學(xué)習(xí)空間視域下的近代物理實驗室建設(shè)探索

潘崇佩， 趙瑋璐， 陳 靖， 徐 音， 唐柏權(quán)， 孔勇發(fā)

(南開大學(xué) a.物理科學(xué)學(xué)院； b.基礎(chǔ)物理國家級實驗教學(xué)示范中心，天津 300071)

0 引 言

教學(xué)實驗室是增強學(xué)生創(chuàng)新實踐能力、培養(yǎng)綜合素質(zhì)人才的重要平臺[1-2]。在教育改革不斷深化的背景下，部分實驗室出現(xiàn)供需失衡、效能減弱、學(xué)生參與度不足等結(jié)構(gòu)性問題，對育人效果產(chǎn)生不利影響。而這些實驗室大多具有很強的傳統(tǒng)教學(xué)模式，其空間布局、運行模式、管理策略源于“以教為中心”的舊教學(xué)理念，因此難以與后疫情時代日漸流行的建構(gòu)主義、多媒體學(xué)習(xí)、泛在化學(xué)習(xí)等新型教育形態(tài)相匹配[3-4]。為應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，亟須在教育科學(xué)框架下尋找一種適應(yīng)新形勢的實驗室重構(gòu)與建設(shè)方案，以保障高校實驗教學(xué)持續(xù)健康發(fā)展。

近年興起的“學(xué)習(xí)空間”概念，將建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、信息技術(shù)與教學(xué)環(huán)境有機整合，為教室、實驗室、圖書館等各類教育環(huán)境建設(shè)指出了一條可行的改革路徑[5-6]。作為傳統(tǒng)教學(xué)空間的進(jìn)階形態(tài)，學(xué)習(xí)空間遵循“以學(xué)生為中心”的設(shè)計理念，倡導(dǎo)教師、教學(xué)資源、信息技術(shù)、建筑布局等各個要素都為學(xué)生的學(xué)習(xí)服務(wù)，并逐步演化出智慧性、開放性、非線性等新型特征。在實踐方面，學(xué)習(xí)空間將傳統(tǒng)教室變革為主動學(xué)習(xí)教室、未來教室等各式智慧教室，已取得巨大成功[7-8]。而在實驗室環(huán)境下，由于存在學(xué)生、教師、實驗設(shè)備、實驗環(huán)境等主客體間的多向交互作用，具有復(fù)雜度高、個性化需求突出等特點，基于學(xué)習(xí)空間的實驗室建設(shè)研究正處于起步階段。

《教育信息化2.0行動計劃》指出，要開展以學(xué)習(xí)者為中心的智能化教學(xué)支持環(huán)境建設(shè)，加快建設(shè)智能教室、智能實驗室等智能學(xué)習(xí)空間，推進(jìn)信息技術(shù)和智能技術(shù)深度融入教育教學(xué)全過程[9]。學(xué)習(xí)空間理念與當(dāng)前主流教育政策導(dǎo)向深度契合，為教育信息化全面融入實驗教學(xué)環(huán)境提供一種整體性解決思路。依托基礎(chǔ)物理國家級實驗教學(xué)示范中心，結(jié)合物理學(xué)科專業(yè)特點，圍繞環(huán)境建設(shè)、教學(xué)設(shè)計、運行管理等綜合實踐，重構(gòu)具有學(xué)習(xí)空間典型特征的近代物理實驗室，從而為高校實驗類學(xué)習(xí)空間的一般性建設(shè)提供借鑒。

