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【云计算在物理实验教学的应用】 物理实验教学

来源:劳务合同 时间:2019-11-05 07:59:45 点击:

云计算在物理实验教学的应用

云计算在物理实验教学的应用 摘要:在现代信息技术高速发展的时代,学生的学习环 境已经发生了较大的变化,传统的教学设计已经无法满足学 生的实际需求,尤其对于物理实验来说,由于其复杂性与实 践性相对较强,采用现代化的教学手段可以在一定程度上提 高实验的成功率与实验的效率。但是目前我国大部分高职院 校在物理实验信息技术方面的发展还存在着一定的问题,基 于此种情况,笔者针对相关问题进行探讨。

关键词:云计算;高职院校;物理实验;应用 引言 物理学是一门对实验有着较高依赖的学科,甚至可以说, 如果没有物理实验也就不会有物理学科。对于高职院校来说, 其主要教学目的在于提高学生的专业技术能力,做好物理实 验教学可以促进学生更好地理解相关的理论知识,为学生学 习专业知识打下一个坚实的基础。现阶段学术界对于高职院 校物理实验的研究,大部分都是集中在物理实验的重要性、 组织教学方式、教学方法等方面,并没有从现阶段由信息技 术发展所导致的教学环境的转变出发,对其进行分析[1]。

信息技术的发展,尤其是云计算技术的发展,为高职院校的 物理实验教学带来了一定的变革,高职院校必须抓住时代发 展带来的机遇,将云计算技术运用到物理实验教学当中,促 进高职院校物理实验的进一步发展。

1云计算技术在教育中的应用云计算技术的问世,使得学习者的学习环境发生了很大 的变化,一直以来,高职院校的教学都是借助多媒体为学生 提供必要的辅助教学,高职院校物理实验也是如此,许多教 师通过PPT将物理实验的内容向学生展示,从而提高教学的 生动性。但是这种教学模式在云计算时代已经无法满足现实 需求,传统的以计算机为重要支撑的多媒体教学对于计算机 具有较高的依赖性,而在云计算时代,教学的相关软件设备 以及学习资源都存储在云端,学生只需要通过互联网就可以 学习相关内容,并不需要到多媒体教室进行学习。这种教学 模式可以有效避免对硬件设备的过度依赖,提高了教育产业 的信息化水平[2]。目前,云计算的教学方式已经有了非 常广泛的应用,例如可汗学院、慕课等都已经将云计算运用 于实际的教学当中,从而使得知识传递的社会化程度不断提 升。此外,许多网络工具也逐渐开发其云计算教育功能,例 如谷歌学术、百度学术、中国知网、金山词霸以及腾讯网站 等,这些内容都为学生的学习提供了重要的资源,但是这些 资源往往都是针对非正式的学习,即学生在课后的补充学习 或者相关资料的浏览,在正式的学习阶段对云计算的运用还 较少,并没有形成一定的规模,同时在教学设计、教学过程 支持以及教学评价方面还存在着较大的欠缺,这些都使云计 算的应用受到了一定的限制。此外,对现阶段我国国内较为 流行的云计算教育网站如网易公开课、优米网等进行分析, 我们可以发现,此类问题也并没有得到有效解决。因此,对高职院校物理实验教学云计算平台进行研究具有现实意义。

