王小蘭，戴亞文

（1.湖北省黃岡師范學(xué)院，湖北 黃岡 438000；2.武漢理工大學(xué)，湖北 武漢 430070）

通過(guò)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合，建立各學(xué)科課程的數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺(tái)，創(chuàng)新教學(xué)模式，已成為21世紀(jì)教育研究的熱點(diǎn)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是理工科涉及面最廣的重要的實(shí)踐性課程，是培養(yǎng)高素質(zhì)人才重要環(huán)節(jié)。隨著國(guó)家、省兩級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范體系的逐步形成，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和教學(xué)質(zhì)量的提高就顯得十分必要。建立物理實(shí)驗(yàn)示范中心數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺(tái)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，以逐步實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式和師生互動(dòng)方式的變革，為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)適合信息時(shí)代學(xué)習(xí)特點(diǎn)的學(xué)習(xí)環(huán)境和教學(xué)模式，是當(dāng)前信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)課程整合中迫切需要解決的問(wèn)題。

近幾年各高校在這方面進(jìn)行了有益的探索，但還只是一種傳統(tǒng)的“老師講解－操作演示－學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)－提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告”教學(xué)模式的變種，在“課前預(yù)習(xí)－課堂操作－課后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告”實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)上沒(méi)有把信息技術(shù)與學(xué)科課程真正融合起來(lái)，不能實(shí)現(xiàn)根本意義上的教育信息化教學(xué)模式改革。一般“課前預(yù)習(xí)”只觸及到教學(xué)內(nèi)容及形式的變化，如實(shí)驗(yàn)教材的電子化網(wǎng)上呈現(xiàn)等；“課堂操作”也只是老師講，學(xué)生被動(dòng)的聽(tīng)，再操作實(shí)驗(yàn)；“課后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告”質(zhì)量不高，印象不深，做一次實(shí)驗(yàn)來(lái)也匆匆，去也匆匆，根本談不上科學(xué)素養(yǎng)和能力培養(yǎng)。

因此，針對(duì)理工科基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課程，如何將信息技術(shù)與之“深層次”有機(jī)地整合，實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式的創(chuàng)新，我院和武漢理工大學(xué)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心密切配合積極開(kāi)展本課題的研究，擬對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式從理論和實(shí)踐層面上進(jìn)行新的探索。

1 人本主義理論與建構(gòu)主義理論研究

我們研究的理論基礎(chǔ)主要建立在人本主義理論與建構(gòu)主義理論之上，這些理論的核心觀點(diǎn)概括起來(lái)有：

建構(gòu)主義理論。對(duì)于學(xué)習(xí)者來(lái)說(shuō)，建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)不是知識(shí)由教師向?qū)W生的傳遞，而是學(xué)生建構(gòu)自己的知識(shí)的過(guò)程。學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)是主動(dòng)的，不是被動(dòng)的信息接收者，而是通過(guò)對(duì)外部信息的選擇和加工主動(dòng)建構(gòu)信息，這種建構(gòu)不可能由他人替代完成。根據(jù)建構(gòu)主義的理論，要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一個(gè)有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)的信息環(huán)境和發(fā)展平臺(tái)，變封閉的、被動(dòng)的、接受式的學(xué)習(xí)方式為開(kāi)放的、主動(dòng)的、探究式的學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中不僅獲得知識(shí)，更能獲得繼續(xù)學(xué)習(xí)的能力和解決問(wèn)題的策略，培養(yǎng)學(xué)生良好的信息素養(yǎng)，為學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

