)課的重要一步.

無論哪種情形均需明確本課程特點(diǎn)，保留線下課程的優(yōu)勢(shì)，盡可能在線上充分展示，更要能用線上技術(shù)來彌補(bǔ)線下課程的不足.

國防科技大學(xué)的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》課程以案例性教學(xué)為特征，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都有各自的目標(biāo)，學(xué)生通過完成相應(yīng)既定目標(biāo)來實(shí)現(xiàn)類似科研實(shí)驗(yàn)過程的初級(jí)訓(xùn)練. 依據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，借MOOC建設(shè)機(jī)遇，形成新的教學(xué)理念：明確描述每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目目標(biāo)，通過啟發(fā)的方式引導(dǎo)學(xué)生確定實(shí)驗(yàn)思想，創(chuàng)建建模路徑，得出測(cè)量模型，最后對(duì)測(cè)量模型條件以及注意事項(xiàng)進(jìn)行分析. 沿著這一思路，按圖2所示的幾大功能模塊建設(shè)實(shí)驗(yàn)MOOC.

圖2 《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》MOOC功能模塊

處于中心位置的“實(shí)驗(yàn)內(nèi)容情境模塊”是視頻教學(xué)的主體，對(duì)應(yīng)線下教學(xué)教師講解的部分，涉及實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器使用和操作、實(shí)驗(yàn)背景以及實(shí)驗(yàn)延伸和應(yīng)用等方面的內(nèi)容，是不可或缺的部分. 設(shè)計(jì)時(shí)，除了要求貫穿“建?！苯虒W(xué)理念，還要求融入“三味”，即趣味、軍味(軍事特色)和品味(科學(xué)性). 教學(xué)理念實(shí)施時(shí)必須關(guān)注學(xué)生中學(xué)和大學(xué)不同階段學(xué)習(xí)和實(shí)踐思維方式的差異，從第一個(gè)實(shí)驗(yàn)開始就注重大學(xué)學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)和實(shí)踐模式的訓(xùn)練，以物理思想和方法為指導(dǎo)，建立“測(cè)量模型”而非簡(jiǎn)單的“計(jì)算公式”，使學(xué)生從所謂“解題戰(zhàn)術(shù)”的思維習(xí)慣中解脫出來. 雖然“測(cè)量模型”和“計(jì)算公式”對(duì)應(yīng)的是同一公式，但其思維方式及背后意義卻截然不同，因此對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)原理的講述，必須擯棄平鋪直敘，采取先明確實(shí)驗(yàn)思想，再以提供實(shí)驗(yàn)儀器和條件為基礎(chǔ)，采取設(shè)問、推理，環(huán)環(huán)相扣的方式進(jìn)行探究，得到最終的測(cè)量模型[3-4].

基礎(chǔ)理論情境模塊主要通過視頻的方式介紹本實(shí)驗(yàn)MOOC的3個(gè)方面內(nèi)容，即:內(nèi)容和培養(yǎng)目標(biāo)；測(cè)量、誤差與不確定度基本概念，數(shù)據(jù)處理常用方式等內(nèi)容；多種教學(xué)情境模塊和方式等，使學(xué)生能以無縫接入的方式進(jìn)入實(shí)驗(yàn)MOOC.

2.4 設(shè)定時(shí)間閾值，劃分知識(shí)點(diǎn)，注意銜接

分析每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提煉“知識(shí)點(diǎn)(要素)”. 如：實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器使用和操作、實(shí)驗(yàn)背景以及實(shí)驗(yàn)延伸和應(yīng)用. 提取知識(shí)點(diǎn)的過程按照“掰開→揉碎→提煉”的原則進(jìn)行，這是后期短視頻(不超過10 min的時(shí)間閾值)制作的基礎(chǔ). 課堂教學(xué)中每個(gè)實(shí)驗(yàn)原理的講述在10～20 min，一般長(zhǎng)于學(xué)習(xí)者專注時(shí)間，因此必須對(duì)實(shí)驗(yàn)原理再次“斷章取義”，將要素獨(dú)立出來. 但要注意：被分割出來的“要素”，在獨(dú)立成章時(shí)一定要留有“入口”和“出口”，使學(xué)生在觀看時(shí)知道它在原理主鏈中的位置和作用！

例如“聲速的測(cè)定實(shí)驗(yàn)”分為實(shí)驗(yàn)原理、儀器以及總結(jié)3模塊，而實(shí)驗(yàn)原理部分由于講授時(shí)間長(zhǎng)于10 min，因此將其劃分成4個(gè)單元進(jìn)行制作，如表2所示.

