浦立孟

(鹽城幼兒師范高等?？茖W(xué)校, 江蘇 鹽城 224000)

云計算在高職院校物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用研究

浦立孟

(鹽城幼兒師范高等專科學(xué)校, 江蘇 鹽城 224000)

在現(xiàn)代信息技術(shù)高速發(fā)展的時代，學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境已經(jīng)發(fā)生了較大的變化，傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計已經(jīng)無法滿足學(xué)生的實際需求，尤其對于物理實驗來說，由于其復(fù)雜性與實踐性相對較強，采用現(xiàn)代化的教學(xué)手段可以在一定程度上提高實驗的成功率與實驗的效率。但是目前我國大部分高職院校在物理實驗信息技術(shù)方面的發(fā)展還存在著一定的問題，基于此種情況，筆者針對相關(guān)問題進行探討。

云計算；高職院校；物理實驗；應(yīng)用

0 引言

物理學(xué)是一門對實驗有著較高依賴的學(xué)科，甚至可以說，如果沒有物理實驗也就不會有物理學(xué)科。對于高職院校來說，其主要教學(xué)目的在于提高學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力，做好物理實驗教學(xué)可以促進學(xué)生更好地理解相關(guān)的理論知識，為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識打下一個堅實的基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段學(xué)術(shù)界對于高職院校物理實驗的研究，大部分都是集中在物理實驗的重要性、組織教學(xué)方式、教學(xué)方法等方面，并沒有從現(xiàn)階段由信息技術(shù)發(fā)展所導(dǎo)致的教學(xué)環(huán)境的轉(zhuǎn)變出發(fā)，對其進行分析[1]。信息技術(shù)的發(fā)展，尤其是云計算技術(shù)的發(fā)展，為高職院校的物理實驗教學(xué)帶來了一定的變革，高職院校必須抓住時代發(fā)展帶來的機遇，將云計算技術(shù)運用到物理實驗教學(xué)當(dāng)中，促進高職院校物理實驗的進一步發(fā)展。

1 云計算技術(shù)在教育中的應(yīng)用

云計算技術(shù)的問世，使得學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)環(huán)境發(fā)生了很大的變化，一直以來，高職院校的教學(xué)都是借助多媒體為學(xué)生提供必要的輔助教學(xué)，高職院校物理實驗也是如此，許多教師通過PPT將物理實驗的內(nèi)容向?qū)W生展示，從而提高教學(xué)的生動性。但是這種教學(xué)模式在云計算時代已經(jīng)無法滿足現(xiàn)實需求，傳統(tǒng)的以計算機為重要支撐的多媒體教學(xué)對于計算機具有較高的依賴性，而在云計算時代，教學(xué)的相關(guān)軟件設(shè)備以及學(xué)習(xí)資源都存儲在云端，學(xué)生只需要通過互聯(lián)網(wǎng)就可以學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，并不需要到多媒體教室進行學(xué)習(xí)。這種教學(xué)模式可以有效避免對硬件設(shè)備的過度依賴，提高了教育產(chǎn)業(yè)的信息化水平[2]。

目前，云計算的教學(xué)方式已經(jīng)有了非常廣泛的應(yīng)用，例如可汗學(xué)院、慕課等都已經(jīng)將云計算運用于實際的教學(xué)當(dāng)中，從而使得知識傳遞的社會化程度不斷提升。此外，許多網(wǎng)絡(luò)工具也逐漸開發(fā)其云計算教育功能，例如谷歌學(xué)術(shù)、百度學(xué)術(shù)、中國知網(wǎng)、金山詞霸以及騰訊網(wǎng)站等，這些內(nèi)容都為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了重要的資源，但是這些資源往往都是針對非正式的學(xué)習(xí)，即學(xué)生在課后的補充學(xué)習(xí)或者相關(guān)資料的瀏覽，在正式的學(xué)習(xí)階段對云計算的運用還較少，并沒有形成一定的規(guī)模，同時在教學(xué)設(shè)計、教學(xué)過程支持以及教學(xué)評價方面還存在著較大的欠缺，這些都使云計算的應(yīng)用受到了一定的限制。此外，對現(xiàn)階段我國國內(nèi)較為流行的云計算教育網(wǎng)站如網(wǎng)易公開課、優(yōu)米網(wǎng)等進行分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，此類問題也并沒有得到有效解決。因此，對高職院校物理實驗教學(xué)云計算平臺進行研究具有現(xiàn)實意義。

2 加強云計算在高職院校物理實驗教學(xué)中應(yīng)用的必要性研究

目前，高職院校物理實驗還是采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式進行，即在規(guī)定的時間內(nèi)教師帶領(lǐng)學(xué)生進入實驗室進行相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，教師首先為學(xué)生系統(tǒng)地講述物理實驗的相關(guān)內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上，學(xué)生再自主進行相關(guān)物理實驗。這種教學(xué)模式較為呆板，也無法收到較好的教學(xué)效果，雖然在形象化方面具有一定的優(yōu)勢，但是從總體上來說，由于學(xué)生在實驗室的操作時間較短，無法有效地掌握相關(guān)實驗內(nèi)容，這就使得物理實驗的教學(xué)效果受到嚴重制約。

