大學物理混合教學模式探索

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摘要：針對“大學物理”課程，傳統(tǒng)教學模式不能完全適應目前的教學現(xiàn)狀，筆者進行了為期兩年的混合式教學實踐，從教學整體設計、單元設計、教學實施和考核方式等多個角度進行了與混合教學模式相適應的探索與實踐，并利用校園網(wǎng)絡教學平臺和優(yōu)慕課教學平臺建設了大量課程資源，實現(xiàn)了課前、課中、課后的良好銜接，取得了明顯的教學成效。

關鍵詞：大學物理；混合式教學

一、課程改革背景

大學物理課程作為高校工科類專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎課，在培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力方面起到了重要作用。多年的傳統(tǒng)授課模式積累了大量豐富的教學經(jīng)驗，但由于實際情況的變化，目前純粹的課堂教學模式不能很好地滿足本?，F(xiàn)階段的教學需求，其主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（一）由于課時限制，傳統(tǒng)課堂無法很好地完成教學目標[1]為了滿足專業(yè)發(fā)展需求，現(xiàn)在很多專業(yè)都在培養(yǎng)計劃總體課時不增加的前提下，增設了許多信息化課程，導致原本需要教多學時的基礎理論課程學時被不斷壓縮。大學物理涵蓋了聲光電磁力熱以及相對論和量子物理等，知識量繁多，教學計劃學時只有45課時。傳統(tǒng)課堂教學模式已經(jīng)無法很好地實現(xiàn)教學目標，亟待一種新的教學模式來應對這一變化。

（二）傳統(tǒng)教學模式無法完全匹配教學內(nèi)容的需求

課程中許多內(nèi)容無法通過單一的課堂教學環(huán)節(jié)予以滿足，如近現(xiàn)代物理內(nèi)容，與物理原理密切相關的工程應用實際、高新技術內(nèi)容、物理實驗方法與演示等，加之課堂教學單一的教學模式的局限，無法完全實現(xiàn)包含物理思想、物理內(nèi)容、物理質(zhì)疑、物理思辨、物理衍生等的全物理課程內(nèi)容的學習目標，也難以達到物理對于人的素質(zhì)的全面培養(yǎng)作用。

（三）學生的數(shù)學基礎薄弱

大學物理要求學生具有一定的高等數(shù)學基礎，而本校學生整體數(shù)學基礎薄弱，加之本專業(yè)的大學物理課程與高等數(shù)學課程同時在大一年級的第一學期開設，這就造成了由于缺乏數(shù)學基礎的學生聽不懂的現(xiàn)狀，進一步導致傳統(tǒng)課堂中學生學習效果較差，效率不高，課后作業(yè)完成困難，物理課程整體學習效果不佳等現(xiàn)象?！盎旌鲜健苯虒W模式作為一種新的教學模式，近年來被越來越多的教師所注意，并在教學中進行嘗試[2-10]。這種模式主張以學生的自主學習為重要手段，在充分利用課程教學資源的情況下，結(jié)合課堂教學，實現(xiàn)對完整教學內(nèi)容的學習。我們通過這種教學模式構(gòu)建了“教師課堂”與“資源課堂”兩種課堂，并實現(xiàn)了這兩種課堂的有機結(jié)合。兩個課堂既相互獨立又相互依存，將物理的知識體系串聯(lián)在一起，在教師的教、評、指、控下實現(xiàn)物理課程對創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

二、混合式教學模式的適應性

學校的教學硬件設施和學生端設備完全能夠滿足混合式教學模式需求。從內(nèi)容上來說，大學物理內(nèi)容繁多，類型多樣，需要多種教學手段配合實現(xiàn)教學目標，混合式課程教學能夠較好實現(xiàn)教學目標。1.課程知識體系完備成熟，知識點清晰，可根據(jù)授課需要拆分為不同層次的知識點，符合線上微課制作的基本要求。2.理論性較強，需要反復學習與練習，理論結(jié)合實際，線上資源的建設可供學生反復觀看揣摩，配合線下練習，可以較好提高學生的學習效果。3.實驗部分，可以通過視頻、動畫等清晰展示操作要領和操作規(guī)范，有利于學生反復觀看練習，提高學習效果。

三、課程建設思路

1.組建混合式教學教師團隊，根據(jù)“大學物理”課程在人才培養(yǎng)計劃中的地位和作用制定課程學習目標，設計學習問題，重組學習內(nèi)容，形成系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化課程單元內(nèi)容體系。2.設計與開發(fā)系列化混合式教學微視頻課程，針對每個知識單元內(nèi)容，進行精細化教學設計、形成微教案、微課件、微練習與微任務單，形成結(jié)構(gòu)化在線學習資源，上傳到學校教學平臺。3.根據(jù)自主任務學習單，組織學生進行在線個人自主學習，就教學重點、難點、熱點問題組織學生進行課堂研討性學習，就教學重點、難點、熱點問題組織學生在課堂進行研討性學習，成立研究性學習小組，開展課后基于任務的研究性學習。4.應用平臺資源使用情況反饋，調(diào)整課上教學重點，解決學生線上學習的不足，同時微調(diào)前期對于知識點、技能點的分類標記，為下一輪課程實施做準備，在兩到三輪的課程實施中完成線上線下資源的優(yōu)化組合。

