以校園SP OC為基礎(chǔ)的大學(xué)物理模塊化教學(xué)思考＊

陳翼翔

（浙江傳媒學(xué)院電子信息學(xué)院 浙江 杭州 310018）

大學(xué)物理是一門(mén)聯(lián)系工程和科研的基礎(chǔ)課程，是后續(xù)專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)的必備課程，教學(xué)應(yīng)該以提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和科學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo).當(dāng)前，我國(guó)的高等教育正經(jīng)歷著由傳授知識(shí)為主向提高實(shí)踐能力、增強(qiáng)素質(zhì)培養(yǎng)為主轉(zhuǎn)變，特別是在傳媒類(lèi)院校，主要培養(yǎng)實(shí)踐型人才，而物理教學(xué)正是對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)的有效手段.

1 大學(xué)物理教學(xué)的現(xiàn)狀

當(dāng)前的物理教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容較為廣泛完整，比較注重學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論的掌握，而對(duì)于思維能力、創(chuàng)新能力等方面的培養(yǎng)重視不夠.在普遍開(kāi)展的大學(xué)課程改革中，物理課時(shí)被削減.如果教學(xué)內(nèi)容保持和原來(lái)一樣寬泛，上課就很難突出重點(diǎn)，只能蜻蜓點(diǎn)水、浮于表面，會(huì)影響學(xué)生的上課興趣［1］，因此需要教學(xué)方式的改革來(lái)改變現(xiàn)狀.

2 SP OC

SP OC（Small，Private Online Courses）表示小型、私有的在線課程，由加州大學(xué)伯克利分校的M O OC負(fù)責(zé)人 Armando Fox提出［2］.大量的教學(xué)資源通過(guò)這樣的在線教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)放性的傳播，不受時(shí)間和空間的限制.

SP OC的視頻中，用鏡頭語(yǔ)言將教師講課、虛擬實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)參觀等多種內(nèi)容混合在一起傳遞知識(shí)，再結(jié)合各種教學(xué)媒體和工具的混合使用，體現(xiàn)了一種混合式教學(xué)模式［3］.如此展開(kāi)的教學(xué)過(guò)程中，教師能引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性的深入探討、突出教學(xué)重點(diǎn)，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生興趣、翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)習(xí)慣.因此，在校內(nèi)開(kāi)展具有針對(duì)性的小范圍SP OC教學(xué)試驗(yàn)，具有積極的現(xiàn)實(shí)意義.

3 大學(xué)物理模塊化教學(xué)的基本內(nèi)容

3.1 模塊化教學(xué)設(shè)計(jì)

由縱、橫模塊組成的網(wǎng)格式教學(xué)架構(gòu)形成了模塊化教學(xué)的大致框架，如表1所示.

表1 網(wǎng)格式模塊架構(gòu)圖

其中的橫向模塊是指以SP OC課程系統(tǒng)為基礎(chǔ)的教學(xué)組織模塊，包括教學(xué)資源模塊、信息分析模塊、教學(xué)管理模塊和學(xué)習(xí)支持模塊［2］.縱向模塊是指按照教學(xué)目標(biāo)，把授課內(nèi)容劃分為若干個(gè)有機(jī)聯(lián)系而又相互獨(dú)立的教學(xué)內(nèi)容模塊，這些內(nèi)容模塊進(jìn)行合理組合后通過(guò)多樣化的教學(xué)方法加以實(shí)施.

3.2 教學(xué)組織模塊說(shuō)明

（1）教學(xué)資源模塊

以知識(shí)點(diǎn)體系為支撐，將適合學(xué)生自學(xué)的講課視頻、電子教材、課件、習(xí)題等資源進(jìn)行有序整合，并放置于SP OC網(wǎng)站，要求學(xué)生課前自學(xué).課堂時(shí)間內(nèi)，教師通過(guò)提問(wèn)、討論等方式檢測(cè)學(xué)生的掌握情況.這樣的合作化教學(xué)方式，提升了學(xué)生自主學(xué)習(xí)效率的同時(shí)也使教師能集中精力于重點(diǎn)內(nèi)容的講解，銳化了教師的功能.實(shí)現(xiàn)了從以教師“教”為主的“傳道、授業(yè)、解惑”到以學(xué)生“學(xué)”為主的“悟道、受業(yè)、釋惑”的轉(zhuǎn)變.例如圖1所示視頻截圖就是關(guān)于波粒二象性的展示，學(xué)生課前觀看視頻，可以對(duì)該物理概念自發(fā)思考，從而對(duì)后續(xù)的物理課堂有所期待，自身理解不夠的內(nèi)容可以在課上提問(wèn)或討論.

圖1 波粒二象性的展示視頻截圖

（2）信息分析模塊

通過(guò)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為的記錄和分析，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，利用信息分析功能，從學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)進(jìn)度、知識(shí)點(diǎn)掌握情況等多個(gè)方面進(jìn)行立體建模.而且還能實(shí)現(xiàn)一定的師生互動(dòng)交流，比如設(shè)問(wèn)答疑、任務(wù)布置和監(jiān)督等.

（3）教學(xué)管理模塊

在學(xué)情分析的基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行管理和操作.例如，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)時(shí)的自測(cè)自評(píng)功能，可以快速將學(xué)生掌握情況反饋給學(xué)生和教師，減少了教師批改作業(yè)時(shí)的重復(fù)性活動(dòng).而且對(duì)于學(xué)生作業(yè)情況的比較和展示則能夠?qū)崿F(xiàn)課堂教學(xué)的充分延伸，加強(qiáng)師生互動(dòng).在此基礎(chǔ)上，在課堂時(shí)間內(nèi)，教師可以展開(kāi)更有價(jià)值的教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容.

