蓋 磊，劉海霞，姜永清，趙培剛

(中國海洋大學 信息科學與工程學院 物理系，山東 青島 266100)

隨著網(wǎng)絡通信技術和移動信息技術的發(fā)展，利用手機輔助教學已經(jīng)成為近年來的研究熱點. 移動學習(Mobile Learning)作為傳統(tǒng)教學方式的重要補充，可以解決和實現(xiàn)教育領域教學活動的4A(Anyone,Anytime,Anywhere,Any style)問題[1-2].

在智能手機推廣使用和無線網(wǎng)絡迅速發(fā)展的今天，基于手機的應用程序APP (Application)也在不斷深入到學生的日常生活中. 如何將其引導到學習上并為教學服務是值得研究的課題[3-4].

目前，移動學習在國外的研究主要集中在歐洲和北美的經(jīng)濟發(fā)達國家，包括芬蘭赫爾辛基大學UniWap移動學習項目、歐盟的M-Learning、英國Kingston等大學的短信息服務系統(tǒng)等.

作為一種新穎便捷的學習方式，利用手機進行學習可以打破對學習對象時間和地點的限制，給予學生更多的學習自由，提高學生學習的興趣和熱情，在新形勢下提供一種新的教學模式，為本科教育教學研究提供了新方向[5-7].

1 需要解決的問題

在不同手機操作系統(tǒng)下開發(fā)針對綜合設計實驗輔助教學APP，制定并通過應用程序發(fā)布相關的輔助實驗教學內(nèi)容，為大學物理綜合設計實驗的教學提供一種新教學模式.

根據(jù)市場研究機構IDC(International Data Corporation)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示：Android和iOS兩大操作系統(tǒng)依舊是全球智能手機市場的霸主，研發(fā)基于這2種手機操作系統(tǒng)的應用程序，可滿足95%以上智能手機用戶的需要.

通過應用軟件的編寫，整體框架的設置，系統(tǒng)界面的設計，可以完成以下功能：

a.分層次的顯示功能；

b.新內(nèi)容發(fā)布功能；

c.通知信息發(fā)布功能；

d.論壇討論功能；

e.實時交互功能；

f.后臺管理功能.

2 功能的實現(xiàn)

2.1 手機用戶端

建設完成的手機APP的基本框架如圖1所示，進入APP首頁后是6個相關子模塊.

所包含的基本內(nèi)容有：

1)背景資料. 所涉及的實驗相關背景資料介紹. 彌補了課本和課堂上因篇幅和時間所限不能詳細展開介紹的內(nèi)容，既能提高學生的學習興趣，又能增加學生的知識. 圖2為光學多通道實驗的相關背景資料界面.

圖1 手機APP首頁界面

圖2 光學多通道實驗背景資料界面

2)新增項目. 新項目、新技術開發(fā)的發(fā)布. 可增添新的實驗項目和實驗技術，并及時地介紹給學生.

3)注意事項. 實驗操作中需注意的問題. 通過預先了解實驗過程中的注意事項和常見問題，可以使學生實驗操作有的放矢，安全準確，提高效率.

4)最新通知. 實驗室的最新動態(tài)通知. 針對不分專業(yè)選課和開放式教學模式，可將實驗室的各種信息及時傳達到每位同學.

5)拓展內(nèi)容. 針對實驗內(nèi)容所開設的拓展內(nèi)容. 可以讓學生在實驗室實驗操作結束后，通過相應的拓展，讓學生更加深入理解實驗，同時也可增設因實驗條件所限未能在實驗室開展的實驗內(nèi)容介紹.

6)教學安排. 提前告知學生整個學期的實驗教學安排. 綜合設計實驗采取開放式教學模式，學生可通過教學安排對學期有整體的認識，從而合理規(guī)劃實驗學習.

還包含便于教師與學生教學溝通的功能：

溝通. 設置了實時聊天室，通過該功能，學生可以提出和討論實驗相關的各種問題. 教師可針對學生在實驗過程中產(chǎn)生的問題進行解答，形成良好的教學互動.

