維基Wiki網(wǎng)站在物理實驗教學中的作用.doc

維基(Wiki)網(wǎng)站在物理實驗教學中的作用俞熹，樂永康，蘇衛(wèi)鋒，張新夷*（復旦大學物理教學實驗中心 上海市邯鄲路220號 200433）摘要：實驗中心的網(wǎng)站要求展現(xiàn)的知識點多，更新快，功能強，是物理教學的重要組成部分。本文介紹了復旦大學物理教學實驗中心使用基于維基(Wiki)的網(wǎng)站系統(tǒng)1在建站、運行和維護等方面的經(jīng)驗，以及在物理教學中的作用。關(guān)鍵詞：維基(Wiki)，實驗教學網(wǎng)站，物理教學一、引言及Wiki簡介教學網(wǎng)站在實驗教學中的作用越來越重要，各高校實驗教學中心都投入很多精力來建設和維護網(wǎng)站。這些網(wǎng)站各有特色，在實驗教學中均發(fā)揮了積極的作用。實驗教學網(wǎng)站涉及的知識點多，信息量大，實驗內(nèi)容更新快；而且，不同的實驗課程又都有自己的特色，功能需要特別定制。由于人力資源有限，由專人管理和維護網(wǎng)站，很難做到對各個領(lǐng)域都有深入的了解，加上溝通上不很暢通，極易導致更新不及時。為了使我們的網(wǎng)站能真正服務于師生互動、以人為本的實驗教學，經(jīng)過反復比較、研究，我們復旦大學物理教學實驗中心大膽采用基于維基(Wiki)的網(wǎng)站系統(tǒng)1，該網(wǎng)站在物理實驗教學中起到了不可或缺的作用。據(jù)我們所知，目前國內(nèi)尚無其它實驗中心采用這一網(wǎng)站系統(tǒng)。Wiki是一種多人協(xié)作式寫作的超文本(Hyper Text，文件中除包含文字、圖像、聲音等信息外，還包括了一些具體的鏈接。這些包含鏈接的文件被稱為超文本文件)系統(tǒng)，中文譯名為“維客”或“維基”，其代表應用是知識庫的合作編寫。Wiki使用簡便、內(nèi)容開放，與其它文章內(nèi)容固定的互聯(lián)網(wǎng)應用形成鮮明對照。一般認為，Wiki正式誕生于1995年，迄今已有大量活躍的Wiki站點。目前世界上最大的Wiki系統(tǒng)是維基百科全書2,3，從2001年1月開始至2008年11月，英文條目的積累超過了260萬條。而這個網(wǎng)站的維護完全是由使用者提供的，它是一部人人可參與編輯的自由百科全書。正是因為人人參與了編輯，所以更新快?？?，是Wiki網(wǎng)站的一大特色，wiki-wiki在夏威夷語中本來就是快的意思。我們于2007年5月決定建設復旦大學物理教學實驗中心的Wiki網(wǎng)站，由一位熟悉計算機和Wiki語法的老師設計并搭建了網(wǎng)站的框架，對實驗中心的全體教師作了一次2小時的培訓后，老師們就“邊學邊用”，開始分頭編輯相關(guān)網(wǎng)頁，到2007年7月1日網(wǎng)站1正式開通，還不到兩個月的時間。截至2008年12月，在一年半的時間里已經(jīng)擁有3000多名注冊用戶，頁面總點擊量115萬余次，平均每日訪問量在2000次左右。網(wǎng)站已擁有1000多個頁面，可供下載的相關(guān)文件、資料數(shù)超過3000個。目前，網(wǎng)站的應用已經(jīng)融入到物理實驗教學和實驗室管理的各個領(lǐng)域。實驗教材的更新和補充都由教師自行完成，學生通過網(wǎng)絡選實驗、查看講義和各種參考資料，預習或進行實驗討論。學生在網(wǎng)站上針對該實驗直接提問，* 通信作者老師和其他同學都可隨時作答或參加討論。也有同學把自己的實驗感想和經(jīng)驗上傳到網(wǎng)上，也有教師把點滴心得寫成“教學筆記”上網(wǎng)，實現(xiàn)共享。