人本主義理論。人本主義認(rèn)為人的成長(zhǎng)源于個(gè)體“自我實(shí)現(xiàn)”的需要，“自我實(shí)現(xiàn)”是人發(fā)展的根本動(dòng)力追求目標(biāo)。當(dāng)個(gè)體達(dá)到“自我實(shí)現(xiàn)”需要的高峰，也就進(jìn)入了自由創(chuàng)造的境地，出現(xiàn)“高峰體驗(yàn)”——?jiǎng)?chuàng)造潛能的發(fā)揮或自我實(shí)現(xiàn)給人以最高的喜悅，這種主觀上的感受是最高的獎(jiǎng)賞和獎(jiǎng)勵(lì)。教育的作用在于提供一個(gè)安全、自由、充滿人性味的心理環(huán)境，使學(xué)生固有的優(yōu)異潛能自動(dòng)地得以實(shí)現(xiàn)。人本主義體現(xiàn)了學(xué)生的主動(dòng)發(fā)展思想和主體發(fā)展地位，體現(xiàn)了以人為本的現(xiàn)代教育理念?！稗D(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式”就是要變“以教師為中心”為“以學(xué)生為中心”，明確教學(xué)的目標(biāo)在于促進(jìn)個(gè)體的可持續(xù)發(fā)展。教師的任務(wù)不是教學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)，而是為學(xué)生提供各種學(xué)習(xí)資源——信息技術(shù)將為教師在有限的時(shí)間內(nèi)展示多角度、多層面、全方位的信息資源提供可能，創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新的信息平臺(tái)，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體［1］。

2 信息化環(huán)境下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式的構(gòu)建

遵照中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于“深化教育改革全面推進(jìn)素質(zhì)教育，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力”的指示，將“堅(jiān)持和落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，以學(xué)生為本，以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為核心，實(shí)施開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、思維和素質(zhì)的全面協(xié)調(diào)發(fā)展”作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的指導(dǎo)思想。且基于建構(gòu)主義理論和人本主義理論，我們改革的思路是：通過(guò)建立以真實(shí)物理實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的“物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)站＋物理實(shí)驗(yàn)輔助學(xué)習(xí)機(jī)”嶄新的數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)課前、課堂、課后三位一體的“自主學(xué)習(xí)和面向個(gè)性化教育的”的全程數(shù)字化教學(xué)指導(dǎo)新模式，實(shí)現(xiàn)以“教”為中心的教學(xué)模式向以突出教師主導(dǎo)作用和學(xué)生主體作用的“雙主”教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的目標(biāo)，使物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量大幅提高，為學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

即信息化環(huán)境下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式是以數(shù)字化物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)平臺(tái)為基礎(chǔ)，以信息化、網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理平臺(tái)為保障，自主開(kāi)發(fā)的物理實(shí)驗(yàn)輔助學(xué)習(xí)機(jī)為依托，實(shí)現(xiàn)課前、課堂、課后三位一體的自主學(xué)習(xí)和個(gè)性化相結(jié)合的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式［2－5］。

2.1 建立有利于自主學(xué)習(xí)、個(gè)性化教育的“模塊化、分層次、開(kāi)放式”的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系

從學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)和能力的培養(yǎng)出發(fā)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的不同、難易程度的不同及各實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和層次的不同，將中心開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目構(gòu)建“9個(gè)模塊、4個(gè)層次、4個(gè)開(kāi)放”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

“模塊化”是指根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)對(duì)象、不同的實(shí)驗(yàn)方法、不同的實(shí)驗(yàn)背景和不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，以類似物理量的測(cè)量，相關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，拓展式組合方式為特征而構(gòu)成有利于學(xué)生自主選擇的多個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K。“分層次”是將分屬于各模塊的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，根據(jù)其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為基礎(chǔ)型、綜合型、設(shè)計(jì)型和研究型四個(gè)層次。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的層次化，有利于實(shí)現(xiàn)分階段、分層次教學(xué)和因材施教，使學(xué)生基礎(chǔ)能力培養(yǎng)和個(gè)性化教學(xué)有機(jī)結(jié)合，相得益彰。“開(kāi)放式”是指在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、時(shí)間、空間、對(duì)象等多角度、全方位的開(kāi)放，讓學(xué)生結(jié)合個(gè)人興趣、專業(yè)特點(diǎn)自主選學(xué)，使學(xué)生主動(dòng)性增強(qiáng)，有效實(shí)現(xiàn)基本技能的訓(xùn)練、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的提高的目的。

