探索MOOC在物理实验教学中的应用

罗晓琴，谢英英，杨振萍

(西南科技大学,四川 绵阳　621010)

探索MOOC在物理实验教学中的应用

罗晓琴，谢英英，杨振萍

(西南科技大学,四川 绵阳621010)

摘 要：MOOC作为一种新型在线教学模式给全球教育领域带来了一场深刻的教学变革。本文针对MOOC的发展和特点，结合本校MOOC工作的开展，阐述如何在物理实验教学中应用MOOC的优势，充分共享优质的实验设备与师资，更好地培养和提高学生的实践技能。

关键词：MOOC；教学变革；物理实验；实践技能

MOOC(Massive Open Online Courses)就是大型开放式网络课程，中文翻译为“慕课”[1]。2007年8月大卫·怀利在犹他州州立大学教授早期开放给全球有兴趣学习的人来参与的研究生课程是大型开放式网络课程的原型。2011年秋天，大型开放式网络课程有重大突破，超过16万人透过赛巴斯汀·索恩新成立的知识实验室(现称Udacity) 参与索恩和彼得·诺威格所开设的《人工智能导论》课程。这被誉为“印刷术发明以来教育最大的革新”，从此拉开全世界教育的第二次革命的序幕。

2012年，斯坦福大学另外两位教授创立了Coursera在线免费课程，其学生人数突破100万；麻省理工学院和哈佛大学整合两校师资，联手实施edX在线教学计划，第一批课程的学生人数就突破37万，有全球上百家知名高校申请加入。因此，2012年被纽约时报命名为“慕课元年”[2]。

MOOC的崛起给我国在线教育走上国际舞台提供了新的契机[3]。2013年初，北京大学和清华大学宣布加入哈佛大学和麻省理工学院发起的在线教育平台edX。同年10月，清华的TsinghuaX提供的History of Chinese Architecture开课。2014年5月，中国教育部爱课程网和网易合作推出了拥有中国自主知识产权的MOOC平台,免费提供北京大学、浙江大学、复旦大学、中国科学技术大学、哈尔滨工业大学等二十多所高校的课程。

《国家中长期教育改革和发展规划纲要》明确指出：“信息技术与教育的结合，将会给教育带来革命性的变革”，MOOC正是全球化与信息化两大潮流汇集的新潮流。针对中国大学较为封闭的教学模式和学籍管理模式，逐步引入大型开放式网络课程教学模式，对于中国大学教育现状的改革，以及高考升学选拔制度的优化，全面贯彻素质教育方针，逐步实行大学教育的普及，都有着一定的现实意义。

1MOOC的特点

MOOC改变了传统的教育模式,让教学从以教师为中心真正转变为以学生为中心，所有参与MOOC学习的学生必须自主学习，而不是一味地被动接收老师的灌输；MOOC增加了学生和教师之间的互动和个性化的接触时间，虽然不是直接与教师面对面地交流，但是可以随时在平台提问，随时有人解答；MOOC创造了让学生对自己学习负责的环境,而视频课程被切割成5-8分钟甚至更小的“微课程”，由许多小问题穿插其中连贯而成，就像游戏里的通关设置，只有答对才能继续听课[4]。这样不仅让学生学会积极主动带着问题去思考和学习，而且还让学生学习一个知识点掌握一个知识点。避免了平时一次性囫囵吞枣式地接受一大堆知识却难于消化吸收的弊病。

MOOC的缺陷跟其他视频学习资料一样有“距离感”；而且一门课程虽然所有人都可注册学习，但一层不变的视频内容也难满足多个层次学生的需求；评分机制与监督机制都有待完善,否则无法客观公正地评价与检验每一位学生的学习情况与结果。

2MOOC在物理实验教学中的应用

2.1物理实验的传统教学模式

主要是以教师讲解相关实验原理和仪器使用要点，然后学生操作练习与数据测试或现象观察。这样的模式直观形象，学生易于接受，有问题也可以现场作答，更容易发现学生的不足而加以指导。但由于现在各个高校学生数量多，实验设备少是普遍现象，加上学时数有限，导致每一堂实验课学生都是来也匆匆，去也匆匆。要在规定时间内为完成学习任务，学生更多的是模仿老师的示范操作，很少思考。即使有问题发现，即使也虚心请教，教师在课堂上也不可能指导每一位学生，指导了甲或许就没时间指导乙，导致部分学生带着问题来上课，依然带着疑问离开，久而久之，学生就习惯被动接受教师传授的知识点，处处以教师为中心，而疏于自主学习与积极思考，更谈不上创新技能。教师也会逐渐在大量的教学任务压力下，更多的把学生当作存储知识的容器，勤于灌输或授之以鱼，而疏于授之以渔。