表2 聲速的測(cè)定實(shí)驗(yàn)各視頻單元時(shí)間

2.5 用最新信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“實(shí)踐”功能

實(shí)驗(yàn)類課程如果脫離了“實(shí)踐”二字，就只能是紙上談兵，難以成課. 實(shí)踐功能的主體建議采取3種形式：虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、自主實(shí)驗(yàn)以及遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)(圖2所示).

1)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是指借助于多媒體和虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)在計(jì)算機(jī)上營造可輔助、部分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件操作環(huán)境，實(shí)驗(yàn)者像在真實(shí)環(huán)境中一樣完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，所取得的實(shí)驗(yàn)效果等價(jià)甚至優(yōu)于在真實(shí)環(huán)境中所取得的效果. 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)建立在虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境(平臺(tái)仿真)之上，注重實(shí)驗(yàn)操作的交互性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的仿真性. 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軇?chuàng)造高度仿真、排除干擾的環(huán)境，它對(duì)產(chǎn)生現(xiàn)象的條件進(jìn)行了嚴(yán)格、精密的控制，排除了次要因素的影響，更容易突出現(xiàn)象的本質(zhì)規(guī)律.

圖3是《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》MOOC中的2個(gè)實(shí)驗(yàn)，圖3(a)為虛擬示波器，其上的所有功能按鈕與真實(shí)示波器一一對(duì)應(yīng)，所產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全相同，不同的是一個(gè)需要?jiǎng)邮植僮餍o，另一個(gè)只需鼠標(biāo)操作. 邁克耳孫干涉虛擬儀器[圖3(b)所示]能克服真實(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)備老舊的影響(如：使用一段時(shí)間后易出現(xiàn)螺釘滑絲導(dǎo)致激光光斑聚焦變差等問題)，使光干涉現(xiàn)象及規(guī)律更易突顯.

虛擬仿真技術(shù)不僅依賴于計(jì)算機(jī)以及信息技術(shù)，建立的模型更依賴于與該課程相關(guān)的規(guī)律以及與實(shí)驗(yàn)設(shè)備和器材運(yùn)行的規(guī)律.

2)自主實(shí)驗(yàn)

自主實(shí)驗(yàn)主要指學(xué)生利用身邊簡(jiǎn)易設(shè)備和元器件材料，以課程提供的教材和電子資料為指導(dǎo)，自行搭建簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的實(shí)踐活動(dòng). 這種方式類似于哈佛大學(xué)的“home-lab”，學(xué)生利用發(fā)放的裝有各種小工具的實(shí)驗(yàn)箱，以家庭作業(yè)的形式完成實(shí)驗(yàn). 這種成本相對(duì)較低能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程動(dòng)手操作的實(shí)驗(yàn)方式，可以彌補(bǔ)學(xué)生在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)情境模塊中無法實(shí)際動(dòng)手操作儀器的缺陷，最大程度地實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作和完成實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng). 圖4所示的是《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》MOOC中“用鋼尺自制實(shí)驗(yàn)觀察李薩如圖形”和“確定CD和DVD的軌道距”的2個(gè)實(shí)驗(yàn)[3]，其涉及的實(shí)驗(yàn)器材很容易從日常生活中獲得，物理現(xiàn)象明顯且易量化測(cè)量.