2.2 建立實(shí)驗(yàn)中心的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)站

將“模塊化、分層次”的 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)化，它包括大量豐富的數(shù)字視頻、數(shù)字音頻、多媒體課件、實(shí)驗(yàn)室資源網(wǎng)站、虛擬實(shí)驗(yàn)、BBS等資源，為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)交流、總結(jié)分析的自主學(xué)習(xí)平臺(tái)。

2.3 建立信息化、網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理平臺(tái)

它包括物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)上選課系統(tǒng)、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理信息系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理系統(tǒng)。通過(guò)這個(gè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)預(yù)約、開(kāi)放、自主學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)課程的要求。根據(jù)課程要求，學(xué)生可以在網(wǎng)上提前自主預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。通過(guò)預(yù)約方式，通過(guò)管理系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中心匯總，在實(shí)驗(yàn)教師、設(shè)備儀器條件允許的前提下，根據(jù)學(xué)生預(yù)約的情況，不分專業(yè)班級(jí)安排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容。這樣不同專業(yè)和班級(jí)的學(xué)生可以在同一時(shí)間段，同一實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，打破了多年來(lái)統(tǒng)一按專業(yè)和班級(jí)安排實(shí)驗(yàn)的慣例，讓學(xué)生能真正按自己的意愿，在實(shí)驗(yàn)時(shí)間與內(nèi)容上自主選擇。利用物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理信息系統(tǒng)安排教學(xué)任務(wù)，查詢教學(xué)任務(wù)、內(nèi)容和學(xué)生實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的成績(jī)、所選實(shí)驗(yàn)上課時(shí)間、地點(diǎn)。教師利用該系統(tǒng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行全程管理，包括實(shí)驗(yàn)記錄、學(xué)生考勤、成績(jī)?cè)u(píng)定、學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析等。由此，他有利于優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置和改進(jìn)教學(xué)方法，為實(shí)現(xiàn)課前、課堂、課后三位一體的自主學(xué)習(xí)和個(gè)性化相結(jié)合的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式創(chuàng)造了條件，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的開(kāi)放式、自主型、個(gè)性化。同時(shí)，也擴(kuò)大了學(xué)生的視野和交流，也有益于師生廣泛的交流。

2.4 研究開(kāi)發(fā)物理實(shí)驗(yàn)輔助學(xué)習(xí)機(jī)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮顯著作用，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式改革的新起點(diǎn)和突破

為適應(yīng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的需要，自主研發(fā)物理實(shí)驗(yàn)輔助學(xué)習(xí)機(jī)。它是我們?cè)谘芯繉?shí)踐數(shù)字化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式的過(guò)程中，第一次引入一種類似英語(yǔ)學(xué)習(xí)機(jī)的便攜式掌上電子系統(tǒng)于物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程。它可播放視頻、音頻多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件，支持人機(jī)交互功能。學(xué)習(xí)機(jī)用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)創(chuàng)舉，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)有益的嘗試，它開(kāi)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的先河。是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一個(gè)新的起點(diǎn)，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的積極探索和創(chuàng)新，開(kāi)辟了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的新途徑。物理實(shí)驗(yàn)輔助學(xué)習(xí)機(jī)與真實(shí)物理實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)模式，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)形式、學(xué)生實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式和師生互動(dòng)方式的變革，實(shí)現(xiàn)以“教”為中心向教師主導(dǎo)作用和學(xué)生主體作用的“雙主”教學(xué)方式轉(zhuǎn)變。