1 學(xué)習(xí)空間概述

1.1 學(xué)習(xí)空間發(fā)展背景及特征

學(xué)習(xí)空間是基于學(xué)習(xí)理論、學(xué)習(xí)科學(xué)與信息技術(shù)等學(xué)科基礎(chǔ)發(fā)展而來的新興概念，是教育范式變遷的重要節(jié)點。隨著社會對于創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型人才需求不斷擴大，傳統(tǒng)課堂長期沿用的標(biāo)準(zhǔn)化教育方案及批量知識灌輸?shù)摹傲魉€”模式受到?jīng)_擊，而認(rèn)知建構(gòu)主義、情境認(rèn)知等學(xué)習(xí)理論日益得到重視。這些新理念作用于教育環(huán)境領(lǐng)域，不斷推進(jìn)教育要素融合、學(xué)習(xí)空間應(yīng)運。

學(xué)習(xí)空間涵蓋“所有用于學(xué)習(xí)的場所”[10]，因此極大拓展了傳統(tǒng)教學(xué)空間的邊際，具有豐富意涵。從地點來看，學(xué)習(xí)空間并非將學(xué)習(xí)過程完全限制于課堂，而是可以發(fā)生在教室、實驗室、圖書館、校園連廊等各類正式、非正式場所；從場景來看，學(xué)習(xí)空間既支持物理實境中的學(xué)習(xí)活動，也支持虛擬情境中的數(shù)字化學(xué)習(xí)；從最終目標(biāo)來看，學(xué)習(xí)空間的全部要素皆是為了提升受教育者的學(xué)習(xí)體驗。相比于傳統(tǒng)教學(xué)空間注重于“教”，學(xué)習(xí)空間強調(diào)“以學(xué)生為中心”，其關(guān)注點集中于教育環(huán)境對學(xué)習(xí)活動的支持。

1.2 實驗類學(xué)習(xí)空間及其建設(shè)要求

教室和實驗室是高校兩類典型教學(xué)場所?；趯W(xué)習(xí)空間理念將傳統(tǒng)教室改造為智慧教室，已成為近年來教育界及產(chǎn)業(yè)界應(yīng)用的熱點方向，相關(guān)研究已趨于成熟。各類智慧教室的共同特征可歸納為環(huán)境管理的便捷性以及情境感知的深入性[11]，為實驗室向?qū)嶒烆悓W(xué)習(xí)空間的轉(zhuǎn)變提供了參考依據(jù)。與此同時，實驗室與教室環(huán)境還存在顯著區(qū)別的若干特征，在設(shè)計與建設(shè)時應(yīng)予以重視。

(1) 在實驗儀器方面。不同于教室環(huán)境下知識在教師與學(xué)生間直接傳遞的過程，學(xué)生在實驗室中需要自主操作教學(xué)儀器、完成實驗課題，從而實現(xiàn)知識學(xué)習(xí)與能力培養(yǎng)。儀器設(shè)備作為實驗室的重要組成部分，起到串聯(lián)學(xué)生與教師的關(guān)鍵作用。實驗類學(xué)習(xí)空間中教學(xué)儀器應(yīng)具備一定程度的智能化，并且能夠依據(jù)實驗項目特點提供個性化、沉浸式學(xué)習(xí)體驗。

(2) 在師生交互方面。不同于以講授為主的理論課，實驗課程多采取“以實踐為主體、講解與實踐并行”的混合授課形式。學(xué)生在實踐時遇到困難，往往傾向于向教師或同學(xué)提問，在認(rèn)清問題、確定下一步方案后繼續(xù)實驗。此過程循環(huán)往復(fù)，直至實驗?zāi)康娜窟_(dá)成。這種漸進(jìn)式學(xué)習(xí)為師生、生生之間的有效互動預(yù)留了空間。實驗類學(xué)習(xí)空間需要設(shè)置問題式引導(dǎo)、過程化考核等突顯學(xué)生主體地位的教學(xué)設(shè)計，將學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生。教師應(yīng)避免機械式地灌輸知識和技能，而在實驗流程的節(jié)點處適時介入，從而提升學(xué)生主動進(jìn)行合作性、研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。

