探索MOOC在物理實驗教學中的應用

羅曉琴，謝英英，楊振萍

(西南科技大學,四川 綿陽　621010)

探索MOOC在物理實驗教學中的應用

羅曉琴，謝英英，楊振萍

(西南科技大學,四川 綿陽621010)

摘 要：MOOC作為一種新型在線教學模式給全球教育領域帶來了一場深刻的教學變革。本文針對MOOC的發(fā)展和特點，結合本校MOOC工作的開展，闡述如何在物理實驗教學中應用MOOC的優(yōu)勢，充分共享優(yōu)質的實驗設備與師資，更好地培養(yǎng)和提高學生的實踐技能。

關鍵詞：MOOC；教學變革；物理實驗；實踐技能

MOOC(Massive Open Online Courses)就是大型開放式網絡課程，中文翻譯為“慕課”[1]。2007年8月大衛(wèi)·懷利在猶他州州立大學教授早期開放給全球有興趣學習的人來參與的研究生課程是大型開放式網絡課程的原型。2011年秋天，大型開放式網絡課程有重大突破，超過16萬人透過賽巴斯汀·索恩新成立的知識實驗室(現稱Udacity) 參與索恩和彼得·諾威格所開設的《人工智能導論》課程。這被譽為“印刷術發(fā)明以來教育最大的革新”，從此拉開全世界教育的第二次革命的序幕。

2012年，斯坦福大學另外兩位教授創(chuàng)立了Coursera在線免費課程，其學生人數突破100萬；麻省理工學院和哈佛大學整合兩校師資，聯手實施edX在線教學計劃，第一批課程的學生人數就突破37萬，有全球上百家知名高校申請加入。因此，2012年被紐約時報命名為“慕課元年”[2]。

MOOC的崛起給我國在線教育走上國際舞臺提供了新的契機[3]。2013年初，北京大學和清華大學宣布加入哈佛大學和麻省理工學院發(fā)起的在線教育平臺edX。同年10月，清華的TsinghuaX提供的History of Chinese Architecture開課。2014年5月，中國教育部愛課程網和網易合作推出了擁有中國自主知識產權的MOOC平臺,免費提供北京大學、浙江大學、復旦大學、中國科學技術大學、哈爾濱工業(yè)大學等二十多所高校的課程。

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》明確指出：“信息技術與教育的結合，將會給教育帶來革命性的變革”，MOOC正是全球化與信息化兩大潮流匯集的新潮流。針對中國大學較為封閉的教學模式和學籍管理模式，逐步引入大型開放式網絡課程教學模式，對于中國大學教育現狀的改革，以及高考升學選拔制度的優(yōu)化，全面貫徹素質教育方針，逐步實行大學教育的普及，都有著一定的現實意義。

1MOOC的特點

MOOC改變了傳統(tǒng)的教育模式,讓教學從以教師為中心真正轉變?yōu)橐詫W生為中心，所有參與MOOC學習的學生必須自主學習，而不是一味地被動接收老師的灌輸；MOOC增加了學生和教師之間的互動和個性化的接觸時間，雖然不是直接與教師面對面地交流，但是可以隨時在平臺提問，隨時有人解答；MOOC創(chuàng)造了讓學生對自己學習負責的環(huán)境,而視頻課程被切割成5-8分鐘甚至更小的“微課程”，由許多小問題穿插其中連貫而成，就像游戲里的通關設置，只有答對才能繼續(xù)聽課[4]。這樣不僅讓學生學會積極主動帶著問題去思考和學習，而且還讓學生學習一個知識點掌握一個知識點。避免了平時一次性囫圇吞棗式地接受一大堆知識卻難于消化吸收的弊病。

MOOC的缺陷跟其他視頻學習資料一樣有“距離感”；而且一門課程雖然所有人都可注冊學習，但一層不變的視頻內容也難滿足多個層次學生的需求；評分機制與監(jiān)督機制都有待完善,否則無法客觀公正地評價與檢驗每一位學生的學習情況與結果。

