混合學習模式在物理實驗中的應用研究

周紅

摘要：本文在簡述混合教學概念和特點的同時，分析了大學物理實驗教學中的應用意義及可行性分析，設計了混合教學模式在大學物理實驗中的應用模型，并評價了實驗的教學效果。

關鍵詞：混合學習;大學物理實驗;學習模型

中圖分類號：G642.41 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）40-0277-02

隨著網絡通信技術和多媒體技術為核心的信息技術的不斷發(fā)展，整個社會不斷地向學習型社會發(fā)展。如何將信息技術應用到高校教育教學改革上，培養(yǎng)學生的自學能力、實踐能力、創(chuàng)新意識，進一步促進高校教學質量提高，是目前教育改革與發(fā)展的重要研究課題，而且也成為大學物理實驗教學必須高度重視的問題。大學物理實驗課程是一門公共基礎課，在培養(yǎng)學生動手能力、創(chuàng)新思維和科學素養(yǎng)方面具有不可替代的作用，同時也是學生學習后續(xù)實驗課程的基礎，但受教學場地、教學條件、教學設備的限制，很難達到預期的目標。

混合學習（Blended learning）是科學合理地提高高校教育教學水平、提升教師人員綜合素質、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才能力的有效途徑之一，成為教育技術領域的研究熱點。混合學習（Blending learning）被認為是在線學習和面授相結合的學習方式，它把傳統(tǒng)學習方式的優(yōu)勢和數(shù)字化或網絡化學習（e-learning）的優(yōu)勢結合起來，既可以發(fā)揮教師的引導、啟發(fā)、監(jiān)控教學過程的主導作用，又能充分發(fā)揮體現(xiàn)學生作為學習主體的主動性，積極性和創(chuàng)造性。將混合學習模式應用于大學物理實驗中，作為傳統(tǒng)課堂學習的一種重要補充和資源的拓展，使兩者優(yōu)勢互補，提高學生的學習效率。

一、物理實驗教學中混合學習模式的應用意義

1.提高教學資源的利用率。目前已經進入“云”時代，信息量以幾何速度增加，知識更新周期變得更短。網絡為學生提供了豐富優(yōu)質且最新的學習資源，并且把相關的知識進行整合，學生通過在線自主學習，找到適合自己的學習資料，彌補了物理實驗教材更新緩慢、實驗儀器陳舊，難以滿足當今學生對最新知識的需求的問題，提高了學生對教學資源的利用率。

2.有助于滿足學生的個性化學習。大學物理實驗是一門公共必修課，學生來自不同的院系，物理實驗的基礎水平參差不齊，接受能力、興趣度等都不相同，采用傳統(tǒng)單一的教學方式，顯然很難實現(xiàn)因材施教的目的。如果實施混合學習，則能夠有效解決這一問題。學生通過網絡化學習，學生首先在課前預習上課內容，在課上針對自己預習中的疑難問題，有重點地進行提問，及時解決自己的困惑，獲得更有針對性的幫助。學生逐漸成為學習的主體。這樣有利于因材施教，培養(yǎng)學生學習的興趣。

二、混合學習模式在大學物理實驗中的可行性分析

混合學習模式在大學物理實驗課程教學中順利實施，必須解決兩個問題：（1）內部條件：教師和學生必須具備開展混合學習模式所需要的基本素質與要求;（2）外部條件：學校具備開展混合學習模式所需要的基礎設施設備。而這些條件，不管是教師、學習者還是學校都達到了可以開展混合教學模式的基本要求。

1.師生的可行性分析。在教師方面，目前教授大學物理實驗課程的教師大多畢業(yè)于理工科學校的物理專業(yè)，并具有碩士及以上學位，大學物理的基本知識，受到專業(yè)系統(tǒng)的訓練。作為一名物理實驗教師，除了深厚的理論基礎外都具有較高的實踐操作能力，對每一個物理實驗的基本原理、實驗器材、操作步驟、實驗結果的分析等都非常熟悉，配合目前開發(fā)的多媒體教學平臺使用。就學生而言，目前上課的學生都是大一或大二的，已經學習了基本的物理理論、實驗及操作知識，具有獨立操作計算機的能力。其作為“90后”的學生，多配有計算機和智能手機，樂于接受新潮事物，對網絡的依賴性強，熟悉網絡操作流程，因此，改變傳統(tǒng)單一的面授模式，實施面授+網絡的教學方式，在學生中是很容易開展的，也符合大多數(shù)學生對學習方式選擇的期待。

2.配套設施的可行性分析。就我校而言，經過幾年的建設，校園網早已經覆蓋全校并開通了無線網絡，教師和學生擁有獨立的賬號可以連接到校園網，很好地解決了師生上網的流量問題。多媒體教學平臺已經建成并投入使用，學生可通過電腦或手機登入到多媒體的教學平臺，例如BlackBoard平臺、爾雅網絡教學平臺、國家精品資源共享課等，這些教學資源的建設，將極大地豐富學生開展多樣化的教學方式。學校配備現(xiàn)代化的教育技術中心，專門用來提供技術支持，保證多媒體設施的正常使用。因此目前多媒體教室、良好的網絡環(huán)境和開發(fā)的教學平臺等已經能夠滿足在大學物理實驗教學中開展混合學習的條件。