(3) 在教育技術(shù)方面。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、VR、AR等手段不斷發(fā)展，信息化技術(shù)對于現(xiàn)有的實體實驗起到良好的補充效果，其中虛擬仿真技術(shù)在解決高成本、高危險、高消耗、不可逆操作、大型綜合訓(xùn)練等實驗問題已展現(xiàn)出巨大成效[12]。實驗類學(xué)習(xí)空間需要依據(jù)實驗項目的具體情況，提供物理空間與信息空間的有效支撐與銜接，支持學(xué)生在雙重空間中靈活切換。

1.3 實驗類學(xué)習(xí)空間研究現(xiàn)狀

構(gòu)建實驗類學(xué)習(xí)空間需要從教學(xué)環(huán)境、方法、技術(shù)等多方面共同介入。目前，研究者大多從智慧化角度切入，進(jìn)行實驗類學(xué)習(xí)空間建設(shè)路徑的詮釋。例如，林燕奎等[13]提出從實驗室規(guī)劃、硬件設(shè)施、軟件配套三方面進(jìn)行設(shè)計，建立環(huán)境友好型的自適應(yīng)智慧實驗室。黎啟龍等[14]提出通過智慧管理、教學(xué)、環(huán)境的現(xiàn)實空間和虛擬空間構(gòu)建智慧實驗教學(xué)中心，以物聯(lián)網(wǎng)、云計算、虛擬現(xiàn)實、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)推動實驗中心信息化建設(shè)的新形態(tài)。余泰等[15]提出，以數(shù)字化校園建設(shè)為基礎(chǔ)，以服務(wù)師生為導(dǎo)向、統(tǒng)一云平臺為基礎(chǔ)、未來課堂為核心、智能數(shù)據(jù)分析為支撐，構(gòu)建規(guī)范、安全、可靠的智慧校園環(huán)境。以上研究工作涵蓋智慧實驗室、智慧實驗中心以及智慧校園等不同層次，為基于學(xué)習(xí)空間理念進(jìn)行近代物理實驗室具體建設(shè)提供了信息化視角的宏觀參考。

2 近代物理實驗室運行現(xiàn)狀及存在的問題

“近代物理實驗”課程是國內(nèi)外高校物理系普遍開設(shè)的專業(yè)必修課，實驗項目涵蓋諾貝爾物理學(xué)獎經(jīng)典實驗以及現(xiàn)代應(yīng)用型實驗，具有難度大、專業(yè)性強、知識學(xué)習(xí)與科研探索相銜接的特點。學(xué)校依托基礎(chǔ)物理國家級實驗教學(xué)中心下屬的近代物理實驗室開設(shè)這一課程，面向物理學(xué)院、電光學(xué)院和伯苓學(xué)院(基礎(chǔ)學(xué)科拔尖班)本科生授課。

在長期教學(xué)實踐中，傳統(tǒng)近代物理實驗室雖為授課任務(wù)提供了必要的軟硬件支持，但仍存在一些不利于學(xué)習(xí)活動的因素，其中不乏高校教學(xué)實驗室常見的共性問題，例如：

(1) 實驗室布局優(yōu)化程度不足。受場地限制，多個實驗項目通常集中于同一實驗室，其所需環(huán)境條件(如遮光、靜音、消磁等)不盡相同，導(dǎo)致實驗項目間存在一定干擾；缺少獨立的學(xué)習(xí)交流區(qū)，學(xué)生在實驗過程中直接討論，易對其他同學(xué)造成影響，也不便于學(xué)生與教師間深入互動；實驗室布局千篇一律，易對學(xué)生造成沉悶單調(diào)的心理暗示，不利于形成良好的學(xué)習(xí)氛圍。

(2) 實驗室信息化程度低。實驗室未配置針對實驗項目的專用集成化信息系統(tǒng)，學(xué)生參照紙質(zhì)講義教材或說明書進(jìn)行實驗，雖然能夠自行搜索互聯(lián)網(wǎng)獲取資料，但針對性差、上課效率不高；實驗室對于虛擬仿真實驗的支持有限，雖開設(shè)了個別仿真實驗項目，但未形成覆蓋整個課程內(nèi)容的完整項目庫；教師依托紙質(zhì)實驗報告考核學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，評價方式靜態(tài)原始，沒有產(chǎn)生針對學(xué)生個體的全過程電子檔案。

