大學(xué)物理混合教學(xué)模式探索
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摘要：針對(duì)“大學(xué)物理”課程，傳統(tǒng)教學(xué)模式不能完全適應(yīng)目前的教學(xué)現(xiàn)狀，筆者進(jìn)行了為期兩年的混合式教學(xué)實(shí)踐，從教學(xué)整體設(shè)計(jì)、單元設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施和考核方式等多個(gè)角度進(jìn)行了與混合教學(xué)模式相適應(yīng)的探索與實(shí)踐，并利用校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)和優(yōu)慕課教學(xué)平臺(tái)建設(shè)了大量課程資源，實(shí)現(xiàn)了課前、課中、課后的良好銜接，取得了明顯的教學(xué)成效。
關(guān)鍵詞：大學(xué)物理；混合式教學(xué)
一、課程改革背景
大學(xué)物理課程作為高校工科類專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)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(xué)經(jīng)驗(yàn)，但由于實(shí)際情況的變化，目前純粹的課堂教學(xué)模式不能很好地滿足本?，F(xiàn)階段的教學(xué)需求，其主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（一）由于課時(shí)限制，傳統(tǒng)課堂無法很好地完成教學(xué)目標(biāo)[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(jì)劃總體課時(shí)不增加的前提下，增設(shè)了許多信息化課程，導(dǎo)致原本需要教多學(xué)時(shí)的基礎(chǔ)理論課程學(xué)時(shí)被不斷壓縮。大學(xué)物理涵蓋了聲光電磁力熱以及相對(duì)論和量子物理等，知識(shí)量繁多，教學(xué)計(jì)劃學(xué)時(shí)只有45課時(shí)。傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式已經(jīng)無法很好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，亟待一種新的教學(xué)模式來應(yīng)對(duì)這一變化。
（二）傳統(tǒng)教學(xué)模式無法完全匹配教學(xué)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(xué)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(guān)的工程應(yīng)用實(shí)際、高新技術(shù)內(nèi)容、物理實(shí)驗(yàn)方法與演示等，加之課堂教學(xué)單一的教學(xué)模式的局限，無法完全實(shí)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(xué)習(xí)目標(biāo)，也難以達(dá)到物理對(duì)于人的素質(zhì)的全面培養(yǎng)作用。
（三）學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱
大學(xué)物理要求學(xué)生具有一定的高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，而本校學(xué)生整體數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱，加之本專業(yè)的大學(xué)物理課程與高等數(shù)學(xué)課程同時(shí)在大一年級(jí)的第一學(xué)期開設(shè)，這就造成了由于缺乏數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)生聽不懂的現(xiàn)狀，進(jìn)一步導(dǎo)致傳統(tǒng)課堂中學(xué)生學(xué)習(xí)效果較差，效率不高，課后作業(yè)完成困難，物理課程整體學(xué)習(xí)效果不佳等現(xiàn)象。“混合式”教學(xué)模式作為一種新的教學(xué)模式，近年來被越來越多的教師所注意，并在教學(xué)中進(jìn)行嘗試[2-10]。這種模式主張以學(xué)生的自主學(xué)習(xí)為重要手段，在充分利用課程教學(xué)資源的情況下，結(jié)合課堂教學(xué)，實(shí)現(xiàn)對(duì)完整教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。我們通過這種教學(xué)模式構(gòu)建了“教師課堂”與“資源課堂”兩種課堂，并實(shí)現(xiàn)了這兩種課堂的有機(jī)結(jié)合。兩個(gè)課堂既相互獨(dú)立又相互依存，將物理的知識(shí)體系串聯(lián)在一起，在教師的教、評(píng)、指、控下實(shí)現(xiàn)物理課程對(duì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。
二、混合式教學(xué)模式的適應(yīng)性