我們也常常把實驗中心一些有關(guān)管理的建議、提案、規(guī)定等放在網(wǎng)上，共同討論或作為資訊公布。網(wǎng)站使用簡便，快速而富有活力，充分體現(xiàn)了人人自由編輯的好處。使用方便，初學者很容易掌握，是Wiki網(wǎng)站的第二大特色。下面具體介紹我們決定使用基于Wiki網(wǎng)站系統(tǒng)的一些理念，列舉我們中心采用Wiki系統(tǒng)的相關(guān)措施和經(jīng)驗，以闡述維基(Wiki)網(wǎng)站在物理實驗教學中的作用。二、為何要使用Wiki系統(tǒng)？對于實驗中心需要什么樣的網(wǎng)站這個問題有很多討論。在這里特別要提出幾個我們的理念，正是這些理念使得我們最后決定使用Wiki系統(tǒng)。1. C2C (Custermer to Custermer) 的革命在Internet剛出現(xiàn)的一段時間里，大多數(shù)的網(wǎng)站應用是一對多的模式在運作，即：一家公司提供服務，所有的訪問者享用資源。而現(xiàn)在進入了web2.0 時代，即：所有的用戶在使用網(wǎng)絡資源服務的過程中，也要同時為服務網(wǎng)絡提供資源，被稱作C2C的革命。傳統(tǒng)的實驗室網(wǎng)站的建站模式就是一個典型的網(wǎng)站對用戶提供服務、發(fā)布信息的模式，已經(jīng)不能夠適應目前的應用了，在一個“信息爆炸”的時代需要的是一個低成本、快速高效、能自我完善的系統(tǒng)，而Wiki正是一個基于C2C理念的共同建站、共同維護的系統(tǒng)。2. 實驗中心網(wǎng)站是一部活頁書，而且始終是最新版本我們認為實驗中心網(wǎng)站首先是一部百科全書，必須要提供豐富的營養(yǎng)，才能吸引學生。但是要做到這一點，對實驗資料的更新和維護的工作量是驚人的，學生們也是“喜新厭舊”的：一方面，新的實驗、新的學生、新的問題，每天都會出現(xiàn)；另一方面，上學期做過的實驗，可能已經(jīng)不適合這學期的學生。即使是一個經(jīng)典的實驗，我們的理解也不是一成不變的。因此我們需要的既是一部書，又是一部活頁書，既可以自由調(diào)整和增加資料，同時又可以在系統(tǒng)中隨時“還原歷史”。過時的可以收掉，要用時可輕而易舉地找到。Wiki系統(tǒng)保存了每次編輯的修訂記錄，在系統(tǒng)中點擊修訂記錄鏈接，既可找到歷史上每次編輯過的版本，也避免了由于失誤造成不可挽回的損失。3. 網(wǎng)絡資源在C2C的模式下，用得越多成本越低用戶越多，網(wǎng)站也建設得越快越完善，好的網(wǎng)站又能吸引更多的用戶，形成正反饋。因此要最大限度地調(diào)動使用者的積極性。“與人方便，自己方便”。Wiki的進入門檻低是一個很重要的因素。在Wiki系統(tǒng)中，幾乎所有頁面都開放給所有的訪問者，我們將編輯權(quán)限交給每個教師、學生甚至是外校的訪問者，這樣人人都是作者，人人都是編輯，網(wǎng)站管理員（如果可以這么稱呼的話）只需要建立網(wǎng)站框架，一段時間稍作一次調(diào)整。一個老師或者同學寫錯一個字，另一個閱讀者可能很快就會替他改正；一個人的實驗遇到問題，很快會有人給于幫助或提供資料；“眾人拾柴火焰高”，這也是為什么網(wǎng)站內(nèi)容極其豐富，并且真正做到實時更新和實時互動，與時俱進。這里很自然會有一個疑惑：既然所有的編輯權(quán)限都開放了，那么如果出現(xiàn)一個“壞人”，或者非故意做錯事的人，豈不是會把頁面完全破壞掉？這是一個很有意思的話題，起先我們也有相同的疑惑。