(3) 實驗室教學(xué)模式單一。實驗室現(xiàn)有的教學(xué)環(huán)境完全面向線下教學(xué)場景建設(shè)，對于線上教學(xué)以及線上線下混合式教學(xué)模式適配不足。學(xué)生只有處于實驗室中才能完成實驗學(xué)習(xí)活動，降低了實驗室的使用效率。實驗室呈現(xiàn)出“信息孤島”的狀態(tài)，與學(xué)生的關(guān)聯(lián)程度不強。

3 學(xué)習(xí)空間融入近代物理實驗室建設(shè)實踐

鑒于教學(xué)資源、信息技術(shù)、建筑布局等要素共同影響學(xué)生的學(xué)習(xí)活動，有必要在學(xué)習(xí)空間框架下統(tǒng)籌考慮這些因素，對現(xiàn)有近代物理實驗室加以重構(gòu)建設(shè)。這有助于提升學(xué)生在近代物理實驗課程中的學(xué)習(xí)效果，也對解決傳統(tǒng)實驗室所面臨的共性問題具有一定現(xiàn)實意義。中心立足于教學(xué)環(huán)境、教學(xué)設(shè)計、運行管理等3個方面，綜合探索學(xué)習(xí)空間理念融入實驗室建設(shè)的整體路徑，其總體框架見圖1。

圖1 基于學(xué)習(xí)空間理念的近代物理實驗室建設(shè)框架

3.1 環(huán)境建設(shè)

教學(xué)實驗室區(qū)別于其他教學(xué)場所(如居家實驗環(huán)境)的核心特征，實驗室可為學(xué)生構(gòu)建出一種集約化的實踐學(xué)習(xí)環(huán)境，并通過實驗室文化、師生共同體等隱性要素對學(xué)生個體發(fā)展施加潛移默化的影響[16]。學(xué)習(xí)空間框架下的實驗室環(huán)境建設(shè)涵蓋物理空間(實體空間)建設(shè)與信息空間(虛擬空間)建設(shè)兩重內(nèi)容。

3.1.1 物理空間建設(shè)

物理空間建設(shè)需要考慮用戶便捷性、儀器可用性、實驗室安全性等條件。近代物理實驗課程所涉及的設(shè)備種類較多、價格昂貴，光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等不同儀器的使用條件不盡相同。從提升空間利用率、減少實驗干擾等角度出發(fā)，應(yīng)當(dāng)將各類實驗項目合理區(qū)隔。其次，應(yīng)在實驗區(qū)域外設(shè)置單獨的師生討論室，以便調(diào)配適當(dāng)?shù)男畔⒒夹g(shù)，從而使師生交互效果達(dá)到最佳。

綜合以上因素，借鑒分散式、扁平化的智慧教室房間結(jié)構(gòu)，將近代物理實驗室重構(gòu)為圖2所示的建筑布局，使用輕鋼龍骨與石膏板將實驗室空間分隔為多個子空間，并針對新布局重新規(guī)劃消防，以滿足實驗室安全要求，建設(shè)后的實際場景見圖3。這種布局的優(yōu)勢在于保證較為清晰的功能分區(qū)以及行動路線，營造出課堂環(huán)境的整潔感與秩序感；學(xué)生在子空間中以小組形式進(jìn)行實驗，不易受其他組別學(xué)生干擾，有利于調(diào)動其自主學(xué)習(xí)、自主探索的氛圍，提升其對實驗課程學(xué)習(xí)的重視程度。

圖2 重構(gòu)后的近代物理實驗室布局

圖3 重構(gòu)后的近代物理實驗室實際場景

3.1.2 信息空間建設(shè)