學(xué)校的教學(xué)硬件設(shè)施和學(xué)生端設(shè)備完全能夠滿足混合式教學(xué)模式需求。從內(nèi)容上來說，大學(xué)物理內(nèi)容繁多，類型多樣，需要多種教學(xué)手段配合實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，混合式課程教學(xué)能夠較好實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。1.課程知識(shí)體系完備成熟，知識(shí)點(diǎn)清晰，可根據(jù)授課需要拆分為不同層次的知識(shí)點(diǎn)，符合線上微課制作的基本要求。2.理論性較強(qiáng)，需要反復(fù)學(xué)習(xí)與練習(xí)，理論結(jié)合實(shí)際，線上資源的建設(shè)可供學(xué)生反復(fù)觀看揣摩，配合線下練習(xí)，可以較好提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。3.實(shí)驗(yàn)部分，可以通過視頻、動(dòng)畫等清晰展示操作要領(lǐng)和操作規(guī)范，有利于學(xué)生反復(fù)觀看練習(xí)，提高學(xué)習(xí)效果。
三、課程建設(shè)思路
1.組建混合式教學(xué)教師團(tuán)隊(duì)，根據(jù)“大學(xué)物理”課程在人才培養(yǎng)計(jì)劃中的地位和作用制定課程學(xué)習(xí)目標(biāo)，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)問題，重組學(xué)習(xí)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(shè)計(jì)與開發(fā)系列化混合式教學(xué)微視頻課程，針對(duì)每個(gè)知識(shí)單元內(nèi)容，進(jìn)行精細(xì)化教學(xué)設(shè)計(jì)、形成微教案、微課件、微練習(xí)與微任務(wù)單，形成結(jié)構(gòu)化在線學(xué)習(xí)資源，上傳到學(xué)校教學(xué)平臺(tái)。3.根據(jù)自主任務(wù)學(xué)習(xí)單，組織學(xué)生進(jìn)行在線個(gè)人自主學(xué)習(xí)，就教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)、熱點(diǎn)問題組織學(xué)生進(jìn)行課堂研討性學(xué)習(xí)，就教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)、熱點(diǎn)問題組織學(xué)生在課堂進(jìn)行研討性學(xué)習(xí)，成立研究性學(xué)習(xí)小組，開展課后基于任務(wù)的研究性學(xué)習(xí)。4.應(yīng)用平臺(tái)資源使用情況反饋，調(diào)整課上教學(xué)重點(diǎn)，解決學(xué)生線上學(xué)習(xí)的不足，同時(shí)微調(diào)前期對(duì)于知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)的分類標(biāo)記，為下一輪課程實(shí)施做準(zhǔn)備，在兩到三輪的課程實(shí)施中完成線上線下資源的優(yōu)化組合。
四、課程整體教學(xué)設(shè)計(jì)
大學(xué)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(chǔ)課，為后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課程提供了必須的基本理論和基本方法。針對(duì)本課程內(nèi)容多、課時(shí)少、學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱等幾個(gè)關(guān)鍵問題，筆者在課程整體設(shè)計(jì)中采用總體協(xié)調(diào)、各個(gè)擊破的方法來處理。1.教學(xué)內(nèi)容上，打破章節(jié)束縛，整合相關(guān)內(nèi)容，劃分五大內(nèi)容模塊。大學(xué)物理涵蓋了質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)、質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)、分子熱運(yùn)動(dòng)、靜電場(chǎng)、穩(wěn)恒磁場(chǎng)、振動(dòng)學(xué)、機(jī)械波、量子力學(xué)等13章內(nèi)容，涵蓋聲光電磁力熱以及相對(duì)論和量子物理等，知識(shí)量繁多。此次混合式課程改革中將教學(xué)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(gè)模塊內(nèi)容關(guān)系如圖1所示。2.教學(xué)方法上，落實(shí)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(xué)模式。筆者主張以學(xué)生的自主學(xué)習(xí)為重要手段，在充分利用課程教學(xué)資源的情況下，結(jié)合課堂教學(xué)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理整體知識(shí)的學(xué)習(xí)。這種教學(xué)模式使學(xué)生從“被學(xué)”過渡到“樂學(xué)”“會(huì)學(xué)”“善學(xué)”。3.考核方式上，根據(jù)學(xué)科特征和學(xué)生特點(diǎn)制定激勵(lì)性考評(píng)規(guī)則。筆者引導(dǎo)學(xué)生向自主性學(xué)習(xí)、創(chuàng)造性學(xué)習(xí)的方向發(fā)展，應(yīng)用平臺(tái)對(duì)學(xué)生在線學(xué)習(xí)過程做多維度的記錄，主要包括線上視頻學(xué)習(xí)持續(xù)時(shí)間、課程學(xué)習(xí)進(jìn)度、進(jìn)階學(xué)習(xí)過程測(cè)試、章節(jié)測(cè)試、學(xué)習(xí)資源利用率、學(xué)習(xí)筆記等，并將數(shù)據(jù)納入到學(xué)生的綜合評(píng)價(jià)中。學(xué)生線下返回課堂的學(xué)習(xí)，其出勤情況、課堂表現(xiàn)等也歸入總評(píng)成績(jī)。階段考核、期末的書面考試，則與普通班級(jí)同步進(jìn)行相同試卷的考試。
五、課程單元設(shè)計(jì)