廣場. 設置了綜合設計實驗論壇，通過該功能，學生可以以帖子的形式發(fā)表各種實驗相關問題，教師和學生都可在其帖子下發(fā)表各自的觀點. 廣場內(nèi)論壇所發(fā)表的內(nèi)容可長期保留.

投稿. 學生可通過該功能發(fā)表針對首頁下6個模塊的相關文章. 發(fā)表后的文章經(jīng)過后臺教師審核通過后可在首頁上顯示. 這種方式一方面可以增加學生興趣，提高學生的參與感；另一方面教師也可通過該功能了解學生感興趣的方向，加強相關的實驗教學內(nèi)容. 教師則可直接發(fā)表相關文章，無需經(jīng)過審核即可直接顯示.

2.2 電腦管理端

建設完成的手機APP后臺電腦端管理界面如圖3所示.

圖3 電腦管理端功能選項

可設置軟件顯示的一級欄目：設置首頁顯示的6個一級欄目(背景資料、新增項目、注意事項、最新通知、拓展內(nèi)容和教學安排).

可在一級欄目下設置二級欄目(如圖4所示)：現(xiàn)在背景資料和注意事項下設置對應實驗項目的二級欄目，可以針對不同實驗項目進行具體展開.

圖4 整體框架二級結構圖

內(nèi)容發(fā)布可在已經(jīng)設置好的各級欄目下發(fā)布相應的文字、圖片內(nèi)容.

內(nèi)容查詢可以對已經(jīng)發(fā)布出的內(nèi)容進行瀏覽、修改和刪除.

評論中心可以瀏覽并顯示回復學生所提出的問題.

用戶管理可以對使用APP的學生進行管理分類.

投稿管理則負責審批學生在各級欄目下的內(nèi)容發(fā)布，只有經(jīng)過審批的內(nèi)容才能正常顯示.

同樣，也可以在手機上直接進行各種管理. 例如，各級框架的創(chuàng)建、修改和刪除；文章的發(fā)布、瀏覽、修改和刪除等各項功能.

3 主要特色及創(chuàng)新點

作為便捷的學習方式，利用手機進行學習可以打破對學習對象時間和地點的限制，給予學生更多的學習自由，提高學生學習的興趣和熱情，在新形勢下提供一種新的教學模式探索，為本科教育教學研究提供了新方向.

與傳統(tǒng)的手機訪問網(wǎng)站相比，手機APP具有不受內(nèi)網(wǎng)訪問限制，訪問時不需輸入網(wǎng)址，便捷迅速的特點，且在有新內(nèi)容、新通知時可以及時上傳和推送.

手機APP輔助教學軟件的創(chuàng)新點體現(xiàn)在：

1)利用手機平臺輔助實驗教學，順應時代潮流，作為可隨身攜帶的學習工具，便于學生使用.

2)既增加了不便于在書本上和實驗室內(nèi)展示的學習內(nèi)容，又增加了與學生的課后互動環(huán)節(jié)，使得實驗教學生動活潑.

3)針對不同手機操作平臺進行軟件編制，使其能夠得到相同的教學服務，適應不同學生的不同情況.

4 教學效果

在最近一學期的實驗教學中，APP合計用戶數(shù)為142人，占全部選課學生人數(shù)的90%以上，學生累計投稿文章32篇，評論留言112條，實時聊天室和論壇使用活躍. 與傳統(tǒng)實驗教學模式相比，在APP的支持下，學生自主設計實驗的能力得到加強，經(jīng)問卷調(diào)查，37%的學生實驗設計內(nèi)容與APP內(nèi)討論內(nèi)容直接相關，77%的學生實驗操作內(nèi)容受益于APP內(nèi)資料.

5 結束語

通過大學物理綜合設計實驗手機輔助教學APP，學生可通過網(wǎng)絡直接下載或安裝文件安裝運行APP. 在接入無線網(wǎng)絡的情況下，學生可進行APP的升級，學習內(nèi)容的更新，獲取最新資訊，還可通過APP與同學和教師進行互動交流. 同時，在已經(jīng)研發(fā)成功的APP基礎上，可以在APP軟件主體程序，整體框架不變的情況下，可根據(jù)不同課程的特點進行必要的修改，發(fā)布針對本課程的相關內(nèi)容，推廣至其他教學課程.