摘要：云课堂是一种基于计算机技术的高效、便捷的课堂教学形式。本文介绍了云课堂概念和背景，并将云课堂教学应用到大学物理实验课程当中。实践证明，大学物理云课堂教学可以有效提高课程教学效果、满足人才培养的需要。
关键词：大学物理实验；云课堂；教学模式      教育教学论坛
Design of University Physics Experiment Teaching Model Based on Cloud Classroom
Bangbiao Huang¹,Hanyuang Xuan²,Gang Huang²,Jicheng Mo²,Jizhen Zhu²
(1.Guangxi University of Science ang Technology Engineering training Center,Guangxi,Liuzhou,545006)
(2.Guangxi University of Science ang Technology Physics Experimental Teaching Center, Guangxi,Liuzhou,545006)
Abstract: Cloud classroom is an efficient and convenient classroom teaching form based on computer technology. This paper introduces the concept and background of cloud classroom, and applies classroom teaching to college physics experiment course. Practice has Proved that university physics cloud classroom teaching can effectively improve the teaching effectiveness and meet the needs of talents training.
Keyword: University Physics Experiments; Cloud Classroom; Teaching Model
一、概述
随着计算机技术的发展和网络的普及，云计算（cloud computing）已影响到了生活的各个方面。云计算以网络为基础，共享计算资源，为其他的信息设备提供安全、快速、便捷的计算、存储等数据服务。其特点在于服务范围广，形式不固定。在云计算的模式中，用户所需要获得的服务并不在用户操作的终端上直接运行，而是存储并运行在网络上的服务器集群中。用户数据直接通过网络，直接在服务器上存储记录。用户可以在任何时间、任何地点，用系统支持的任意终端，访问并获得自己需要的资源和服务。云计算技术出现后，其在教育领域的发展应用受到了各国的高度重视。美日韩等国都将教育视为云计算技术的核心引用领域之一，并启动了与教育相关的云平台建设计划。我国教育部也在2012年发布了《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》，规划中提出将采用云计算服务模式，形成资源配置与服务的集约化、效益化、优质化发展途径，构建稳定可靠、低成本的国家教育云服务平台[1]。
二、云课堂的概念与特点
长期以来，教学模式改革一直是教师工作的重点之一。传统的课堂教学模式难以调动学生学习知识的积极性和主动性，“填鸭式”的教学模式缺陷明显。为了解决传统教学模式存在的问题，在教育部和各地教育部门、学校的共同推动下，教育工作者开始在云计算基础上构建新型课堂教学模式，用信息化方式拓展教学手段和教学空间，其中云课堂、云平台等教学方式成为了研究热点之一[2][3]。
云课堂是指面向教育教学提供的应用平台。在信息化网络的基础上，将课程相关的教学课件、视频、音频等资源部署在服务器集群中，学生的学习过程不再受到时间和空间的限制，可以随时随地、借助多种终端登陆云课堂平台，进行自主学习、分享和相互探讨。通过云课堂教学，可以实现高效访问、便捷操作、实时互动、开展线上线下教学活动的课堂教学形式。教师与学习者利用自有的电子终端设备建设与访问资源，构建学习空间，记录教与学的全部过程，使教学过程更加高效[4][5]。
三、大学物理实验云课堂
大学物理实验课程是理工科专业必修的基础课程，具有很强的实践性。在目前采用的分层教学模式中，实验项目可分为基础性实验、综合性实验、研究性实验以及设计性实验等多个层次，可根据不同专业的需求进行针对性的实验教学，为后面的专业实践课打下良好基础。为了进一步激发学习者的学习兴趣，培养学生动手实践能力，提高课程教学效果，我们结合自身特点构建了大学物理实验云课堂。云课堂基本机构由三部分组成，即云课堂网站、硬件支持平台和配套教材。三者之间的关系如图1所示。
1.大学物理实验云课堂网站。要实现课程信息化，相应的网站平台不可缺少。为达到这一目的，在学校的支持下，我们结合课程特点，架设了大学物理实验云课堂网站。教师除了可以通过网站对日常教学活动进行管理以外，还能实现上传微课视频资源、与学生在线交流等功能。另一方面，学生则可以在任何时间、任何地点利用Windows桌面浏览器或移动终端登陆大学物理实验云课堂网站，查看与实验项目对应的微课视频等教学资源，或是进行在线预习、自我测试、在线讨论交流等活动。