信息空間是物理空間的重要延伸與補充。近代物理實驗室信息空間建設(shè)具體包含面向?qū)嶓w實驗的專用信息系統(tǒng)建設(shè)與虛擬仿真實驗項目整合兩部分。

(1) 建設(shè)針對實體實驗的集成化信息系統(tǒng)?；贚AMP架構(gòu)和Bootstrap前端框架編寫了面向近代物理實驗課程實體實驗的自建信息系統(tǒng)。系統(tǒng)具有友好的人機交互界面，內(nèi)容涵蓋課程講義、儀器說明以及教師篩選整理的精品教學(xué)資源鏈接(見圖4)。這一系統(tǒng)可供學(xué)生在實驗過程中隨時進(jìn)入信息空間瀏覽相關(guān)資料，提高其信息搜索的指向性。除提供豐富的多媒體資料外，這一系統(tǒng)還可用于收集學(xué)生課前預(yù)習(xí)時存在的疑難問題，便于教師課前掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，從而針對性地進(jìn)行交流討論。

圖4 近代物理實驗自建信息系統(tǒng)界面

(2) 整合虛擬仿真實驗項目庫。鑒于很多近代物理實驗涉及核輻射、低溫、高壓等極端條件，在教學(xué)實驗室中實際開設(shè)這些專業(yè)性實驗存在一定困難，使用虛擬仿真實驗代替實體實驗成為一種較為理想的解決方案。依據(jù)近代物理實驗課程大綱及選課專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，對“國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目共享服務(wù)平臺”上線的70余項物理類、核物理與工程類實驗題目進(jìn)行測試與篩選，與學(xué)校自行開發(fā)的4項虛擬仿真實驗項目整合，形成面向物理、電光、基礎(chǔ)學(xué)科拔尖班等不同類別學(xué)生的虛擬仿真實驗項目庫，支撐不同需求的學(xué)生在信息空間中開展個性化學(xué)習(xí)活動。

3.1.3 雙空間融合

物理空間與信息空間的建設(shè)為學(xué)生學(xué)習(xí)活動給予不同維度的支持，其功能并非彼此割裂，而是存在內(nèi)在關(guān)聯(lián)。從環(huán)境心理學(xué)角度出發(fā)，通過在實驗室不同功能區(qū)域中設(shè)置相應(yīng)二維碼載體，吸引學(xué)生自然過渡到信息空間的對應(yīng)功能區(qū)，從而實現(xiàn)物理空間與信息空間耦合。例如，在子實驗室的實驗臺面放置相關(guān)諾貝爾獎科學(xué)家的原始論文及肖像照，引導(dǎo)學(xué)生自行掃碼、更深入地學(xué)習(xí)實驗背景；在隔墻上張貼往屆學(xué)生所作的優(yōu)秀海報，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注、了解并評價朋輩的實驗結(jié)果。物理空間與信息空間二者融合的具體形式匯總于圖5。由此構(gòu)建出具有課程特色的實驗室文化，使學(xué)生獲得沉浸式實驗學(xué)習(xí)氛圍。

圖5 物理空間與信息空間的銜接方式

3.2 教學(xué)設(shè)計

學(xué)習(xí)空間環(huán)境建設(shè)重塑了傳統(tǒng)實驗室的硬件基礎(chǔ)，進(jìn)而為教學(xué)實驗室應(yīng)用層面帶來了變革的潛在可能。改造后的近代物理實驗室不僅支持常規(guī)的線下授課模式，同時也為線上以及線上線下混合式授課方式提供便利條件。

3.2.1 對于線下教學(xué)形態(tài)的支持

線下授課是常規(guī)教學(xué)實驗室普遍應(yīng)用的教學(xué)形式。近代物理實驗課程采用小組式學(xué)習(xí)方式，學(xué)生以2～3人為一組，通過“預(yù)習(xí)—討論—實驗—討論—報告”的形式進(jìn)行實驗探究。重構(gòu)后的近代物理實驗室在各個環(huán)節(jié)體現(xiàn)出“以學(xué)生為中心”的核心理念。

