基于媒体融合技术的物理实验教学模式探索

银嘉浩　朱巧萍

【摘要】    融媒体是基于媒体融合发展的新理念，将媒体融合技术在物理实验教学中合理应用，可以极大程度地发挥媒体融合技术的优势，对优化人才培养模式和物理学习体验有着十分积极的作用。

【关键词】   媒体融合    物理实验    物理教学

舆论生态、媒体格局和传播方式发生深刻变化的融媒体时代赋予了媒体行业人员新的使命和任务。在党和国家对“媒体融合”的高度重视和不断推动下，我國新的媒体融合、建设、发展、传播矩阵及格局已初步形成。在媒体融合的热潮下，不仅是新闻舆论、引导传播等方面强需融媒体技术的支撑，如将媒体融合中的部分技术应用到物理实验教学中，充分运用相关技术，对改进和创新物理实验教学也有着十分积极的意义和可观的效果。

一、媒体融合概述

推动传统媒体和新媒体平台的转型和融合，是传媒领域的一项十分重要的变革。相对于传统媒体，“融媒体”是基于媒介运作的新理念，是充分利用各类媒介载体，在人力、内容以及传播等方面把传统媒体和新媒体技术进行全面的整合，实现资源共通、内容兼容、传播互融和利益共融的新兴媒体，具有全媒体、全覆盖、全功能和全时空的特点。正因如此，媒体融合得到了充分的重视和应用，有效促进了信息传播和引导手段的发展和进步。

二、物理实验教学现状

物理是一门基于实验的学科，实验是物理学习的重要环节，是培养学生物理学科素养的重要途径和方式[1]。物理学习便是重温物理学家科学探究、建立物理学理论和为从事科学实验奠定基础的过程。因此，对教师的标准和要求也就很高，教师要了解和照顾到每一名学生的具体情况，以开展培养和提升学生的逻辑思维和科学探究能力的适应性教育，进而利用有限的时间完成教学目标。但在应试教育的大环境下，学校对于实验教学的重视程度逐渐降低，往往仅关注考试中出现的实验题目，物理实验教学的开展质量不高，效果甚微。

随着科技水平的逐步提高，对人才的科学素养要求也日益增高，社会所需和人才培养之间出现了较大的差池，也使现行的物理实验教学模式面临着十分严峻的考验，主要集中在：①实验设备数量有限，无法满足学生使用需求，导致学生无法近距离接触实验设备，无法亲身感受实验操作的乐趣;②实验设备破损、缺损、更新不及时，使得学生在操作过程中难以保证实验效果，失去了培养学生动手能力和提升学科素养的真正意义;③受到实验环境和条件的限制，使得学生实验操作和改进创新得不到锻炼;④往往通过纸质考试完成对实验内容的考察，缺乏实际动手操作的过程，学生难以明确实验目的和科学的观察方法，创造性和发散性思维得不到很好的发展;⑤在开展实验教学过程中，教师偶尔会出现口误和操作失误，尽管有的失误并不会产生较大的后果，但却会让学生出现理解和认知偏差。

三、融媒体技术在物理实验教学中的应用方式

如将融媒体中的部分技术用于物理实验教学，不仅可以使得现代信息技术与学生喜闻乐见的手段和方式相融合，也更加有利于提高物理实验教学的效率，加强物理实验教学的效果。媒体融合技术的完善及平台搭建是关键的环节，图1给出了基于媒体融合技术的物理实验教学理论模型及各环节内容。

教师可以借助融媒体平台中的相关技术，对学生学情进行统计和分析，洞察学生实验行为，进而确定学生学习的重难点和突破口等情况。其次，借助媒体融合技术可以增强师生和生生之间的交流互动，让每一个参与教学过程的人都成为“发声者”和“处理者”，以增强学生对物理实验探究的兴趣、对物理实验教学改进和创新的热情，有助于开展信息化、智能化和网格化的实验教学。

3.1统计分析模块建设

融媒体平台中的统计分析模块主要是依托强大的互联网数据抓取和大数据分析技术，实现全网全覆盖的舆情数据监测和舆论引导效果监测等功能，以达到舆论检测、研判和引导的目的，结合舆情大数据应用，综合提升舆论引导专业化水平。若将此模块合理应用在物理实验教学中，平台可以自动采集学生学习数据和洞察学习行为习惯，并通过进一步分析，生成相应学情数据，以促进教师教学和学生学习活动的开展。

1.采集检测

在学生学习的过程中，需要从物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任方面体现育人价值，以形成正确的价值观、品格和相应的能力。不论是学生考试结果、实验操作行为，还是知识转化和应用比的评估等过程，通过平台的不间断采集检测，均可转变为上述四个学科核心素养维度的考评，实现对教学效果更加精准的评估。