(a)用鋼尺自制實(shí)驗(yàn)觀察李薩如圖形

(b)確定CD和DVD的軌道距圖4 自主實(shí)驗(yàn)實(shí)例示意

3)遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)

遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)指通過本地PC，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的操控，通過遠(yuǎn)程攝像頭和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集，從而完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn). 遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)可以彌補(bǔ)仿真與虛擬實(shí)驗(yàn)的不足，在實(shí)現(xiàn)軟件共享的同時(shí)，更重要的是做到實(shí)驗(yàn)硬件資源共享. 它是一種“虛(擬儀器面板)—(硬件設(shè)備)實(shí)(體)—真(實(shí))實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景”的新模式.

圖5是教學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的“牛頓環(huán)遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)”. 利用CCD獲取牛頓環(huán)干涉圖樣，攝像頭獲取位置讀數(shù)，用步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)牛頓環(huán)干涉圖像的調(diào)焦和物鏡位置的改變，從而可以利用網(wǎng)絡(luò)完成經(jīng)典的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目.

圖5 牛頓環(huán)遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)

4)思想實(shí)驗(yàn)

思想實(shí)驗(yàn)是在理性思維中設(shè)計(jì)和構(gòu)造出純粹的、理想化的儀器設(shè)備和研究對(duì)象，并對(duì)它進(jìn)行純粹的理想化的實(shí)驗(yàn)操作和控制，使與實(shí)驗(yàn)對(duì)象的某些因素以絕對(duì)簡(jiǎn)化、純化、被設(shè)定、限制的形式表現(xiàn)出來，然后通過對(duì)理想化對(duì)象的感知和描述，發(fā)現(xiàn)和獲取科學(xué)事實(shí)與自然規(guī)律的思維活動(dòng). 這一過程既不需要現(xiàn)實(shí)的器材設(shè)備，更沒有實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作步驟. 因此理想實(shí)驗(yàn)完全不受現(xiàn)實(shí)中客觀物質(zhì)條件的制約，在某種程度上能夠得到比物化實(shí)驗(yàn)更多的材料.

思想實(shí)驗(yàn)最初主要是從物理學(xué)中發(fā)展起來的，這與物理學(xué)主要始于研究宏觀物體的運(yùn)動(dòng)有關(guān)，例如牛頓的大炮，當(dāng)發(fā)射的炮彈速度達(dá)到一定的大小時(shí)，炮彈就永遠(yuǎn)不會(huì)掉到地球上，這一思想實(shí)驗(yàn)后來發(fā)展成了目前廣泛應(yīng)用的衛(wèi)星. 到了近代，它逐漸從思辨的形式轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)的思想實(shí)驗(yàn). 在科學(xué)日益發(fā)展的今天，人類的認(rèn)識(shí)活動(dòng)越來越遠(yuǎn)離日常的直觀經(jīng)驗(yàn)和直覺，科學(xué)研究活動(dòng)所需的儀器設(shè)備日益純化、理想化，物化實(shí)驗(yàn)有時(shí)無法滿足科學(xué)發(fā)展的需要，運(yùn)用思想實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)研究就成為必然.

思想實(shí)驗(yàn)并不是任人天馬行空去建造空中樓閣，必須依靠人們所熟知且被普遍接受的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過嚴(yán)密的邏輯分析來完成. 通過思想實(shí)驗(yàn)，可以達(dá)到對(duì)學(xué)員實(shí)驗(yàn)思想、理想化條件下實(shí)驗(yàn)思維、邏輯思維能力以及實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng). 在這個(gè)模塊里簡(jiǎn)要介紹了思想實(shí)驗(yàn)的概念，給出了物理學(xué)歷史上的10個(gè)最著名的思想實(shí)驗(yàn)的介紹(見圖6)，并鼓勵(lì)學(xué)生自擬題目完成設(shè)計(jì).

圖6 物理學(xué)歷史上的10個(gè)最著名的思想實(shí)驗(yàn)示意

5)演示實(shí)驗(yàn)

演示實(shí)驗(yàn)主要指教師通過視頻或(在線視頻)的方式，向遠(yuǎn)程學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)操作，展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)演示現(xiàn)象觀察、思考、分析，最終得出結(jié)論. 演示實(shí)驗(yàn)最大的特點(diǎn)是激發(fā)學(xué)生興趣、吸引學(xué)生注意力，進(jìn)而達(dá)到對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的培養(yǎng). 演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)不僅應(yīng)該反映科學(xué)新成就、新發(fā)明和新創(chuàng)造，還應(yīng)與實(shí)際生活相聯(lián)系.