物理實(shí)驗(yàn)輔助學(xué)習(xí)機(jī)使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容數(shù)字化，為物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)開(kāi)辟新的途徑。物理實(shí)驗(yàn)輔助學(xué)習(xí)機(jī)將物理實(shí)驗(yàn)的相關(guān)的內(nèi)容置于其內(nèi)，包括實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)儀器、典型實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、歷史重要實(shí)驗(yàn)和重要物理事件。學(xué)生利用物理實(shí)驗(yàn)輔助學(xué)習(xí)機(jī)，結(jié)合應(yīng)用軟件學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況有選擇地即時(shí)學(xué)習(xí)、思考、討論教學(xué)內(nèi)容，查閱瀏覽，邊學(xué)邊做，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)，完成實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)輔助學(xué)習(xí)機(jī)改變了物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式。憑借實(shí)驗(yàn)輔助學(xué)習(xí)機(jī)學(xué)生可在課前預(yù)習(xí)階段、上課實(shí)驗(yàn)階段等各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)得到全程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。該學(xué)習(xí)機(jī)還可將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器上供老師批改，該學(xué)習(xí)機(jī)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上傳時(shí)，學(xué)習(xí)機(jī)可智能識(shí)別實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)錯(cuò)、誤差和精度，并提醒學(xué)生是否重做實(shí)驗(yàn)。除此以外，學(xué)生還可以通過(guò)學(xué)習(xí)機(jī)呼叫老師、請(qǐng)求答疑。物理實(shí)驗(yàn)輔助學(xué)習(xí)機(jī)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)增加了教師與學(xué)生的交流，強(qiáng)化了教師教學(xué)過(guò)程中對(duì)學(xué)生的個(gè)性化的指導(dǎo)，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的教師主導(dǎo)作用和學(xué)生主體作用，使數(shù)字化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式得以實(shí)現(xiàn)。

3 信息化環(huán)境下大學(xué)理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的實(shí)踐情況反饋

3.1 教師更新了實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，提高了教學(xué)能力，積累和優(yōu)化了教學(xué)資源

借助信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，教師開(kāi)發(fā)了大量的多媒體課件，有虛擬實(shí)驗(yàn)系列、模擬實(shí)驗(yàn)系列、實(shí)時(shí)講課錄像等。教師可不斷積累、更新、優(yōu)化和創(chuàng)新自己的電子課件，形成具有自己的獨(dú)特教學(xué)風(fēng)格。推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教師和技術(shù)人員不斷更新知識(shí)，掌握現(xiàn)代教育技術(shù)，保證物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量。

3.2 極大地激發(fā)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和創(chuàng)新精神得到培養(yǎng)，學(xué)習(xí)方式得到轉(zhuǎn)變

表1 06級(jí)部分學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)情況對(duì)比

根據(jù)表1，06級(jí)實(shí)驗(yàn)班和對(duì)比班的學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況進(jìn)行分析對(duì)比，發(fā)現(xiàn)存在著較大的差異，其主要表現(xiàn)在以下幾方面：①在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)態(tài)度上，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生要比對(duì)比班學(xué)生更為積極、主動(dòng)、認(rèn)真。②在創(chuàng)新性方面上，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生要比對(duì)比班學(xué)生做得更好，許多學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)富于想像，具有較好的創(chuàng)新。而對(duì)比班學(xué)生顯得很普通，大部分照本宣科。③在實(shí)驗(yàn)基本技能上，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生普遍都比對(duì)比班學(xué)生掌握得更好。④從實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)上，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生更能主動(dòng)地的吸收、存儲(chǔ)各種渠道的信息，能對(duì)信息進(jìn)行初步的分析、組織和利用。對(duì)比班學(xué)生主動(dòng)獲取信息的意識(shí)不強(qiáng)，信息渠道相對(duì)較窄，大部分僅停留在一本實(shí)驗(yàn)教科書(shū)上。

3.3 形成新型的師生關(guān)系

在實(shí)施新型教學(xué)模式的過(guò)程中，教師、學(xué)生的角色關(guān)系在逐漸地發(fā)生改變。課堂上，教師不再是權(quán)威和知識(shí)的化身，成了學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)者；學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體。表2映了新型教學(xué)模式和傳統(tǒng)教學(xué)模式的師生角色差別：

表2 兩種模式實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)實(shí)施對(duì)象對(duì)比