2加强云计算在高职院校物理实验教学中 应用的必要性研究目前,高职院校物理实验还是采用传 统的教学方式进行,即在规定的时间内教师带领学生进入实 验室进行相关内容的学习,教师首先为学生系统地讲述物理 实验的相关内容,在此基础上,学生再自主进行相关物理实 验。这种教学模式较为呆板,也无法收到较好的教学效果, 虽然在形象化方面具有一定的优势,但是从总体上来说,由 于学生在实验室的操作时间较短,无法有效地掌握相关实验 内容,这就使得物理实验的教学效果受到严重制约。笔者认 为,将云计算技术运用到高职院校的物理实验当中,可以从 概念上涵盖教学的全过程,其必要性主要表现在以下几个方 面:第一,云计算物理实验平台可以将相关的物理实验结合 到一起进行教学,由于物理知识之间存在较为紧密的连贯性, 不同实验相互之间存在着一定的影响,云计算物理实验教学 平台可以将部分具有一定联系的物理实验结合到一起进行 教学,从而能够提高物理实验教学的效率[3]。第二,高 职院校物理实验教学与高中阶段的物理实验教学存在着较 大的差别,高职院校的物理实验教学对具体的教学方法并没 有给予高度关注,而是强调学生在实验过程中发现问题、解 决问题的实际能力,这就需要将不同实验中最具有困惑性的 问题结合在一起进行教学,从而使学生实验的理论知识与能 力要求都得到一定的拓展。第三,高职院校的物理实验除了必要的教学功能之外,还具备一定的诊断与评价功能,而云 计算技术在高职院校物理实验教学中的应用可以转变传统 的教学评价方式,更加全面地为学生的学习进行诊断,并提 供对应的帮助。第四,通过云计算技术,物理实验中的各个 不同组成部分都可以被有效地囊括其中,从而使学生的学习 与研究不会仅仅局限在某个单一的范畴,可以促进学生的全 面发展[4]。因此,加强云计算技术在高职院校物理实验 教学中的应用,不仅可以有效提高实验教学的效率,同时还 可以促进学生知识和技能的全面发展。

3云计算技术应用于高职院校物理实验的教学目标分析 根据翻转课堂教学理论的内容,在教学过程中可以将知 识留给学生自主学习,而学习的内化,即知识的理解与再加 工,则应该在教师的引导下有效地进行,这也是翻转课堂教 学的基本原则。基于此种情况,应该让学生根据自己的兴趣 爱好与认知能力去自主选择适合自己的学习方式与教学模 式。通过云计算平台进行高职院校物理实验的教学,学生通 过电脑、手机等终端就可以学习相关物理实验知识。这也是 使用云平台进行高职物理实验教学的重要目标之一。在课余 时间学生可以通过微课等方式进行实验内容的学习,而在实 际的实验教学中,学生可以积极主动地参与到师生互动当中, 而并非是完全依赖教师的讲解,从而促进了学生知识内化的 速度与效率[5]。

4云计算技术在高职院校物理实验教学中的应用原则分析 虽然云计算技术在教育领域的广泛运用已经被充分证 实具有较高的效率,但是在实际应用过程中,如果不能遵循 科学的原则,则必然会导致整体的使用效率受到很大限制。

云计算技术在高职物理院校中的应用原则主要体现在以下 几个方面。第一,针对高职院校物理实验教学中经常出现的 问题进行分析,在云计算实验教学模式中针对“操作要素” 将实验教学的具体内容完全外化,从而转变现阶段高职院校 物理实验对实际操作关注度不够的现象,最终使得实验教学 的根本目的得以有效体现。第二,以学生的发展为根本目标, 将高职物理实验教学中最核心的部分,即实践教学模块,进 行评价改革,将学生的学习过程进行有效记录,从而提高教 学效果[6]。第三,实现资源的优化整合。云计算作为一 种高级的信息技术,对于促进资源的优化整合具有非常重要 的意义,因此在利用云计算技术进行高职物理实验教学的过 程当中,必须充分利用云计算这一优势,实现资源的优化整 合。

5云计算技术在高职院校物理实验教学中的具体应用 5.1构建完整的物理实验知识体系 充分利用微课教学模式进行资源的优化整合,利用知识 碎片构建完整的物理实验知识体系。在基于云计算的物理实 验教学当中,必须将物理实验教学进行碎片化处理,也就是 将物理实验教学进行分解处理,从而使得整体的灵活性得到一定的提升。基于此种情况,必须要实现物理实验碎片化教 学资源的有效建设。这就要求教师对物理实验教学内容能够 深入理解,对其知识点进行分析与总结,依据知识点进行微 课的开发与设计,从而满足学生的实际需求。在物理实验教 学过程中,必须对实验的基本原理具有清晰的认识,了解每 个操作细节,熟知实验仪器的性能,因此,实验教学的知识 准备应包含实验原理、仪器、操作、实验报告与拓展研究。