但是,几乎所有高校的物理实验的传统模式教学基本都是由课前预习、课堂练习、课后归纳总结三部分构成，这从形式上非常适合MOOC的片断式教学要求，加上物理实验内容的基础与共性，物理实验设备资源的多样性，更需要加强高校间的交流与合作，更应充分利用MOOC的优势，实现优质的师资与优质的设备资源共享。因此，在物理实验中应用MOOC具有超强的现实意义。

2.2基于MOOC的物理实验教学模式

2.2.1构建物理实验的MOOC教学模式

我校在今年开始在部分课程尝试MOOC建设，有幸所在的大学物理实验省级示范中心的《大学物理实验》被列入首批MOOC课程，自己也承担了其中一个实验的MOOC资源建设工作。深切体会到MOOC这种新的辅助教学模式的利弊。如果扬长避短，MOOC将大大促进物理实验的教与学，更有利于发挥物理实验的实践和创新教育功能[5-6]。

现在以“电桥测电阻”实验为例，制作其MOOC大体过程是：(1)分解和重构知识点。将本实验内容分解为3个知识点，针对每个知识点大量收集各种资料，然后再根据教学大纲要求进行有针对性地筛选。(2)录像。由一名物理实验教学经验丰富的教师根据3个知识点准备15～30分钟的课堂讲解，制成录像带。(3)编辑。将收集的资料根据需要穿插到剪辑到录像中去，制成每5分钟一个知识点片断，然后穿插问答与测验，制成15分钟的规范MOOC 视频资料。(4)发布。在学校给定的网站上传视频资料，供校内学生浏览学习，试运行。(5)信息反馈。根据在线平台学生的提问与建议，反复斟酌，再重新编排和完善实验教学内容，以供不同层次的学生学习。

学生可以根据自己的时间安排，在选择MOOC前有计划有针对性地进行相关物理实验的理论知识学习；再在相关网站浏览后选择自己需要的MOOC，注册学习；课后还可以发布自己的学习心得体会与更多的学员分享，也可以自己制作自己的学习视频。

2.2MOOC与传统实验教学有机结合。

物理实验是理工科学生都要学习的一门基础实践课程，传统的教学模式都是要求教师在每次课堂只讲解15-30分钟，余下时间都是学生自己操作练习。而学生要在短时间内一次性把教师所讲的知识点和注意事项全部吸收并加以应用，使非常困难的。因为每个实验都会有许多细节要求，而某一个细节的不到位都可能导致整个实验的失败。而MOOC刚好解决了这些问题，也让教师更加刻意精细化自己的教学过程 ，有意识地重新把各个知识点分解成5分钟左右的教学片断，并辅之以相关文字资料或视频画面，生动形象地再现学习过程[7-8]。也会力所能及地把一些典型的问题以提问的形式去检验学生的学习效果，真正让学生一步一个脚印去推进学习。

但是，实验毕竟不同于理论学习，所有的知识点最终都必须内化为学生的动手操作能力的锻炼和提高，因此，物理实验的MOOC并不能完全代替传统教学，还必须与传统实验教学有机地结合在一起[9-10]。我校每个物理实验都有一个课前预习环节，以前都是学生照书抄写预习报告，真正认真阅读与理解的很少，既浪费时间又没什么效果。现在将MOOC放在实验预习环节，学生就可以在课前根据MOOC提供的视频资料的，逐一完成各个“通关”环节，如果完成不了，可以在线留言或提问，教师也可以收集大家的问题，在课堂教学中更有针对性地讲解与指导，提高教学效果。学生也可以事先知道自己本次课学习的难点在哪，听课也更有针对性与目的性，学习效率也可以大大提高。