3.4 兩種教學(xué)模式教學(xué)功能對(duì)照表

表3則是傳統(tǒng)教學(xué)模式與信息化環(huán)境下實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的教學(xué)功能的對(duì)比。

表3 兩種模式下的教學(xué)功能對(duì)比

4 信息化環(huán)境下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的實(shí)踐成果

4.1 建立了課前、課堂、課后三位一體的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)

建設(shè)了支持課前、課堂、課后的三位一體數(shù)字化實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)平臺(tái)，由課前學(xué)習(xí)系統(tǒng)、課堂實(shí)時(shí)指導(dǎo)系統(tǒng)、課后學(xué)習(xí)系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，該學(xué)習(xí)平臺(tái)已由武漢理工大學(xué)出版社出版，有專用軟件版本號(hào)。課前學(xué)習(xí)系統(tǒng)，為學(xué)生實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)提供豐富的教學(xué)資源，設(shè)有實(shí)驗(yàn)儀器網(wǎng)上瀏覽、多媒體課件、模擬實(shí)驗(yàn)、虛擬實(shí)驗(yàn)等教學(xué)資源。為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)良好的多元化、開(kāi)放的學(xué)習(xí)環(huán)境，并組織、引導(dǎo)、幫助、督促學(xué)生在其中學(xué)習(xí)，使學(xué)生學(xué)會(huì)如何自主地獲取信息和處理信息，主動(dòng)而有效地安排學(xué)習(xí)過(guò)程。

4.2 開(kāi)發(fā)成功物理實(shí)驗(yàn)輔助學(xué)習(xí)機(jī)，并獲發(fā)明專利，發(fā)明專利號(hào)200610019437.5

利用實(shí)驗(yàn)輔助學(xué)習(xí)機(jī)應(yīng)用軟件學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況有選擇地、隨時(shí)地對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)操作演示過(guò)程、思考與討論等教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行查閱和反復(fù)瀏覽，邊學(xué)邊做、對(duì)照操作，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)、完成實(shí)驗(yàn)。憑借實(shí)驗(yàn)輔助學(xué)習(xí)機(jī)學(xué)生可在課前預(yù)習(xí)階段、上課時(shí)做實(shí)驗(yàn)階段等各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)得到全程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。該學(xué)習(xí)機(jī)還可將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器上供老師批改，該學(xué)習(xí)機(jī)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上傳時(shí)，學(xué)習(xí)機(jī)可智能識(shí)別實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)錯(cuò)、誤差和精度，并提醒學(xué)生是否重做實(shí)驗(yàn)，如此既可為避免學(xué)生課后偽造實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，又可方便老師及時(shí)給每個(gè)學(xué)生打分、記錄實(shí)驗(yàn)成績(jī)。該學(xué)習(xí)機(jī)還具有呼叫老師、請(qǐng)求答疑等功能。

教師則可把精力用在課件設(shè)計(jì)、學(xué)生個(gè)別指導(dǎo)、參與學(xué)生實(shí)驗(yàn)討論等工作上。教師和學(xué)習(xí)機(jī)一起參與教學(xué)過(guò)程，增加教師與學(xué)生的深層次交流，強(qiáng)化教師在教學(xué)過(guò)程中對(duì)學(xué)生的個(gè)性化的指導(dǎo)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本能力和素質(zhì)的培養(yǎng)，真正實(shí)現(xiàn)教師主導(dǎo)作用和學(xué)生主體作用的充分發(fā)揮。