2.行为洞察

通过对学生在“科学探究”过程中的实施进程和效果进行洞察，从问题、证据、解释和交流四个要素进行挖掘，量化相应数据，形成对学生“科学探究”过程评估的基础。再结合每个学生学习的大数据，将学生在“科学探究”过程中普遍遇到的难点进行汇总、分类和分析，可以加强教师对学生学情的了解，进而充分准备教学内容和优化教学过程。

3.学情分析、学习报告

根据对学生学习情况的采集检测和实验探究的行为洞察，平台会生成相应数据，并自动汇编成学情分析和学习报告的初步内容，其中学情分析面向学校和教师，可以有助于学校和教师掌握学生个体和整体的学习情况，进而针对学生的个体差异，动态调整不论是年级层面还是学生个体层面的教学过程，以提高教学质量和效果，避免做教育“无用功”;学习报告主要面向学生和家长，好比是某一阶段学习情况的“体检报告”，可以有助于学生和家长了解学习过程中疏忽的问题，更好地帮助学生认识自我、建立自信，以及改进学习方式和发展学科核心素养。需要提到的是，通过平台和教师共同完成的大数据汇总、分析、审核、校对、分发等，都会极大的提高学情分析和学习报告的制作效率和质量。

4.用户画像

用户画像作为一种勾画目标用户、联系用户诉求和设计方向的有效工具，在各个领域都得到了广泛的应用[2]。在物理实验教学中，用户画像可以帮助学生找到自己的兴趣爱好和所擅长的领域。通过将学生每一个具体的行为信息标签化，利用这些标签将学生的形象具体化，再针对不同类型的学生设计和开展基础性和选择性教育课程，不论是增加学生学习、探究和应用物理知识的粘性，还是对学生多元发展、科研潜能和今后的升学就业需求提出参考建议，都有着十分有益的作用。

3.2采编分发模块建设

融媒体平台中的采编分发模块其实就是“中央式厨房”的流程生产模式，以打造出“一体策划、一次采集、多种生成、多元传播”的采编运作新模式，实现全过程全流程的数据跟踪和一键投稿和发布功能。若将此模块整合AR和VR技术在物理实验教学应用，搭建起虚拟实验共享平台，学生可以不受时间和地点限制，借助虚拟实验完成实验的预习和回顾[3]。其次，学生实验小组也可以借助平台完成科学探究，并且遇到问题可以随时提问，教师和其他学生点对点解决疑问，以完成资源共享、内容生产、内容分发、内容评估和智能创作的过程。

1.内容生产、资源共享

教学过程一般分为引导学生获得感性知识、引导学生理解知识、引导和组织学生进行实践作业、检查和巩固知识四个阶段。在上述阶段中，会产生大量教学资源和丰富的教学范例。也就是说，该模块可以实现教学内容的创新、编写、发布、评估等全流程的管理和把控，形成完整的内容闭环生产模式。尤其是针对教学过程中产生的讲授、听讲、阅读、演示、讨论、实践等内容，都可以提供一个高效率的教学内容生产模式。

其次，为了教学可以有效开展而提供的各种可被利用的条件和资源，借助融媒体平台的“中央式厨房”，可以搭建并形成包括但不限于教师制作的课件、学生自主设计的实验、教学过程录像的教学资源库，内容主要来源于教师或学生制作并上传和互联网资源互联互传等方式，再辅以资源标签查找，实现资源的共享。尤其是将其嵌合进集团化办学模式或某一地区学校的互联沟通中，可以让丰富的资源得以共享、学习和实践。

2.任务分发、结果评估

借助平台优势，教师在开展实验教学活动前，将预设的任务通过平台分发至各实验小组。平台也可以结合学生的特点，及时给予学生可行性的参考建议，并就探究学习内容进行调度，实现任务压力的有效分摊和高效进行，助力学生完成内容的创作。其次，在学生分工协作过程中遇到的困难或问题，可以及时在平台中提问，教师或者其他学生进行解答，形成学生互相连通的信息库，帮助学生更好地对所学知识进行应用。

在结果评估中，应用行为洞察等技术，可以实时检测资源访问情况，以及分析学生的实验行为，构建出学生在利用平台开展学习活动的模型，以计算出学生的关注点、疏忽点和难点[4]。

3.智能创作

目前，部分学校存在实验设备破损、缺损、更新换代不及时的问题，使得物理实验效果大打折扣，基于智能创作的相关技术，AR或VR研发公司和技术人员可以和学校及时联动，针对教学所需内容，构建仿真实验空间，创设出可以让师生身临其境的教学场景，为增强教学投入、内容智能创作、提升教学效果提供技术支撑。在此基础上，学生便可以利用相关内容，对实验环节进行智能创作，以激发学生主观能动性，实现智能创作、大胆创新和虚实混合式的深度学习。

