大学物理网络分级学习平台设计探讨*

杨长铭

(长江大学物理学院 湖北 荆州 434023)

王宏伟

(长江大学计算机科学学院 湖北 荆州 434023)

随着高等教育质量工程的推进，先进的教学理念不断形成，各种教学方法的改革应运而生.目前重点高校将信息技术引入教学，使大学物理的教学发生了革命性的变化，传统的教学模式也发生了根本性的改变.国内不少高校的大学物理采用分层次分级教学模式，结合完全学分制改革，实现了学生选进程、选课程模块、选教师，搭建了大学物理课程教学平台；建设了大学物理课程教学网站；开设了网络课程，开发了丰富的物理学教学资源库.有的学校开发了大学物理作业批改系统，尽管系统没有分级，通过应用，取得了很好的效果.

大学物理素质教育教学方法改革创新及信息技术运用于物理教学，将会是今后的发展趋势.为了搞好这方面的建设，我们开发了大学物理网络分级训练互动学习平台，现将其平台设计介绍如下.

1 网络分级训练互动学习平台整体结构设计

大学物理网络课程网络分级训练互动学习平台设计思想为该平台运行方式类似网络上流行的“开心农场”，每个学习者在该平台注册后，获得初始的知识财富，并拥有自己的一片“物理知识庄园”，通过答题、学习交流和讨论等多种形式，获取“知识财富”，然后发展、壮大及修饰自己的“知识家园”而得到升级，最终发展升级到“外太空”开拓自己的“知识领地”.软件提供：

1.1 基础知识类题

基础知识类题为填空题和选择题.学生可一次性获取多题，以一定题数为一“包”，如5题为一包“知识种子”, 知识庄园庄主决定其中有几题可供外人“获取”——至少1题；内容先不展示，打开知识种子包，显示题目，规定时间内给出正确答案，获得相应分值.知识种子设有效期限，到期不答题，知识种子“坏死”.每次只打开其中一题，解答完成一题后才能打开另外的一题(设置打开标志).

题目难易程度不同，产值(收获后的得分)不同(系统从题库中随机抽取选择题ID).

1.2 交流讨论类题

交流讨论类题为计算题、半开放或开放类探讨题.扩展知识为“施肥”，点击某一“知识作物”，该“知识作物”的所有交流过程显示在旁边的窗口中.纠正错误回答为“除虫”.补充参考资料为“浇水”.解答问题为“收获”，系统给所有参与者加分.交流讨论类题内容可见，学生根据兴趣选择“获取”，后期做成由学生获取“讨论课题权”.

1.3 知识种子分类

题目的知识点不同，“知识种子” 的种类不同，种子的命名不拘泥于学科的概念.根据题目难易程度不同，“知识种子”的级别分为初级XX种、中级XX种、高级XX种、黄金XX种、白金XX种、至尊XX种等.

1.4 知识装饰品

系统提供除常规的“知识庄园装饰品”外，还提供有物理特色的“知识装饰”，如爱因斯坦虫洞等有特色创意的物件(美工设计)，获取知识领域权(如建立空间站等)，物理特色显著.

1.5 排名榜

系统提供物理知识“福布斯”富人榜和最落魄物理知识乞丐排名，活跃程度作为一个评估指标列入排名，在系统进入界面中显示.

所有答题中，公式按Matlab编程规范来定义，解决求和、根号等无法显示问题(在答题界面中提供对照选择表).

初期阶段，除选择题和填空题为自动评分外，计算题和讨论题采用教师评分，最终实现自动评分.

2 学习平台开发环境及编程环境选择

系统选用Apache+MySQL+PHP+FlashMediaInteractiveServer作为服务器端.

系统以FlashCS5，FlashBuilder4.5为开发工具.系统完全基于B/S模式.

3 大学物理网络分级训练互动学习平台数据库设计

系统构建BlueCulture数据库，该数据库包含10个子数据库，分别为：

user: 用户表；Group：分组表；

question: 题库；questiontype: 题型表；

crop: 种植活动表；gain: 收获表；

scene:场景；sceneelement: 场景元素表；

seed: 种子表；task: 任务表.

子数据库之间关系如图1所示.其他功能模块及程序设计略.

图1 子数据库之间的关系图

大学物理网络分级训练互动学习平台，用游戏中广泛使用的“奖励”方式，使学习者在学习的过程中获得“成就感”，让学生在玩中“学”.学习者发起新的学习讨论话题及参与他人的有益讨论同样能获得“收益”，鼓励其与其他学习者之间的交流和协作，充分发挥CSCL(计算机支持下的协作学习)的优势.该平台不仅能激发学生学习物理的兴趣，把大学物理课后作业训练网络化，而且尊重学生间的差异，鼓励学生主动、互动、合作学习，还能充分发挥学生的个性与主观能动性，通过分级训练培养精英人才.

大学物理网络分级训练互动学习平台，不仅能应用于大学物理课后作业训练，其简化版本还能应用于大学物理考查、考试，为大学物理无纸化教学奠定基础.