但從我們的實踐來看，在我們網(wǎng)站運行近一年半的過程中，沒有發(fā)生過一起惡性破壞事件，反而是有很多次發(fā)現(xiàn)，由于編者的疏忽而犯的文字錯誤，讀者會指出并幫助修正。再如維基百科2這樣龐大和敏感的系統(tǒng)，同樣還是采用相同的模式在運行。當然即使出現(xiàn)了惡意破壞事件，Wiki系統(tǒng)具有自身保護機制，可以迅速地完全恢復到被破壞前的狀態(tài)。當然，管理員也可以對相關(guān)頁面、目錄等作一定的權(quán)限設置，可避免這類事件的發(fā)生。4. 現(xiàn)成、快速建站、上手容易、系統(tǒng)免費并公開源代碼目前復旦大學物理教學實驗中心網(wǎng)站，采用的是DokuWiki4系統(tǒng)，該系統(tǒng)原來較多應用于多人協(xié)作式寫作與維護的中小型知識庫系統(tǒng)。其特點在于語法(如輸入：/斜體/ 將顯示：斜體)，簡單、形象、通俗（參見圖1），用法習慣比較接近于普通文本（如Word），基本沒有入門限制。一般學生幾分鐘就能夠上手注冊新用戶和開始編輯頁面。功能更強的Wiki系統(tǒng)還有如維基百科采用的MediaWiki系統(tǒng)5等。這些維基系統(tǒng)和相關(guān)插件都是完全免費，完全公開源代碼的，其安裝文件和源文件均可以從其網(wǎng)站上直接下載。這樣一來，相對于其他類型的網(wǎng)站，Wiki的建站快，開發(fā)成本基本沒有。5. 便于擴展功能及安裝插件Wiki系統(tǒng)的源代碼是公開的，它還提供很多擴展功能的插件，如果有必要的話，也可以根據(jù)自己學校的需要做自己的模板（如我們網(wǎng)站用的訪問計數(shù)器）和編寫設置所需功能的插件（這一工作由網(wǎng)站管理員完成）。在我們的使用過程中，常用到插件，如公式編輯器(math)插件7，其語法兼容LaTeX 的math語言8，可以方便地實現(xiàn)復雜公式的顯示，如圖1所示。圖1 公式編輯器生成的公式 (在Wiki中輸入：delim|1/N sumn=1Ngamma(u_n) - 1/2 pi int02 pigamma(t) dt| = epsilon/3)三、應用舉例1. 準備工作首先需要一臺能夠運行DokuWiki4的服務器(可以和其他網(wǎng)站合用服務器)，這樣能夠?qū)π?nèi)外提供服務。從一開始，我校的信息化辦公室就對我們的工作非常支持，專門提供了一臺服務器供我們建立網(wǎng)站。這臺服務器上運行的是Redhat9的CentOS Linux10操作系統(tǒng)，如果不習慣使用Linux操作系統(tǒng)的話，DokuWiki 也完全可以安裝在Windows的服務器平臺上，只要安裝了Http11和Php12的服務程序即可。2. 如何安裝和上手不同于其他網(wǎng)站，維基系統(tǒng)安裝完成，即可上線。網(wǎng)站內(nèi)容是在上線后，在系統(tǒng)內(nèi)編輯完成的。基礎內(nèi)容通過文本編輯方式就可以完成，使用少量簡單的控制符還可以加強文章顯示效果；對于鏈接的文件、圖片等均可以上傳后完成，還可以方便地使用內(nèi)部鏈接；外部鏈接的引用直接寫入即可。對于新用戶，只要看一下網(wǎng)站上的“新手入門Flash教程”6，一般10分鐘的學習和練習即可上手，多用幾次就熟練了?；赪iki的開發(fā)性和共同維護的特點，主管網(wǎng)站建設的老師僅僅是建立了網(wǎng)站的框架結(jié)構(gòu)，將教務信息和課程信息等頁面創(chuàng)建好。大部分建站任務是分配到各課程負責人手中，再由各課程小組將任務細化，分配給每個主管老師，進行完善。