3.3综合管理模块建设

综合管理模块主要针对于综合性事物的管理，通过平台功能建设，实现对信息通知、资料管理、考评考核等方面进行全面的管理，以提升工作的效率。在平台上进行的物理实验教学全过程，都会被平台主动详实记录，以便教师可以随时回顾教学过程，进行反思和修正。学生则可以随时进行回顾温习，不断巩固所学知识。

1.通知管理

支持通过平台给不同对象发送消息通知的功能，打通师生、生生、家校等之间沟通交流的壁垒，例如平台通知、学习通知、任务通知、进度通知等等，支持文本、音频、视频以及附件上传下载等功能，不仅可以通过消息通知分发和提交任务，也可以通过这种方式改变师生和生生的社交方式。

2.资料管理

建立教学资料库，包括但不限于培训、教研等方面内容，实现教学相关资料云端储存和在线浏览。尤其可以将在线课程或教学资源库中的多种媒体形式的讲解视频、拓展资料、试题库、案例库、动画、互动答疑、实验、实训、实习等数字化资源集成在网络云端，建设成课程集成平台[5]。

3.期末考核

对学生日常学习和实验操作等环节产生的相关数据进行分析，并按照学科素养维度进行评定，进行可视化展示。不论是对学生学习状况的考核，还是教师教学效果的评估，都可以进行统计、分析、生成、分发和下载。

四、媒体融合技术在物理实验教学中的应用过程

利用好媒体融合技术，将当下物理教学的全流程进行数据匹配和整体分析，打断物理教学各个环节的壁垒，将教师在物理教学活动中所开展的各项活动都有迹可查并有资源可用，以不断加深对学生学情、爱好、特长的了解，便于更好地开展教学活动。而对于学生而言，也是一种加强对自我认识的手段，激发学生学习物理的热情和激情，为培养和发展学科核心素养提供了良好的技术支撑。

4.1教师层面

如图2，通过对物理实验教学流程和环节梳理，不难发现，尽管对教师的要求和水平在不断提高，但在一名教师面对若干学生的情况下，课前准备不充分的问题短板依然突出。合理利用该平台，可在指导教师基于学生画像开展精准教学和基于课堂教学数据探索教学方式改革等方面具有一定的积极推进作用，避免教师因为学生个体多、教学任务重等问题而难以对所有学生都做到因材施教，或者陷入到“填鸭式”教育的泥潭。

此外，依托媒体融合技术可以给学生创设出一个兼具多元化和个性化的学习环境，有效推动媒体融合技术和课堂教学的深度融合，利用先进技术手段给学生带来不一样的视觉、听觉感受，真正做到物理教学“处处都能学、时时都可学”。

4.2学生及家长层面

如图3，学生可以借助该平台进行实验探究和创新，不论是学习过程中的教育质量检测，还是实践操作中的综合素质评价等信息，平台都会自动对相应数据进行监测和收集，达到一定数据量后进行分析并生成相应报告，建立学生的学習模型，让学生和家长对学习情况有所了解，以此来为学生的个性化发展铺平道路，促进学生全面发展。

4.3学校及以上层面

为缩小区域、城乡和校与校之间的差异，国内外诸多中小学都利用了“同步课堂”等方式打破差异资源壁垒，或者是以“一校带多校”去推动区域教育协同发展。不同于以上方式，该平台可以让人人都成为“创作者”，不仅让教学质量和教学改革走在前列的学校可以积极分享相关经验和资源，也可以让较为落后的学校参与其中，共同创新、协同教研和捆绑评价。

让每一堂优质课堂资源或者内容都可以在本校教师的吸收和学习下落地生根，让每一名学生都享受到优质教育，以达到有效促进教育公平的目的。

其次，借助平台采集检测、行为洞察、学情报告、资源建立和共享、期末考核等功能优化教师教学过程，在教师了解学生学情、优化教学环节、丰富教学内容、完善教学评估等方面可以起到一定的效果。

同时，借助平台采集监测、行为洞察、学习报告、智能创作、内容生产等功能也可以提高学生学习的效率，无论是计划、执行、检查，还是总结，都融入了现代信息技术，帮助学校加强信息化和可视化管理，促使区域教学质量得以全面提升。

参  考  文  献

[1] 普通高中物理课程标准：2017年版2020年修订[M].人民教育出版社，中华人民共和国教育部，2020.5

[2] 崔超，罗欧.科研知识社区中用户画像的实现思路[J].信息通信技术与政策，2018（06）：75-78.

[3] 刘小雅，王群.新媒体技术运用下的有效物理教学[J].湖南中学物理，2019，34（02）：94-98.

[4] 马基英.数字化信息系统辅助物理实验教学的策略[J].电脑与信息技术，2020，28（06）：78-80.

[5] 姜贵君，曹学成，王永刚，陈洪叶.融媒体一体化教材的建设与研究——以“大学物理实验”为例[J].科教导刊（下旬），2020（04）：55-56.