对于这几个方面的内容都需要制作对应的微课教学视频,每 个视频的时间一般应该控制在10分钟之内,视频内容需要足 够精彩,从而引起学生的高度关注。针对每个实验,通过微 课建立起完整的知识体系,这是实现翻转课堂教学的最根本 资源要求,同时也是为学生提供云计算教学的最根本途径 [7]。现阶段已经有许多工具可以进行视频制作,如格式 工厂、会声会影等,在实际使用过程中通过各种工具的有效 组合,可以使教学视频更加精彩。

5.2充分利用知识地图与导学机制进行教学目标的有效 设计 由于物理实验涉及的知识点较为分散,而教学资源却是 相对独立的,因此为了促进学生更有条理地掌握相关的教学 内容,必须将各知识点之间的联系有效地结合在一起,从而 完善知识地图。教师要给出具有针对性的导学步骤,从而使 得学生在线上的学习更加流畅。此外,需要进行详细的教学 活动设计,主要内容包括知识学习、讨论与教学评价。对于知识学习,学生可以利用知识导航,对相关的微课资源有选 择地进行学习。云计算技术最大的优势是可以通过课堂BBS 实现教师与学生之间的即时沟通与交流,同时学生的沟通与 交流也可以被完整地记录下来,这就为教学评价提供了必要 的现实依据。此外,利用云平台,还可以实现教学评价,教 师可以针对实际的教学内容以及不同的知识模块对学生进 行评价,评价主要从以下两个方面进行:第一,根据课堂讨 论的记录对学生的学习效果进行评价;第二,教师可以通过 随机出题的方式对学生进行考核,以此为依据对学生进行有 效评价。

5.3采用线上线下的“O2O”教学模式 由于云计算技术在高职院校物理实验教学当中具有非 常大的优势,因此需要促进云计算模式在高职院校中的广泛 运用,但通过单纯云平台进行相关内容的学习并不能起到较 好的作用,因此要采用线上线下的“O2O”教学模式进行相 关内容的教学[8]。在无线局域网当中,学生可以通过智 能手机随时进行线下学习,并根据导航的实际情况自主地进 行相关知识的学习,并建构起理论学习的基础体系,在完成 理论知识学习之后,学生还需要进入实验室亲自实践,对所 学理论知识进行验证,同时将自己在微课学习时所遇到的问 题与教师进行沟通,从而提高学习效率。

6结语 随着信息技术的不断发展,云计算已经成为影响人们日常生活的一项重要技术,在教育领域具有非常广泛的运用, 因此在高职院校物理实验教学中充分利用云计算技术可以 有效提高教学效率。目前我国针对云计算物理实验平台的研 究较少,基于此种情况,笔者进行了相关理论分析与研究, 并总结了对应的建构策略,希望能对现阶段我国高职院校的 物理实验教学有所启发。

参考文献: [1]何丰.云计算教学的探索与实践―――以嘉兴学 院计算机类专业为例[J].嘉兴学院学报,2015(6):132- 136. [2]谢爱娟,张宝玲,孟启,罗士平,陶宇炜,郭登 峰.云计算环境下独立学院实验教学的创新与实践[J]. 化工高等教育,2014(6):64-68. [3]曾明星,周清平,王晓波,蔡国民,董坚峰.软 件工程专业“翻转课堂”云计算教学平台探讨[J].现代 教育技术,2013(8):26-31. [4]俞建华.基于云计算的远程教学资源建设模式― ――以浙江开放大学为例[J].中国电化教育,2011(12):130 -135. [5]何菊,谢丽红.云计算辅助教学新思路―――基 于OneNote2010平台的云计算辅助教学[J].软件导刊(教 育技术),2011(9):94-95. [6]于莉.云计算辅助教学应用案例―――“多媒体课件制作”课程网站[J].中国教育信息化,2011(1):73 -74. [7]杜俊.云计算环境下成人教育课程辅导的设计与 实施―――以“教学设计”课程为例[J].国家林业局管 理干部学院学报,2010(3):49-51. [8]杨滨.论云计算辅助教学(CCAI)中协作学习产生 的设计机制―――以Googlesites下的协作学习为例[J]. 现代教育技术,2009(11):95-99.

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