我們在網(wǎng)站建設之初，由于調(diào)動了所有老師的積極性，所以幾乎在一夜之間，網(wǎng)站的信息量就形成了規(guī)模。從系統(tǒng)運行至今，所有老師僅僅經(jīng)過一次2小時的統(tǒng)一培訓，這真正是一個“邊用邊學”，“邊學邊用”的系統(tǒng)，因為簡單，又和大家已經(jīng)熟悉的語言編寫規(guī)則接近，甚至能做到“即學即用”。3. 在基礎實驗課程中的應用“物理實驗基礎”是我系面向全校理科、工科、醫(yī)科學生開放的一門公共必修課，該課程同時有112名學生，分別在7個不同的實驗室上課。緒論課上兩周，第一周主要講數(shù)據(jù)處理，第二周主要講實驗室的規(guī)章制度以及如何做實驗、寫預習報告。由于大多數(shù)學生對于物理實驗中的數(shù)據(jù)處理都相當陌生，會產(chǎn)生大量的問題，而老師往往不能在第一時間與學生溝通。為了解決這一問題，我們除了將緒論課的課件和參考文獻放到網(wǎng)上，還針對緒論課開設了專門的討論區(qū)。在第一學期的前三周時間里，就有67人次參與了討論，其中包括學生提問，學生和老師回答問題，提供補充資料、參考書目等。同學可以把自己的問題放在網(wǎng)上，也可以回答別人的問題，這樣就提供了一個同學與同學、同學與老師之間的交流平臺。而這次很全面、很充分的討論記錄也可以為以后的學生提供幫助。以后幾個學期，已經(jīng)很少有同學提出類似的問題。一些常見的問題都可以在緒論課的討論區(qū)中找到答案，這樣也給老師提供了方便。在上述7個實驗室里，每個實驗室都有3個不同的實驗，要求學生選擇完成其中的2個實驗。我們目前通過Wiki系統(tǒng)就可以完成，不需要專門的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。我們在各個實驗室的相關(guān)網(wǎng)頁建立了選課表格，學生可以自由編輯進行選課，甚至在最后實驗前都可以修改自己的選課登記。瀏覽Wiki網(wǎng)站，就好象進入了一家“大超市”，可完全自由選“貨”，每次進入，還會看到很多“新貨上架”。每樣“物品”都有詳細的說明（實驗介紹），滿意了就放進“購物籃”（選實驗），出門前可以隨時改變主意?！百徫铩鼻昂蠖伎梢栽谶@個平臺上同其他“顧客”（老師或同學）交流、討論（實驗提問、討論）。在Wiki上每個用戶都可以建立自己的“家”，在教師和助教的通訊錄頁面中，點擊名字就可以進入他們的“家”，學生經(jīng)常會到他們的“家”里逛逛，看看老師寫的教學體會，下載課程講義、資料，或者直接在“家”門口“貼條子”，提問題；相應的也有不少學生建立了自己的“家”，將自己的實驗體會、項目的進展報告都放上去了，老師也會經(jīng)常去“串門”。基于這些理念，網(wǎng)站開通至今的一年多時間里，在實驗課程教學的各個環(huán)節(jié)中發(fā)揮著越來越大的作用。其中一學期的期末考試之后，有一位同學通過Email向有關(guān)老師提出了對考題的質(zhì)疑，我們馬上將學生的質(zhì)疑以及老師的解答公布在了網(wǎng)站上，開放、負責的態(tài)度深受學生好評。得益于每位老師都可以直接回答學生的提問，解答公布在網(wǎng)上的時間總是很及時，最快的一次回答是在學生提出問題的5分鐘之后，而這5分鐘差不多就是老師輸入解答的時間；也有一天之內(nèi)學生接連提出問題而老師都能及時作答的情況，學生似乎能感到自己面對的不是電腦而是在和老師作面對面的交流。Wiki網(wǎng)站提供了一個非常友好的界面，面對Wiki人機對話的時候，就好像在進行人與人的對話。現(xiàn)在我們已經(jīng)離不開這個教學網(wǎng)站。在網(wǎng)上和同學、老師討論正成為越來越多學生的選擇。