2MOOC在物理實驗教學中的應用

2.1物理實驗的傳統(tǒng)教學模式

主要是以教師講解相關實驗原理和儀器使用要點，然后學生操作練習與數據測試或現象觀察。這樣的模式直觀形象，學生易于接受，有問題也可以現場作答，更容易發(fā)現學生的不足而加以指導。但由于現在各個高校學生數量多，實驗設備少是普遍現象，加上學時數有限，導致每一堂實驗課學生都是來也匆匆，去也匆匆。要在規(guī)定時間內為完成學習任務，學生更多的是模仿老師的示范操作，很少思考。即使有問題發(fā)現，即使也虛心請教，教師在課堂上也不可能指導每一位學生，指導了甲或許就沒時間指導乙，導致部分學生帶著問題來上課，依然帶著疑問離開，久而久之，學生就習慣被動接受教師傳授的知識點，處處以教師為中心，而疏于自主學習與積極思考，更談不上創(chuàng)新技能。教師也會逐漸在大量的教學任務壓力下，更多的把學生當作存儲知識的容器，勤于灌輸或授之以魚，而疏于授之以漁。

但是,幾乎所有高校的物理實驗的傳統(tǒng)模式教學基本都是由課前預習、課堂練習、課后歸納總結三部分構成，這從形式上非常適合MOOC的片斷式教學要求，加上物理實驗內容的基礎與共性，物理實驗設備資源的多樣性，更需要加強高校間的交流與合作，更應充分利用MOOC的優(yōu)勢，實現優(yōu)質的師資與優(yōu)質的設備資源共享。因此，在物理實驗中應用MOOC具有超強的現實意義。

2.2基于MOOC的物理實驗教學模式

2.2.1構建物理實驗的MOOC教學模式

我校在今年開始在部分課程嘗試MOOC建設，有幸所在的大學物理實驗省級示范中心的《大學物理實驗》被列入首批MOOC課程，自己也承擔了其中一個實驗的MOOC資源建設工作。深切體會到MOOC這種新的輔助教學模式的利弊。如果揚長避短，MOOC將大大促進物理實驗的教與學，更有利于發(fā)揮物理實驗的實踐和創(chuàng)新教育功能[5-6]。

現在以“電橋測電阻”實驗為例，制作其MOOC大體過程是：(1)分解和重構知識點。將本實驗內容分解為3個知識點，針對每個知識點大量收集各種資料，然后再根據教學大綱要求進行有針對性地篩選。(2)錄像。由一名物理實驗教學經驗豐富的教師根據3個知識點準備15～30分鐘的課堂講解，制成錄像帶。(3)編輯。將收集的資料根據需要穿插到剪輯到錄像中去，制成每5分鐘一個知識點片斷，然后穿插問答與測驗，制成15分鐘的規(guī)范MOOC 視頻資料。(4)發(fā)布。在學校給定的網站上傳視頻資料，供校內學生瀏覽學習，試運行。(5)信息反饋。根據在線平臺學生的提問與建議，反復斟酌，再重新編排和完善實驗教學內容，以供不同層次的學生學習。

學生可以根據自己的時間安排，在選擇MOOC前有計劃有針對性地進行相關物理實驗的理論知識學習；再在相關網站瀏覽后選擇自己需要的MOOC，注冊學習；課后還可以發(fā)布自己的學習心得體會與更多的學員分享，也可以自己制作自己的學習視頻。

2.2MOOC與傳統(tǒng)實驗教學有機結合。

物理實驗是理工科學生都要學習的一門基礎實踐課程，傳統(tǒng)的教學模式都是要求教師在每次課堂只講解15-30分鐘，余下時間都是學生自己操作練習。而學生要在短時間內一次性把教師所講的知識點和注意事項全部吸收并加以應用，使非常困難的。因為每個實驗都會有許多細節(jié)要求，而某一個細節(jié)的不到位都可能導致整個實驗的失敗。而MOOC剛好解決了這些問題，也讓教師更加刻意精細化自己的教學過程 ，有意識地重新把各個知識點分解成5分鐘左右的教學片斷，并輔之以相關文字資料或視頻畫面，生動形象地再現學習過程[7-8]。也會力所能及地把一些典型的問題以提問的形式去檢驗學生的學習效果，真正讓學生一步一個腳印去推進學習。