(1) 思辨式預(yù)習(xí)討論。學(xué)生在課前訪問實驗信息系統(tǒng)的預(yù)習(xí)模塊，完成實驗項目預(yù)習(xí)任務(wù)，并以PPT形式完成預(yù)習(xí)報告。學(xué)生進(jìn)入實驗室，將自己的預(yù)習(xí)報告向同組同學(xué)及教師講解展示，而后對彼此預(yù)習(xí)報告中的細(xì)節(jié)進(jìn)行辯證性互評，最后教師將存在的預(yù)習(xí)問題與學(xué)生進(jìn)行深入討論。實驗室提供完備的攝錄設(shè)備，將全過程以視頻形式記錄。

(2) 個性化實驗選單。預(yù)習(xí)討論環(huán)節(jié)結(jié)束后，小組根據(jù)實驗信息系統(tǒng)提供的任務(wù)選單進(jìn)行選擇。根據(jù)項目不同難度，實驗任務(wù)可分為基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和探究性實驗。實驗?zāi)繕?biāo)具有層次性，教師根據(jù)學(xué)生的專業(yè)方向及預(yù)習(xí)效果進(jìn)行適當(dāng)建議，學(xué)生可根據(jù)自身興趣靈活搭配個性化的實驗內(nèi)容。在每一個任務(wù)節(jié)點完成后，學(xué)生小組在師生討論室中與教師分析實驗結(jié)果，并確定下一階段實驗方案。最終教師根據(jù)實驗完成度、選單難度等內(nèi)容對實驗過程進(jìn)行整體性評估。微弱信號檢測實驗項目任務(wù)選單(見表1)。

表1 “微弱信號檢測”實驗任務(wù)選單

(3) 多媒體作業(yè)考核。目前各高校實驗課程的考核形式多以紙質(zhì)實驗報告為主，其缺點在于評價方式單一，靈活性不足，容易出現(xiàn)學(xué)生機械式摘錄教材甚至抄襲作業(yè)的情況。對于滿足錄制條件的部分實驗，重構(gòu)后的近代物理實驗室為學(xué)生開放多媒體作業(yè)考核的選項。學(xué)生在實驗過程中，可以利用實驗室提供的攝錄軟硬件設(shè)備將實驗過程中的關(guān)鍵實驗步驟、實驗結(jié)果進(jìn)行記錄，最終以視頻的形式提交報告。相比于傳統(tǒng)的紙質(zhì)實驗報告，視頻報告考核方式涵蓋影像、聲音、文字等多維信息，對于學(xué)生的語言表達(dá)、團(tuán)隊合作以及信息整合能力具有良好的鍛煉效果。

3.2.2 對于混合式教學(xué)形態(tài)的支持

受益于MOOC技術(shù)的發(fā)展，線下教學(xué)模式“預(yù)習(xí)—討論—實驗—討論—報告”的流程可被整體移植至“線上+線下”混合式教學(xué)中。其中，預(yù)習(xí)階段仍由學(xué)生在課前通過實驗室信息空間提供的預(yù)習(xí)模塊完成，討論階段由學(xué)生小組與教師在線上會議室中完成。其他學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)在線下完成。