有不少同學把自己實驗報告中很獨到的現(xiàn)象分析、實驗體會和自主進行的對拓展內(nèi)容的探索結(jié)果輸入到網(wǎng)上，一方面大大豐富了網(wǎng)站的內(nèi)容，另一方面也成了其他同學更認真地對待實驗、進行更多獨立思考的動力。當然，由于Wiki系統(tǒng)對于大多數(shù)用戶，是一個新鮮事物，為方便用戶，我們還把維基的使用方法6放在了網(wǎng)上，以便實時查閱，并提供一個“Wiki 實驗室”頁面，供用戶測試Wiki功能。 4. 學生實驗項目管理我校的“近代物理實驗”13和“設計性研究性實驗”課程都涉及到大量的學生實驗項目管理，參與的老師又比較多，老師要能夠根據(jù)學生的實驗進展予以跟蹤、監(jiān)督和及時指導，期末的考核又采用小論文和口頭報告形式，因此需要一個多功能的平臺加以管理。我們也將Wiki應用在這些小課題的項目管理上。以“設計性研究性實驗”為例：在每學期開學之初，多名實驗指導教師（十多位老師開設約20-30個小課題）將自己開設的實驗課題和相關(guān)的介紹張貼在網(wǎng)站上，選課學生可以根據(jù)自己的興趣直接在網(wǎng)上選擇實驗課題。在實驗進行中，老師會為每個實驗課題建立一個獨立的頁面，學生可以隨時更新自己的實驗思路和實驗結(jié)果。這頁面不僅是選課學生和指導老師、同學進行討論的平臺，也是學生展示自己實驗結(jié)果的舞臺。最后一周，學生將在指定頁面中提交一個小論文和口頭報告的文件，屆時在口頭報告會上，將直接通過網(wǎng)頁播放文件（如PPT）作演講，以節(jié)省報告時間。圖2是一個近代物理實驗I提交小論文和口頭報告的部分頁面。圖2 近代物理實驗I小論文和口頭報告提交頁面四、總結(jié)我們把“C2C模式”、“活頁書”、“超市”、“家”、“Wiki實驗室”等概念組合在一起，都是為了教與學的互動，實現(xiàn)實驗教學開放、靈活和“以人為本”的理念。在這些理念的指引下，得益于Wiki的人人自由編輯、使用簡捷且容易上手、低成本的優(yōu)勢，我們將其轉(zhuǎn)變成了一個完全開放的、十分便于更新的、老師與學生可自由交流和討論的信息平臺，成功地運用在實驗教學、實驗項目管理和中心內(nèi)部的設備與經(jīng)費管理等方面。本文列舉了一些實例，說明了在實施過程中遇到的問題、困難以及解決方案，希望對讀者有所啟發(fā)。最后歡迎各高等院校的學生和教師常來，一定要留下您的“足跡”哦！本文工作獲得國家自然科學基金委基礎科學人才培養(yǎng)基金 (No J)的資助，特此感謝。參考文獻：1 復旦大學物理教學實驗中心網(wǎng)站2 維基百科首頁3 維基百科中文版網(wǎng)站4 DokuWiki 系統(tǒng)網(wǎng)站5 MediaWiki系統(tǒng)網(wǎng)站6 :wiki復旦大學物理教學實驗中心網(wǎng)站提供的新手入門7 :math DokuWiki 的公式編輯器(math)插件8 LaTeX project 網(wǎng)站9 Redhat Linux 紅帽子Linux 網(wǎng)站10 Redhats CentOS 操作系統(tǒng) 11 HTTP server12 PHP網(wǎng)站服務端語言13 俞熹，王煜J大學物理實驗課程中的一些誤區(qū)及改革 物理實驗（已接受）An introduction of a teaching lab website based on WikiYu Xi, Le Yongkang, Su Weifeng, Zhang Xinyi*(Physics Teaching Lab, Fudan University, 220 Handan Road, Sh