但是，實驗畢竟不同于理論學習，所有的知識點最終都必須內化為學生的動手操作能力的鍛煉和提高，因此，物理實驗的MOOC并不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)教學，還必須與傳統(tǒng)實驗教學有機地結合在一起[9-10]。我校每個物理實驗都有一個課前預習環(huán)節(jié)，以前都是學生照書抄寫預習報告，真正認真閱讀與理解的很少，既浪費時間又沒什么效果。現在將MOOC放在實驗預習環(huán)節(jié)，學生就可以在課前根據MOOC提供的視頻資料的，逐一完成各個“通關”環(huán)節(jié)，如果完成不了，可以在線留言或提問，教師也可以收集大家的問題，在課堂教學中更有針對性地講解與指導，提高教學效果。學生也可以事先知道自己本次課學習的難點在哪，聽課也更有針對性與目的性，學習效率也可以大大提高。

2.3MOOC與實驗演示與仿真等其他視頻教學的區(qū)別

在物理實驗教學中也有很多成熟的輔助教學手段，比如演示與仿真試驗系統(tǒng)，可以讓學生在虛擬平臺上直接實驗。但是這些平臺大都收費，也沒有時間限制，要完成自主學習，這對于人天生的惰性是個極大的挑戰(zhàn)。而MOOC所有的教學資源完全開放，但有時間限制，就要求學生在學習過程中要有時間觀念，注重學習效率[11]。

其他視頻資料大都是全面籠統(tǒng)地泛泛而講，層次感沒那么分明，也沒有完備的檢測與評價系統(tǒng)，學習起來難免枯燥乏味。而MOOC注重每個實驗知識點的細化，每個知識點基本都有對應的檢驗題目，讓學生邊學邊收獲，更能讓學生體會到學有所獲得滿足感與自豪感。

MOOC給學生提供更多的優(yōu)質資源選擇[12-13]。即使在最普通的學校，學生也可以選擇國內甚至國外任何名校名師去學習，打破了地域與時空的限制，也給更多好學者提供了更多的學習機會，也讓名師名校的走進了普通人群。

以上任何優(yōu)點都是針對有強烈學習欲望，基礎較好還有一定自主學習能力的學生而言的。反之，MOOC的這些優(yōu)點就會轉變成它的缺點。這就難怪大量統(tǒng)計結果顯示，MOOC學生輟學率高達90%以上。雖然進MOOC不難，但堅持MOOC學習非常難。因此，MOOC也不能完全取代傳統(tǒng)教學，尤其是不能取代物理實驗類的實踐教學。

3結束語

MOOC為開放教育和終身教育環(huán)境下進行自主學習提供了有效和靈活的渠道，因此，MOOC也給新時代的教學改革帶來新的挑戰(zhàn)和機遇，在大量優(yōu)質資源共享的同時，如何發(fā)揮MOOC的優(yōu)勢來促進高校教育改革，加強人才的培養(yǎng)，將是一個長期的探索實踐的過程。

參考文獻：

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Explore the Application of MOOC in Physics Experiment Teaching

LUO Xiao-qin,XIE Ying-ying,YANG Zhen-ping

(Southwest university of science and technology,Sichuan Mianyang 621010)

Abstract：MOOC as a new type of online teaching mode for global education field has brought a profound teaching reform.This paper,aiming at the development and characteristics of MOOC,combined with the MOOC work of the school's development and illustrated how to apply MOOC in the physical experiment teaching advantages,fully sharing of experimental equipment and teacher quality,better training and improving the students' practical skills.

Key words：MOOC；teaching reform；physics experiment；practical skills

收稿日期：2015-11-10

基金項目：教育部高等學校物理基礎課程教學指導委員會項目(WJZW-2010-38-xn.)

文章編號：1007-2934(2016)02-0125-03

中圖分類號：G 420

文獻標志碼：A

DOI：10.14139/j.cnki.cn22-1228.2016.002.033