筆者認為，將云計算技術(shù)運用到高職院校的物理實驗當(dāng)中，可以從概念上涵蓋教學(xué)的全過程，其必要性主要表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，云計算物理實驗平臺可以將相關(guān)的物理實驗結(jié)合到一起進行教學(xué)，由于物理知識之間存在較為緊密的連貫性，不同實驗相互之間存在著一定的影響，云計算物理實驗教學(xué)平臺可以將部分具有一定聯(lián)系的物理實驗結(jié)合到一起進行教學(xué)，從而能夠提高物理實驗教學(xué)的效率[3]。第二，高職院校物理實驗教學(xué)與高中階段的物理實驗教學(xué)存在著較大的差別，高職院校的物理實驗教學(xué)對具體的教學(xué)方法并沒有給予高度關(guān)注，而是強調(diào)學(xué)生在實驗過程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的實際能力，這就需要將不同實驗中最具有困惑性的問題結(jié)合在一起進行教學(xué)，從而使學(xué)生實驗的理論知識與能力要求都得到一定的拓展。第三，高職院校的物理實驗除了必要的教學(xué)功能之外，還具備一定的診斷與評價功能，而云計算技術(shù)在高職院校物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用可以轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)評價方式，更加全面地為學(xué)生的學(xué)習(xí)進行診斷，并提供對應(yīng)的幫助。第四，通過云計算技術(shù)，物理實驗中的各個不同組成部分都可以被有效地囊括其中，從而使學(xué)生的學(xué)習(xí)與研究不會僅僅局限在某個單一的范疇，可以促進學(xué)生的全面發(fā)展[4]。因此，加強云計算技術(shù)在高職院校物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用，不僅可以有效提高實驗教學(xué)的效率，同時還可以促進學(xué)生知識和技能的全面發(fā)展。

3 云計算技術(shù)應(yīng)用于高職院校物理實驗的教學(xué)目標(biāo)分析

根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理論的內(nèi)容，在教學(xué)過程中可以將知識留給學(xué)生自主學(xué)習(xí)，而學(xué)習(xí)的內(nèi)化，即知識的理解與再加工，則應(yīng)該在教師的引導(dǎo)下有效地進行，這也是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的基本原則?；诖朔N情況，應(yīng)該讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好與認知能力去自主選擇適合自己的學(xué)習(xí)方式與教學(xué)模式。通過云計算平臺進行高職院校物理實驗的教學(xué)，學(xué)生通過電腦、手機等終端就可以學(xué)習(xí)相關(guān)物理實驗知識。這也是使用云平臺進行高職物理實驗教學(xué)的重要目標(biāo)之一。在課余時間學(xué)生可以通過微課等方式進行實驗內(nèi)容的學(xué)習(xí)，而在實際的實驗教學(xué)中，學(xué)生可以積極主動地參與到師生互動當(dāng)中，而并非是完全依賴教師的講解，從而促進了學(xué)生知識內(nèi)化的速度與效率[5]。

4 云計算技術(shù)在高職院校物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用原則分析

雖然云計算技術(shù)在教育領(lǐng)域的廣泛運用已經(jīng)被充分證實具有較高的效率，但是在實際應(yīng)用過程中，如果不能遵循科學(xué)的原則，則必然會導(dǎo)致整體的使用效率受到很大限制。云計算技術(shù)在高職物理院校中的應(yīng)用原則主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

第一，針對高職院校物理實驗教學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題進行分析，在云計算實驗教學(xué)模式中針對“操作要素”將實驗教學(xué)的具體內(nèi)容完全外化，從而轉(zhuǎn)變現(xiàn)階段高職院校物理實驗對實際操作關(guān)注度不夠的現(xiàn)象，最終使得實驗教學(xué)的根本目的得以有效體現(xiàn)。

第二，以學(xué)生的發(fā)展為根本目標(biāo)，將高職物理實驗教學(xué)中最核心的部分，即實踐教學(xué)模塊，進行評價改革，將學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進行有效記錄，從而提高教學(xué)效果[6]。

第三，實現(xiàn)資源的優(yōu)化整合。云計算作為一種高級的信息技術(shù)，對于促進資源的優(yōu)化整合具有非常重要的意義，因此在利用云計算技術(shù)進行高職物理實驗教學(xué)的過程當(dāng)中，必須充分利用云計算這一優(yōu)勢，實現(xiàn)資源的優(yōu)化整合。