三、大學物理實驗中混合學習模式的模型的構建

混合學習是將跨時空的網絡學習方式和傳統(tǒng)面授學習方式相結合，并以在線課程和紙質教材兩種資源載體支持的學習活動。學生在進入物理實驗室之前、之中和之后都將進行在線學習，內容主要是大學物理實驗課程以及與課程相關的網絡資源，課堂將主要講解重點難點問題和開展師生互動討論，提高學生的學習興趣，培養(yǎng)學生動手能力。如圖1所示。

1.面授前在線學習。以教學大綱為依據，要求學生在課前完成在線預習、虛擬操作、網上答疑等自主學習環(huán)節(jié)。課前學習主要是通過掃描二維碼觀看物理實驗的教學視頻，并在大學物理教學管理系統(tǒng)中完成預習測試并作為平時成績的一部分。完成預習后，學生通過教學系統(tǒng)將預習中遇到的難點和疑問反饋給教師。教師在面授中講解重要的知識點和難點，同時對不同的學生開展有針對性的輔導。通過課前的在線學習將提高資源利用率，增加師生的互動，從而極大限度地提高學生自主學習的能力。

2.面對面教學。面對面教學主要由教師對重難點解析，實驗階段，答疑解惑，歸納總結4部分構成。重難點解析仍然以教師講解為主;實驗階段要求學生根據課前預習自行獨立完成實驗內容，對于實驗中遇到的難點，學生還可以通過掃描二維碼或登錄相關的網站進行自主學習;答疑解惑是師生之間或學生之間開展互動的過程，就實驗中遇到的問題或者與實驗相關的問題進行討論，教師可以進行現(xiàn)場解答或課后解答，也可以留給學生進行課下思考。另一面學生也可以就面授結束前，教師在實驗中所提出的問題進行歸納總結，通過面授教學后，提高學生的動手能力和思考能力，調動起學生的學習積極性。

3.面授后在線學習。面授后在線學習由學生自行完成，教師并不強制要求。根據前階段的學習，學生可在課余時間自行登錄教學網站進行學習，或者就感興趣的實驗內容進行補充學習，提高學習效果。

四、混合教學法在物理實驗培養(yǎng)學生自主學習的應用研究

在物理學史上，邁克爾遜用自己命名的干涉儀器進行實驗，精確地測量微小長度，否定了“以太”的存在，這個著名的實驗為近代物理學的誕生和興起開辟了道路，1907年獲諾貝爾獎。邁克爾遜干涉儀原理簡明，構思巧妙，堪稱精密光學儀器的典范?！哆~克爾遜干涉儀的調整及使用》實驗不僅要求學生了解邁克爾遜干涉儀的結構和干涉花樣的形成原理，而且要有較好的動手操作能力才可以調節(jié)出清晰干涉圖樣，同時在實驗時要有足夠的耐心，否則容易產生較大的實驗誤差，這是能考驗學生綜合素質的一個實驗，因此本研究選取《邁克爾遜干涉儀的調整及使用》實驗作為研究課程。

本課程的時間是從2015年10月12號至12月28號，總共是11周，30次課，每次課為135分鐘，總共是20個班。為了比較教學效果，隨機選擇了10個班作為研究對象采用了混合教學模式，另外10個班采用傳統(tǒng)的教學模式。

在混合學習教學模式中，我們主要是對教學方法進行了改進，利用學校的教學條件，把《邁克爾遜干涉儀的調整及使用》實驗課程的視頻材料上傳至教學網，讓學生選擇時間自行登錄教學網站學習課程的相關內容并完成預習測試。在課堂上，老師重點講解邁克爾遜干涉調節(jié)中的注意事項和儀器調整的關鍵環(huán)節(jié)，不再演示整個實驗。學生可以自己研究實驗書上的實驗步驟或者觀看教學視頻完成整個實驗，學生可以就實驗中遇到的或者與實驗相關的問題和老師討論。學生需要自主完成實驗數(shù)據的測試，同時老師在課堂結束前15分鐘對實驗進行隨機的提問，并作為平時成績的一部分。

課程結束后，利用教學網站向學生推薦一些與實驗課程內容關系密切的網絡資源，例如利用邁克爾遜干涉儀測量空氣和液體的折射率以及邁克爾遜干涉儀測量鈉燈的波長等，讓學生利用課余時間自行搜索并學習，幫助學生進一步理解實驗。

通過比較發(fā)現(xiàn)，實驗組學生不但能夠較好地掌握邁克爾遜干涉的物理原理，而且會利用資源擴展知識進行深入的學習，能夠運用知識順利地解決問題，例如利用邁克爾遜干涉儀測量楊氏模量。改變了學生過于依賴教師的習慣，提高了學生自主學習的能力、收集處理信息的能力和動手操作能力，學生對實驗滿意度明顯提高。

總結：目前，混合教學模式已經在我校的大學物理實驗中得到了推廣，在一定程度上改變了大學物理實驗課程的教學現(xiàn)狀，激發(fā)了學生學習的興趣，增強了學生自主學習的能力，提高了物理實驗課程的教學效率。筆者相信隨著進一步的探索，混合教學模式在大學物理實驗教學效果的提高上將會發(fā)揮更大的作用。

參考文獻：

[1]俞顯，張文蘭.混合學習的研究現(xiàn)狀和趨勢分析[J].現(xiàn)代教育技術，2013，（07）：14-18.

[2]劉吉臻.從行業(yè)需求看高等工程教育人才培養(yǎng)[J].高等工程教育，2008，（3）：20-23.