3.2.3 對于線上教學(xué)形態(tài)的支持

重構(gòu)后的近代物理實驗室支持虛擬仿真實驗、實體實驗兩類線上教學(xué)活動。對于虛擬仿真實驗，學(xué)生可借助信息空間所整合的虛擬仿真實驗項目庫實現(xiàn)“預(yù)習(xí)—實驗—報告”一站式自主學(xué)習(xí)，并通過線上會議室與教師隨時保持互動與討論。對于實體實驗，教師與助教可利用實驗室為每個子空間所搭載的計算機及多機位攝像頭完成實驗課程的實時直播。在實體實驗線上教學(xué)過程中，學(xué)生與教師通過互聯(lián)網(wǎng)實時交流，在教師引導(dǎo)下確定實驗方案，并在教師幫助下遠(yuǎn)程完成實驗操作。這種教學(xué)形式的創(chuàng)新之處在于教師與學(xué)生的角色互換，學(xué)生藉由教師或助教指引操作實驗儀器、觀察實驗現(xiàn)象并獲得最終的實驗結(jié)果。這一過程側(cè)重于鍛煉學(xué)生分析并處理突發(fā)問題的能力。

3.3 運行管理

學(xué)校已為設(shè)備、家具、試劑、技術(shù)安全等實驗室常規(guī)管理活動建立了統(tǒng)一的信息化平臺。對于這些環(huán)節(jié)，近代物理實驗室嚴(yán)格遵照學(xué)校要求執(zhí)行相關(guān)管理工作。與此同時，重構(gòu)后的實驗類學(xué)習(xí)空間還具備“以學(xué)習(xí)者為本”的管理特征，在實驗信息系統(tǒng)中體現(xiàn)。

(1) 實驗預(yù)約模塊。近代物理實驗課程采用定時制與小組預(yù)約制結(jié)合的選課方式，具有較強的靈活性。學(xué)生采用預(yù)約制上課，有助于激發(fā)其自主學(xué)習(xí)意識，引導(dǎo)其合理規(guī)劃自身學(xué)習(xí)活動。實驗信息系統(tǒng)提供上課預(yù)約模塊，方便學(xué)生基于其學(xué)業(yè)任務(wù)靈活確定自己的實驗時間。

(2) 學(xué)習(xí)檔案模塊。重構(gòu)后的實驗室可支撐思辨式預(yù)習(xí)討論、個性化實驗選項以及視頻作業(yè)等多項教學(xué)步驟，這些環(huán)節(jié)均以影音文件形式留下歷史記錄，形成覆蓋教學(xué)全過程的多媒體檔案，從而全方位刻畫出學(xué)生的學(xué)習(xí)畫像。學(xué)生在實驗課結(jié)束后可回顧自身的學(xué)習(xí)檔案，對于實驗成效形成自我評估與反思。

(3) 作業(yè)展示模塊。課程結(jié)束后，學(xué)生可將自己完成的多媒體作業(yè)上傳至實驗信息系統(tǒng)的作業(yè)展示模塊。經(jīng)過長期迭代，逐漸形成包含各個年級、不同學(xué)生的實驗課程朋輩資料庫。這些歷史積淀采用影音文件方式，真正做到“千人千面”，既杜絕了抄襲實驗報告狀況，也為選課新生帶來較好的引導(dǎo)與激勵作用。

4 結(jié) 語

作為一項系統(tǒng)性工程，教學(xué)實驗室建設(shè)需要教育技術(shù)、教育環(huán)境、教學(xué)方法等諸多要素的協(xié)同配合，其綜合成效對于高校創(chuàng)新實踐類人才培養(yǎng)具有重要影響。在當(dāng)前傳統(tǒng)教學(xué)空間面臨解構(gòu)與重塑壓力的背景下，加速推進(jìn)教學(xué)實驗室改革無疑具有迫切的現(xiàn)實意義。

聚焦于學(xué)習(xí)空間“以學(xué)生為中心”的核心理念，圍繞賦能學(xué)生學(xué)習(xí)活動的整體目標(biāo)，以近代物理實驗室建設(shè)為案例，在實驗室空間布局、教學(xué)設(shè)計、運行管理等層面進(jìn)行了綜合性探索實踐，從而為教學(xué)實驗室適配一流本科教育需求給出一種可操作、可移植的解決方案，亦為實驗類學(xué)習(xí)空間一般性建設(shè)提供研究支撐。