實(shí)驗(yàn)MOOC應(yīng)以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)為主體，結(jié)合遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)、自主實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)和思想實(shí)驗(yàn)可進(jìn)行多方位的實(shí)踐活動(dòng). 各種實(shí)踐環(huán)節(jié)相輔相成，在沒有傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器、場(chǎng)地的情況下，線上實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng).

2.6 拓展思維，開發(fā)并創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室管理功能，線上服務(wù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

實(shí)驗(yàn)課程必然依賴于相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室，牽涉到實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和儀器設(shè)備等硬件條件. 實(shí)驗(yàn)室管理的優(yōu)劣直接影響到實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量，這里不去論證和涉足實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)管理的機(jī)制，僅提幾點(diǎn)建議，希望益于實(shí)驗(yàn)室的良性運(yùn)行乃至更好地服務(wù)教學(xué)，使得管理與教學(xué)運(yùn)行相互促進(jìn).

1)實(shí)驗(yàn)室的安全規(guī)范條例線上服務(wù)教學(xué)

不同類型的實(shí)驗(yàn)室有其自身特性，必須明確各項(xiàng)安全保障的措施，并有相應(yīng)的文檔資料. 每個(gè)學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前應(yīng)該熟知這些規(guī)定. 這部分內(nèi)容可以做成短視頻，借助實(shí)驗(yàn)MOOC供實(shí)驗(yàn)者學(xué)習(xí)，網(wǎng)上學(xué)習(xí)者應(yīng)獲得認(rèn)證方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室[6].

溫哥華腫瘤研究中心的大樓內(nèi)有動(dòng)物、生物以及光學(xué)等實(shí)驗(yàn)室，涉及的面很廣，相關(guān)的安全課程甚至涉及如何應(yīng)對(duì)突發(fā)襲擊事件的內(nèi)容. 中心有規(guī)定必須依據(jù)中心的要求在互聯(lián)網(wǎng)上學(xué)習(xí)相關(guān)的安全視頻課程并獲得相應(yīng)證書后才能取得門卡. 即使已有門卡的長(zhǎng)期工作者，也會(huì)被要求學(xué)習(xí)新的安全科目. 筆者的研究因?yàn)樯婕肮鈱W(xué)實(shí)驗(yàn)室，被要求進(jìn)入U(xiǎn)BC大學(xué)的物理系的網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)有關(guān)激光的6個(gè)單元的安全知識(shí)課程如圖7所示.

(a)安全條目

(b)激光對(duì)皮膚的傷害

(c)激光對(duì)眼睛的傷害

(d)獲得的證書圖7 激光安全知識(shí)學(xué)習(xí)示意

2)儀器設(shè)備的技術(shù)資料線上服務(wù)教學(xué)

實(shí)驗(yàn)課程涉及的儀器設(shè)備是實(shí)驗(yàn)室財(cái)產(chǎn)的一部分，屬于實(shí)驗(yàn)室管理范疇. 將各種儀器設(shè)備的原理部分和實(shí)物，乃至儀器容易出現(xiàn)的故障及排查方法等用視頻展現(xiàn)并存檔，無疑對(duì)實(shí)驗(yàn)室的管理以及維護(hù)能起到積極有效的幫助. 這部分資料上線并服務(wù)教學(xué)，可使學(xué)生在空暇時(shí)間自由瀏覽，從而起到輔助教學(xué)的作用.

3)利用先進(jìn)信息技術(shù)構(gòu)造“儀器市場(chǎng)”和創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源共享

利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)室常用的實(shí)驗(yàn)儀器及大型設(shè)備進(jìn)行制作，將這種具備多種“仿真儀器”類似“儀器市場(chǎng)”[7]的創(chuàng)新平臺(tái)的入口鏈接放置于“實(shí)驗(yàn)MOOC”的平臺(tái)上. 在平臺(tái)技術(shù)的支撐下，學(xué)生可進(jìn)行相關(guān)實(shí)踐活動(dòng)：

a.利用虛擬仿真儀器進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者能進(jìn)行簡(jiǎn)單的相關(guān)儀器的細(xì)致觀察(3D)或使用訓(xùn)練；

b.學(xué)生通過終端實(shí)驗(yàn)選題，在平臺(tái)的“儀器市場(chǎng)”上選取所需的實(shí)驗(yàn)儀器線上進(jìn)行相關(guān)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn).