四、課程整體教學設計

大學物理課程作為我校土木工程等工科類專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎課，為后續(xù)專業(yè)基礎課程提供了必須的基本理論和基本方法。針對本課程內(nèi)容多、課時少、學生數(shù)學基礎相對薄弱等幾個關鍵問題，筆者在課程整體設計中采用總體協(xié)調(diào)、各個擊破的方法來處理。1.教學內(nèi)容上，打破章節(jié)束縛，整合相關內(nèi)容，劃分五大內(nèi)容模塊。大學物理涵蓋了質(zhì)點運動學、質(zhì)點動力學、剛體定軸轉(zhuǎn)動、分子熱運動、靜電場、穩(wěn)恒磁場、振動學、機械波、量子力學等13章內(nèi)容，涵蓋聲光電磁力熱以及相對論和量子物理等，知識量繁多。此次混合式課程改革中將教學大綱涉及的13章內(nèi)容按照內(nèi)在聯(lián)系，整合成五大內(nèi)容模塊，模塊之間分界清晰，模塊內(nèi)部緊密聯(lián)系。五個模塊內(nèi)容關系如圖1所示。2.教學方法上，落實線上線下相融合、課前課中課后相貫穿、“教師課堂”與“資源課堂”相結(jié)合的“混合式”教學模式。筆者主張以學生的自主學習為重要手段，在充分利用課程教學資源的情況下，結(jié)合課堂教學，實現(xiàn)對物理整體知識的學習。這種教學模式使學生從“被學”過渡到“樂學”“會學”“善學”。3.考核方式上，根據(jù)學科特征和學生特點制定激勵性考評規(guī)則。筆者引導學生向自主性學習、創(chuàng)造性學習的方向發(fā)展，應用平臺對學生在線學習過程做多維度的記錄，主要包括線上視頻學習持續(xù)時間、課程學習進度、進階學習過程測試、章節(jié)測試、學習資源利用率、學習筆記等，并將數(shù)據(jù)納入到學生的綜合評價中。學生線下返回課堂的學習，其出勤情況、課堂表現(xiàn)等也歸入總評成績。階段考核、期末的書面考試，則與普通班級同步進行相同試卷的考試。

五、課程單元設計

課程單元設計的基本原則為線上知識點碎片化，課堂內(nèi)容系統(tǒng)化?；旌鲜浇虒W的特點決定了線上資源必須碎片化、可視化，便于學生隨時隨地進行學習。然而，要想讓學生很好地掌握教學內(nèi)容，實現(xiàn)教學目標，我們必須保證知識的系統(tǒng)化、聯(lián)系化。因此，在單元設計中，我們就必須同時滿足這兩方面的需求。1.拆分知識點和技能點，實現(xiàn)知識的碎片化。我們可將每個單元的知識點和技能點按照理論型和實踐型、重點型和次要型以及銜接型（與中學物理的銜接）和提升型分類，按此分類劃分出教學上的主講、次講和不講型。理論型、重點型和提升型為主講，實踐型、次要型為次講，銜接型為不講。我們可將不講型的全部、次講型的大部和主講型的少部劃為線上資源內(nèi)容，讓學生自主學習，并設計在線測試題，檢測學習效果；主講的內(nèi)容制作成預習型或解答型資源，置于線上，供學生預習和課后復習使用。2.思維導圖作工具，展示知識點間的內(nèi)在聯(lián)系。單元內(nèi)多個知識點之間通過思維導圖既可以反映彼此間的聯(lián)系，又可以體現(xiàn)各知識點的重要性。每個單元通過線上單元導學展示的同時，核心知識點間的聯(lián)系可以通過課上強化。

六、知識呈現(xiàn)形式及展示

思路拆分后的知識展示形式多樣化，深入淺出，加深理解。碎片化細分后的知識點和技能點以電子資源的形式呈現(xiàn)于網(wǎng)絡教學平臺，根據(jù)不同類型知識的展示需求選取具體表現(xiàn)形式，包括多媒體課件、視頻短片、動畫、測試題、話題討論等。學生可以通過電腦端或手機端隨時進行學習和互動。在單元教學資源設計中，我們可精心設計學習效果檢測與反饋環(huán)節(jié)，檢測試題通常以選擇題為主，以在線測試的形式出現(xiàn)，學生和教師都能夠快速獲得測試結(jié)果，有利于及時調(diào)整教學內(nèi)容，從而保證教師隨時了解學生的學習情況，有側(cè)重地選擇課堂教學重點與難點內(nèi)容，及時解決學生學習中的問題，形成“學習—檢測—反饋—調(diào)整—講解—討論—學習”的閉回路，見圖2。圖2混合式教學閉環(huán)控制回路圖

七、教學成效

（一）平行教學班課程考核結(jié)果對比

在2018年和2019年兩輪教學實施中，我們均在相同專業(yè)的平行班中設置了傳統(tǒng)教學和混合式教學對照班級，考核結(jié)果見圖3所示。兩輪授課中，傳統(tǒng)教學模式班級的成績統(tǒng)計無差異，但混合模式班級成績出現(xiàn)了較大的變化。2018年為混合式教學模式的第一輪授課，學生和教師均在學習和適應這種新的模式，考核成績有提高，但幅度不大。在第2019年的第二輪授課中，教師積累了一定的實踐經(jīng)驗，學生成績呈現(xiàn)了大幅度的提高。

（二）不同年份學生考核結(jié)果縱向?qū)Ρ?/p>

為了更客觀地評價混合教學模式對學生考核成績的提高效果，筆者將近三年的考核成績進行對比，圖4所示。從圖中可以明顯看出，從傳統(tǒng)教學模式到混合式教學模式，教學效果明顯提升。

八、結(jié)論

我校的“大學物理”通過兩輪的混合式教學模式實踐，已經(jīng)初步建成了相對完善的教學資源，學生考核成績明顯提升。在后期的教學中，我們會在此基礎上進一步優(yōu)化教學資源，更新教學手段，研究混合式教學模式的內(nèi)涵，探索影響混合教學模式的影響因素。

作者:黃惠茹 單位:北京城市學院城市建設學部