2.3MOOC与实验演示与仿真等其他视频教学的区别

在物理实验教学中也有很多成熟的辅助教学手段，比如演示与仿真试验系统，可以让学生在虚拟平台上直接实验。但是这些平台大都收费，也没有时间限制，要完成自主学习，这对于人天生的惰性是个极大的挑战。而MOOC所有的教学资源完全开放，但有时间限制，就要求学生在学习过程中要有时间观念，注重学习效率[11]。

其他视频资料大都是全面笼统地泛泛而讲，层次感没那么分明，也没有完备的检测与评价系统，学习起来难免枯燥乏味。而MOOC注重每个实验知识点的细化，每个知识点基本都有对应的检验题目，让学生边学边收获，更能让学生体会到学有所获得满足感与自豪感。

MOOC给学生提供更多的优质资源选择[12-13]。即使在最普通的学校，学生也可以选择国内甚至国外任何名校名师去学习，打破了地域与时空的限制，也给更多好学者提供了更多的学习机会，也让名师名校的走进了普通人群。

以上任何优点都是针对有强烈学习欲望，基础较好还有一定自主学习能力的学生而言的。反之，MOOC的这些优点就会转变成它的缺点。这就难怪大量统计结果显示，MOOC学生辍学率高达90%以上。虽然进MOOC不难，但坚持MOOC学习非常难。因此，MOOC也不能完全取代传统教学，尤其是不能取代物理实验类的实践教学。

3结束语

MOOC为开放教育和终身教育环境下进行自主学习提供了有效和灵活的渠道，因此，MOOC也给新时代的教学改革带来新的挑战和机遇，在大量优质资源共享的同时，如何发挥MOOC的优势来促进高校教育改革，加强人才的培养，将是一个长期的探索实践的过程。

参考文献：

[1]陈肖庚，王顶明.MOOC的发展历程与主要特征分析[J].现代教育技术,2013(11):5-10.

[2]Pappano L．The Year of the MOOC[N]．The New York Times．2012-11-2.

[3]彭德倩,徐瑞哲.复旦上海交大签约"MOOC"平台 Coursera[N]．解放日报,2013.

[4]王颖,张金磊,张宝辉.大规模网络开放课程(MOOC)典型项目特征分析及启示[J].远程教育杂志,2013(4)：67-75.

[5]邓宏钟,李孟军,迟妍,等.慕课时代的课程知识体系构建[J].课程教育研究,2013(21)：5-7.

[6]赵晓宇，黄纪军，刘培国.MOOC对我国大学课程教学改革的启示[J].高等教育研究学报,2013(4)：7-9.

[7]刘伟，徐婉莹，孙志强.MOOC与传统课程的比较研究[J].课程教育研究,2014(8)：244-245.

[8]万烂军，罗海霞.面向MOOC的Java课程教学改革探索[J].电脑知识与技术，2014(30)：7135-7136，7145.

[9]陈忠.MOOC在医学教育中的应用[J].医学信息,2014,27(2):23.

[10] 汪礼坤.大规模在线开放课程教学在传统医学教育中的应用[J].中国农村卫生事业管理， 2014(7)：807-809.

[11] 姚媛，韩锡斌，刘英群，等.MOOCs与远程教育运行机制的比较研究[J].远程教育杂志，2013(6)：3-10.

[12] 韩冬梅.MOOC环境下课程学习的体验与思考[J].天津电大学报,2014 (2)：20-23.

[13] 陈峻，庞伟.Mooc和PI相结合教学法在大学物理实验教学中的应用研究[J].大学物理实验，2013：33-39.

Explore the Application of MOOC in Physics Experiment Teaching

LUO Xiao-qin,XIE Ying-ying,YANG Zhen-ping

(Southwest university of science and technology,Sichuan Mianyang 621010)

Abstract：MOOC as a new type of online teaching mode for global education field has brought a profound teaching reform.This paper,aiming at the development and characteristics of MOOC,combined with the MOOC work of the school's development and illustrated how to apply MOOC in the physical experiment teaching advantages,fully sharing of experimental equipment and teacher quality,better training and improving the students' practical skills.

Key words：MOOC；teaching reform；physics experiment；practical skills

收稿日期：2015-11-10

基金项目：教育部高等学校物理基础课程教学指导委员会项目(WJZW-2010-38-xn.)

文章编号：1007-2934(2016)02-0125-03

中图分类号：G 420

文献标志码：A

DOI：10.14139/j.cnki.cn22-1228.2016.002.033