智能化的開放式平臺(tái)，還可以拓展為與企業(yè)等接軌的研究性實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)儀器設(shè)備特別是特殊的或大型儀器設(shè)備的共享，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高自主學(xué)習(xí)以及創(chuàng)新能力.

2.7 建立管理機(jī)制，把控質(zhì)量，提高效益

1)團(tuán)隊(duì)職責(zé)

課程建設(shè)團(tuán)隊(duì)的主要任務(wù)：凝練教學(xué)理念，建立教學(xué)體系和結(jié)構(gòu)，完成線上建設(shè). 質(zhì)量監(jiān)控和進(jìn)程督促團(tuán)隊(duì)不定期召開會(huì)議,聽取匯報(bào)，督促進(jìn)度，協(xié)調(diào)關(guān)系并把控質(zhì)量；專家團(tuán)隊(duì)參加建設(shè)團(tuán)隊(duì)舉行的質(zhì)量研討會(huì)，把握每一個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，保證產(chǎn)品“出口”的質(zhì)量.

2)過程控制

實(shí)驗(yàn)教案包括教學(xué)方法和手段，由團(tuán)隊(duì)教師根據(jù)多年教學(xué)和科研經(jīng)驗(yàn)精心打磨和設(shè)計(jì)，其內(nèi)容的系統(tǒng)性和完整性必須以教學(xué)理念為核心. 在《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》MOOC建設(shè)中，對(duì)于教學(xué)內(nèi)容、方法和手段，汲取和借鑒了教改課題“精益思想和博雅教育”的思想和方法[8-10]，采取建模方式并根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件，與學(xué)生共同探究實(shí)驗(yàn)原理，關(guān)注實(shí)驗(yàn)間的聯(lián)系與區(qū)別以及實(shí)驗(yàn)的延伸與應(yīng)用. 對(duì)于這些共識(shí)，團(tuán)隊(duì)首先形成文字并發(fā)放至每個(gè)團(tuán)隊(duì)成員作為指南，如圖8所示.

圖8 《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》MOOC質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)示意

建設(shè)過程中，反復(fù)進(jìn)行交流研討. 為明確責(zé)任，各項(xiàng)交流必須有相關(guān)人員紙質(zhì)簽字確認(rèn)，責(zé)權(quán)分明,減少失誤，提升效率. 流程如圖9所示.

圖9 質(zhì)量管理流程圖

a.項(xiàng)目負(fù)責(zé)人審核：按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)審核并協(xié)助完善PPT初稿；對(duì)交流的內(nèi)容簽字確認(rèn).

b.課程建設(shè)團(tuán)隊(duì)討論：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容準(zhǔn)確性，實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)技能把關(guān)；簽字確認(rèn).

c.項(xiàng)目負(fù)責(zé)人再審核：在新的起點(diǎn)上進(jìn)一步審核；簽字確認(rèn).

d.專家討論：實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵、實(shí)驗(yàn)思想、科學(xué)性以及準(zhǔn)確性等把關(guān)，畫龍點(diǎn)睛，精益求精；簽字確認(rèn).

e.負(fù)責(zé)人最后審核：最后再完善，出口. 簽字確認(rèn).

3 結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)MOOC的建設(shè)同理論MOOC一樣有著重要的意義，對(duì)于缺乏實(shí)驗(yàn)條件的人群而言，實(shí)驗(yàn)MOOC的需求更迫切. 文中僅依據(jù)《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》MOOC建設(shè)的體會(huì)，對(duì)如何建設(shè)實(shí)驗(yàn)MOOC提出了一些粗淺建議. 希望有越來越多具備實(shí)踐主體的優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)MOOC線上涌現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教育資源共享.