2.物理实验公共平台。在硬件方面，为了便于学生在课外时间访问云课堂网站，在实验中心内部提供了公共计算机，学生可以通过刷卡验证的方式启用公共平台的计算机，对云课堂进行访问。同时在学校范围内，也实现了校园网wifi的全覆盖，学生也可以使用手机随时随地对云课堂进行查看。
3.微课视频与教材的融合：为方便学生查看微课资源，在课程配套的实验教材中还提供了相应的微课视频二维码，学生可以通过手机扫描的方式观看对应实验的微课内容，在学生阅读教材的过程中提供了多样化的学习体验，提高了个性化学习的有效性。
四、基于云课堂的实验教学模式设计
如果仅仅只是将传统教学模式简单的“平移”到云课堂/在线课程中，难以起到提升教学水平和提高教学质量的预期效果。所以我校的物理实验教学中心决定根据云课堂的可移动性、重复性和可进行碎片化学习等特点，对课程的教学模式进行重新设计，围绕课程的核心内容，从广度、深度上对已有的学习方式进行拓展。对实验课程，其教学过程可以大致分成课前、课中、课后这三个阶段。为了发挥云课堂教学的特点，在这三个阶段对学习者提出了不同的要求。
1.课前阶段：在课前阶段，云课堂为学习者提供大量课程相关且便于获取的信息资源。教师在备课阶段，先把实验项目分解为多个相互联系的知识点，建立起对应的知识群。然后在云课堂平台中对实验项目进行管理，为每个知识点发布相应的微课等学习资料和自我测试题目。学生可以随时随地用任何方式（电脑、手机）登陆平台，对实验项目进行预习，并根据自身知识储备情况，借助云课堂的学习资源提前掌握相关知识点。预习完成以后，学生完成简单的自我测试以检验对知识点的掌握程度。教师可以在后台查询了解学生的答题情况，在线和学生交流，及时发现学生预习过程中遇到的问题并加以指导。同时学生也可以查看以前的在线讨论记录，帮助其掌握知识点。
2.课中阶段：在课堂教学进行过程中，教师在对内容进行简单讲解后，由学生根据要求，自主操作仪器进行实验测量记录。在获得良好课前预习的基础上，教师可以把主要精力投入到对学生的指导和交流上，还可以引导学生进行相互交流、分小组对测量结果进行分析等。借助云课堂教学，在上课阶段，教师的指导将更具有针对性，提高课堂效率，实现课堂教学的高效化和学生学习的自主性。对设计性实验项目。
3.课后阶段：课后阶段，学生完成实验报告并上交。教师把实验报告批改结果输入云课堂中，并根据需要，在云课堂上在线对学生进行个别指导，或是集体讨论交流。此外，教师还可以将课堂上的重点难点上传到云课堂平台，帮助学生进行课后复习。
五、教学效果
“基于云课堂的大学物理实验教学模式”从2016年开始已逐步应用于教学实践中，在本校实施3年，受益学生近万人，效果显著。2016年下半年和2018年下半年，我们采用随机或跟班调查的方式，主要调查学生对基于云课堂的大学物理实验教学模式的接受程度和学生对教学效果的认可程度。从问卷调查统计结果可看出，很喜欢和较喜欢这种教学模式的学生占绝大多数，只有7%以内的学生感觉一般或不喜欢这种模式。绝大多数的学生认为这种教学方式的实施对课程的学习有很或较大的帮助，只有不到9%以内的学生认为只有一定的帮助或与传统教学无区别。教学模式得到学生的普遍认可、乐于接受，且教学质量得到明显的提高。大学物理云课堂在教学中取得了良好的应用效果，与传统的教学方式相比，云课堂的应用，带来了大量易获得的学习资源，有效降低了课程的学习门槛、促进师生间的讨论交流、提高学生的学习自主性。从学生反馈上来看，大学物理实验云课堂是十分有助于实验教学的。当然在实践过程中，也遇到了一些问题：学生短时间难以适应云课堂的网络辅助教学模式。今后需要进行的工作重点，应当放在帮助学生从传统教学模式转入云课堂教学模式，以及如何将云课堂教学进一步与教材的融合上。
基金项目：1.2016年 广西教育厅 广西高等教育本科教学改革工程项目“大学物理实验云课堂教学设计与教学应用 ”（项目编号：2016JGA245)
2. 2014年度广西科技大学优秀教学团队建设项目“大学物理实验教学团队”项目序号：1）
参考文献：
[1]教育部. 教育信息化十年发展规划（2011-2020年）[DB/OL]. http://www.moe.gov.cn/ewebeditor/uploadfile /2012/03/29/20120329140800968.doc, 2012.
[2] 孙建文, 张昭理, 等. 基于开源技术的云课堂平台构建[J]. 中国教育信息化, 2014,(19):20-23.
[3] 李超越. 互联网+背景下的新型教学模式研究[J]. 互联网天地, 2016,(5):6-8
[4] 郭小艳, 陈鸿宇. 论高校云课堂与传统云课堂的差异性[J]. 智能城市, 2016(11):125.
[5] 张铭芳, 周先进, 等. 云课堂与传统课堂教学目标关系构建研究[J]. 当代教育论坛, 2017,(5):114-119.
作者简介：黄榜彪，（1964.12-），男，汉族，广西桂平人，本科，教授，研究方向：实训实验教学改革
收稿日期：2019.4.2