4.3 建立了信息化、網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理平臺(tái)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化、網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理平臺(tái)包括物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)上選課系統(tǒng)、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理信息系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理系統(tǒng)。通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)上選課系統(tǒng)，學(xué)生根據(jù)興趣和需要，在老師的指導(dǎo)下，在網(wǎng)上選課，網(wǎng)上選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間、自主調(diào)課等。利用物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理信息系統(tǒng)進(jìn)行排課安排教學(xué)任務(wù)，老師可查詢教學(xué)任務(wù)，學(xué)生可查詢每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的成績(jī)和每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目上課的時(shí)間、地點(diǎn)。老師可利用該系統(tǒng)給學(xué)生實(shí)驗(yàn)打分，記錄考勤，統(tǒng)計(jì)分析實(shí)驗(yàn)的成績(jī)，分析實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的難易程度，分析學(xué)生實(shí)驗(yàn)的情況，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置和改進(jìn)教學(xué)方法。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理系統(tǒng)可對(duì)設(shè)備的保管、維護(hù)、老化淘汰、設(shè)備的利用率、實(shí)驗(yàn)耗材管理等提供方便科學(xué)的信息化管理手段。實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理系統(tǒng)構(gòu)成：賬卡管理、維修管理、實(shí)驗(yàn)耗材管理、借用管理、效益統(tǒng)計(jì)等。

該學(xué)習(xí)平臺(tái)已由武漢理工大學(xué)出版社出版，《課前、課堂、課后數(shù)字化實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)平臺(tái)V1－1》，《物理實(shí)驗(yàn)中心信息化、網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)管理系統(tǒng)V1－1》，《物理實(shí)驗(yàn)中心選課系統(tǒng)V1－1》，于2008年09月在武漢理工大學(xué)出版社發(fā)行。

其中，實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)機(jī)在“第五屆全國(guó)高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研討會(huì)”上榮獲全國(guó)教學(xué)儀器評(píng)比三等獎(jiǎng)。

5 信息化環(huán)境下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式的實(shí)踐成果推廣及應(yīng)用情況

（1）信息化環(huán)境下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，即課前、課堂、課后三位一體的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，通過(guò)“試點(diǎn)——總結(jié)——擴(kuò)大試點(diǎn)——總結(jié)——全面推廣”的階段，已積極穩(wěn)妥的在3屆理工科各專業(yè)等21000本科生中實(shí)施，使學(xué)校每年近7千名本科生直接受益。實(shí)踐效果表明：學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣濃收獲大，實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練全面，綜合能力得到鍛煉和提高。2008－2010年，本科生參與發(fā)表實(shí)驗(yàn)小論文176篇，涉及人數(shù)200余人。獲湖北省優(yōu)秀學(xué)士論文獎(jiǎng)37項(xiàng)，其中一等獎(jiǎng)9項(xiàng)，二等獎(jiǎng)13項(xiàng)，三等獎(jiǎng)15項(xiàng)。

（2）2009年10月該項(xiàng)目成果已應(yīng)用到黃岡師范學(xué)院、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)等學(xué)校，對(duì)國(guó)內(nèi)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革具有很好的輻射和借鑒作用，使周邊兄弟學(xué)院數(shù)萬(wàn)名本專業(yè)學(xué)生逐步間接受益。

（3）項(xiàng)目成果不僅滿足了本校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，而且還滿足了全國(guó)其他兄弟院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。建成的省級(jí)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，已起到很好的示范作用，已有武漢科技大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)、華中科技大學(xué)等8所學(xué)校教師到實(shí)驗(yàn)中心參觀學(xué)習(xí)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等學(xué)校培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和能力的高素質(zhì)人才的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。信息化環(huán)境下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)放式、自主型、個(gè)性化過(guò)程中積累了經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的突破，促進(jìn)了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，有益于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，有益于提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力，有益于促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、素質(zhì)、能力協(xié)調(diào)發(fā)展。第一次將學(xué)習(xí)機(jī)用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，它打開(kāi)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的先河，是現(xiàn)信息技術(shù)用于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)新的實(shí)踐。

［1］ 張大均.教育心理學(xué)［M］.北京：人民教育出版社，2005.

［2］ 潘小青，陸俊發(fā).大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教程［M］.上海：華東理工大學(xué)出版社，2006.

［3］ 王琰，王代新，龍濤.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2008.

［4］ 寧鋅.大學(xué)物理傳真實(shí)驗(yàn)在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用［J］.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2012（3）：110－111.

［5］ 彭華，吳世春.大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)模式的改革與實(shí)踐［J］.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2012（3）：112－114.