課程單元設(shè)計(jì)的基本原則為線上知識(shí)點(diǎn)碎片化，課堂內(nèi)容系統(tǒng)化?；旌鲜浇虒W(xué)的特點(diǎn)決定了線上資源必須碎片化、可視化，便于學(xué)生隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)。然而，要想讓學(xué)生很好地掌握教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，我們必須保證知識(shí)的系統(tǒng)化、聯(lián)系化。因此，在單元設(shè)計(jì)中，我們就必須同時(shí)滿足這兩方面的需求。1.拆分知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的碎片化。我們可將每個(gè)單元的知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)按照理論型和實(shí)踐型、重點(diǎn)型和次要型以及銜接型（與中學(xué)物理的銜接）和提升型分類，按此分類劃分出教學(xué)上的主講、次講和不講型。理論型、重點(diǎn)型和提升型為主講，實(shí)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(xué)生自主學(xué)習(xí)，并設(shè)計(jì)在線測(cè)試題，檢測(cè)學(xué)習(xí)效果；主講的內(nèi)容制作成預(yù)習(xí)型或解答型資源，置于線上，供學(xué)生預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)使用。2.思維導(dǎo)圖作工具，展示知識(shí)點(diǎn)間的內(nèi)在聯(lián)系。單元內(nèi)多個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間通過思維導(dǎo)圖既可以反映彼此間的聯(lián)系，又可以體現(xiàn)各知識(shí)點(diǎn)的重要性。每個(gè)單元通過線上單元導(dǎo)學(xué)展示的同時(shí)，核心知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系可以通過課上強(qiáng)化。
六、知識(shí)呈現(xiàn)形式及展示
思路拆分后的知識(shí)展示形式多樣化，深入淺出，加深理解。碎片化細(xì)分后的知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)以電子資源的形式呈現(xiàn)于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，根據(jù)不同類型知識(shí)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(dòng)畫、測(cè)試題、話題討論等。學(xué)生可以通過電腦端或手機(jī)端隨時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)和互動(dòng)。在單元教學(xué)資源設(shè)計(jì)中，我們可精心設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)效果檢測(cè)與反饋環(huán)節(jié)，檢測(cè)試題通常以選擇題為主，以在線測(cè)試的形式出現(xiàn)，學(xué)生和教師都能夠快速獲得測(cè)試結(jié)果，有利于及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，從而保證教師隨時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，有側(cè)重地選擇課堂教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)內(nèi)容，及時(shí)解決學(xué)生學(xué)習(xí)中的問題，形成“學(xué)習(xí)—檢測(cè)—反饋—調(diào)整—講解—討論—學(xué)習(xí)”的閉回路，見圖2。圖2混合式教學(xué)閉環(huán)控制回路圖
七、教學(xué)成效
（一）平行教學(xué)班課程考核結(jié)果對(duì)比
在2018年和2019年兩輪教學(xué)實(shí)施中，我們均在相同專業(yè)的平行班中設(shè)置了傳統(tǒng)教學(xué)和混合式教學(xué)對(duì)照班級(jí)，考核結(jié)果見圖3所示。兩輪授課中，傳統(tǒng)教學(xué)模式班級(jí)的成績(jī)統(tǒng)計(jì)無差異，但混合模式班級(jí)成績(jī)出現(xiàn)了較大的變化。2018年為混合式教學(xué)模式的第一輪授課，學(xué)生和教師均在學(xué)習(xí)和適應(yīng)這種新的模式，考核成績(jī)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生成績(jī)呈現(xiàn)了大幅度的提高。
（二）不同年份學(xué)生考核結(jié)果縱向?qū)Ρ?/p>
為了更客觀地評(píng)價(jià)混合教學(xué)模式對(duì)學(xué)生考核成績(jī)的提高效果，筆者將近三年的考核成績(jī)進(jìn)行對(duì)比，圖4所示。從圖中可以明顯看出，從傳統(tǒng)教學(xué)模式到混合式教學(xué)模式，教學(xué)效果明顯提升。
八、結(jié)論
我校的“大學(xué)物理”通過兩輪的混合式教學(xué)模式實(shí)踐，已經(jīng)初步建成了相對(duì)完善的教學(xué)資源，學(xué)生考核成績(jī)明顯提升。在后期的教學(xué)中，我們會(huì)在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)資源，更新教學(xué)手段，研究混合式教學(xué)模式的內(nèi)涵，探索影響混合教學(xué)模式的影響因素。
作者:黃惠茹 單位:北京城市學(xué)院城市建設(shè)學(xué)部
