【云计算在物理实验教学的应用】 物理实验教学

云计算在物理实验教学的应用

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．