5 云計算技術(shù)在高職院校物理實驗教學(xué)中的具體應(yīng)用

5.1構(gòu)建完整的物理實驗知識體系

充分利用微課教學(xué)模式進行資源的優(yōu)化整合，利用知識碎片構(gòu)建完整的物理實驗知識體系。在基于云計算的物理實驗教學(xué)當(dāng)中，必須將物理實驗教學(xué)進行碎片化處理，也就是將物理實驗教學(xué)進行分解處理，從而使得整體的靈活性得到一定的提升?；诖朔N情況，必須要實現(xiàn)物理實驗碎片化教學(xué)資源的有效建設(shè)。這就要求教師對物理實驗教學(xué)內(nèi)容能夠深入理解，對其知識點進行分析與總結(jié)，依據(jù)知識點進行微課的開發(fā)與設(shè)計，從而滿足學(xué)生的實際需求。在物理實驗教學(xué)過程中，必須對實驗的基本原理具有清晰的認識，了解每個操作細節(jié)，熟知實驗儀器的性能，因此，實驗教學(xué)的知識準備應(yīng)包含實驗原理、儀器、操作、實驗報告與拓展研究。對于這幾個方面的內(nèi)容都需要制作對應(yīng)的微課教學(xué)視頻，每個視頻的時間一般應(yīng)該控制在10分鐘之內(nèi)，視頻內(nèi)容需要足夠精彩，從而引起學(xué)生的高度關(guān)注。針對每個實驗，通過微課建立起完整的知識體系，這是實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的最根本資源要求，同時也是為學(xué)生提供云計算教學(xué)的最根本途徑[7]?，F(xiàn)階段已經(jīng)有許多工具可以進行視頻制作，如格式工廠、會聲會影等，在實際使用過程中通過各種工具的有效組合，可以使教學(xué)視頻更加精彩。

5.2充分利用知識地圖與導(dǎo)學(xué)機制進行教學(xué)目標(biāo)的有效設(shè)計

由于物理實驗涉及的知識點較為分散，而教學(xué)資源卻是相對獨立的，因此為了促進學(xué)生更有條理地掌握相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，必須將各知識點之間的聯(lián)系有效地結(jié)合在一起，從而完善知識地圖。教師要給出具有針對性的導(dǎo)學(xué)步驟，從而使得學(xué)生在線上的學(xué)習(xí)更加流暢。此外，需要進行詳細的教學(xué)活動設(shè)計，主要內(nèi)容包括知識學(xué)習(xí)、討論與教學(xué)評價。對于知識學(xué)習(xí)，學(xué)生可以利用知識導(dǎo)航，對相關(guān)的微課資源有選擇地進行學(xué)習(xí)。云計算技術(shù)最大的優(yōu)勢是可以通過課堂BBS實現(xiàn)教師與學(xué)生之間的即時溝通與交流，同時學(xué)生的溝通與交流也可以被完整地記錄下來，這就為教學(xué)評價提供了必要的現(xiàn)實依據(jù)。此外，利用云平臺，還可以實現(xiàn)教學(xué)評價，教師可以針對實際的教學(xué)內(nèi)容以及不同的知識模塊對學(xué)生進行評價，評價主要從以下兩個方面進行：第一，根據(jù)課堂討論的記錄對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進行評價；第二，教師可以通過隨機出題的方式對學(xué)生進行考核，以此為依據(jù)對學(xué)生進行有效評價。

5.3采用線上線下的“O2O”教學(xué)模式

由于云計算技術(shù)在高職院校物理實驗教學(xué)當(dāng)中具有非常大的優(yōu)勢，因此需要促進云計算模式在高職院校中的廣泛運用，但通過單純云平臺進行相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)并不能起到較好的作用，因此要采用線上線下的“O2O”教學(xué)模式進行相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)[8]。在無線局域網(wǎng)當(dāng)中，學(xué)生可以通過智能手機隨時進行線下學(xué)習(xí)，并根據(jù)導(dǎo)航的實際情況自主地進行相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，并建構(gòu)起理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)體系，在完成理論知識學(xué)習(xí)之后，學(xué)生還需要進入實驗室親自實踐，對所學(xué)理論知識進行驗證，同時將自己在微課學(xué)習(xí)時所遇到的問題與教師進行溝通，從而提高學(xué)習(xí)效率。

6 結(jié)語

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，云計算已經(jīng)成為影響人們?nèi)粘Ｉ畹囊豁椫匾夹g(shù)，在教育領(lǐng)域具有非常廣泛的運用，因此在高職院校物理實驗教學(xué)中充分利用云計算技術(shù)可以有效提高教學(xué)效率。目前我國針對云計算物理實驗平臺的研究較少，基于此種情況，筆者進行了相關(guān)理論分析與研究，并總結(jié)了對應(yīng)的建構(gòu)策略，希望能對現(xiàn)階段我國高職院校的物理實驗教學(xué)有所啟發(fā)。

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[責(zé)任編輯孟蘊華]

2017-07-16

浦立孟(1983-)，男，江蘇鹽城人，碩士，講師，研究方向：物理教育，科學(xué)教育。

10.3969/j.issn.1671-7864.2017.05.028

TP391;G712

：A

：1671- 7864(2017)05- 0091- 03