（4）學(xué)習(xí)支持模塊

圍繞課程知識(shí)體系設(shè)計(jì)的習(xí)題庫(kù)，可對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程形成有效支持.學(xué)習(xí)任務(wù)的布置中可以包含文獻(xiàn)資料的檢索查閱工作，有助于提高學(xué)生的自學(xué)能力.教師可約定時(shí)間引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行在線的分組討論，也可對(duì)各個(gè)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化的在線輔導(dǎo)，鞏固學(xué)生的學(xué)習(xí)效果.

3.3 教學(xué)內(nèi)容模塊說(shuō)明

本校的物理教學(xué)內(nèi)容主要包括力學(xué)、振動(dòng)與波、電磁學(xué)、光學(xué)、相對(duì)論和量子物理.可以將其劃分為若干個(gè)教學(xué)模塊，并且充分考慮學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、專(zhuān)業(yè)需求等方面的差異，分專(zhuān)業(yè)合理組合教學(xué)內(nèi)容模塊，使每個(gè)學(xué)生都能得到應(yīng)用能力的培養(yǎng).

光學(xué)模塊包括光的干涉、衍射，由于光具有波動(dòng)性，因此振動(dòng)與波動(dòng)可歸屬于光學(xué)部分.電磁學(xué)模塊包括電場(chǎng)、磁場(chǎng)以及電磁感應(yīng)，是教學(xué)的重點(diǎn).與專(zhuān)業(yè)結(jié)合緊密的基礎(chǔ)內(nèi)容是必選模塊，包括電磁學(xué)和光學(xué).與專(zhuān)業(yè)相關(guān)性不高的或較難的部分作為可選模塊，包括力學(xué)、相對(duì)論和量子物理［4］.教學(xué)內(nèi)容模塊的應(yīng)用，可以將知識(shí)化整為零，減少學(xué)生接受知識(shí)過(guò)程中的壓力.學(xué)生通過(guò)模塊的累積，逐漸形成較完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高效的大學(xué)物理教學(xué).

3.4 模塊化教學(xué)的開(kāi)展

以SP OC為基礎(chǔ)，從學(xué)生的“學(xué)”出發(fā)，來(lái)展開(kāi)大學(xué)物理課程.合理組織的開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)資源給予了學(xué)生全面學(xué)習(xí)知識(shí)的空間，且教學(xué)過(guò)程以模塊為引導(dǎo)，遵循心理認(rèn)知規(guī)律，能適合學(xué)生的思維方式.既能完成培養(yǎng)目標(biāo)，又能方便學(xué)生分層次掌握各自適用的物理學(xué)知識(shí).

除了對(duì)各專(zhuān)業(yè)都要求的基礎(chǔ)模塊以外，再依據(jù)專(zhuān)業(yè)需求，輔以可選模塊.可選模塊更加側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)資源的利用，資源中包含有與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的前沿科技知識(shí)和物理學(xué)史內(nèi)容，由學(xué)生根據(jù)興趣選擇性地閱讀、自學(xué)和討論.例如具體展開(kāi)時(shí)，對(duì)于電子信息工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，重點(diǎn)學(xué)習(xí)電磁學(xué)與光學(xué)內(nèi)容，而非重點(diǎn)的量子物理的外延閱讀則通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自學(xué)，代表著物理發(fā)展前沿的量子科技正是課堂內(nèi)容的有益補(bǔ)充.而且，與專(zhuān)業(yè)具有關(guān)聯(lián)的部分在線內(nèi)容，可以在課堂內(nèi)展開(kāi)討論，比如對(duì)廣播電視工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生而言，可以討論激光技術(shù)在廣電行業(yè)中的應(yīng)用，等等.這樣的模塊化教學(xué)過(guò)程能改變物理教學(xué)的慣例，使物理學(xué)習(xí)過(guò)程從大量的數(shù)學(xué)推導(dǎo)轉(zhuǎn)移為利用物理原理解決實(shí)際問(wèn)題，能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)造性思維能力.

4 基于SP OC的物理教學(xué)過(guò)程

SP OC與實(shí)體課堂相結(jié)合，是高校教學(xué)的一種融合創(chuàng)新［2］，有望發(fā)展成為一個(gè)較為完整的教學(xué)模式.具體的展開(kāi)過(guò)程是，先讓學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上了解整個(gè)知識(shí)的鋪墊，課堂教學(xué)沿著知識(shí)的脈絡(luò)進(jìn)行，而且過(guò)程中穿插著特定主題的討論課教學(xué).

首先，學(xué)生利用SP OC為后續(xù)課程預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，教學(xué)內(nèi)容中的通識(shí)部分讓學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自學(xué).然后，課堂教學(xué)中一般以講授相關(guān)概念和理論為主，重點(diǎn)、細(xì)致地講解與專(zhuān)業(yè)聯(lián)系較緊密的精講內(nèi)容.而通過(guò)一堂課的講解，并不一定能讓所有學(xué)生完全理解某些較難的概念、定律.因此，在課后可以讓學(xué)生自行瀏覽SP OC所提供的資源，特別是利用物理現(xiàn)象或者實(shí)驗(yàn)過(guò)程，幫助學(xué)生直觀地理解物理規(guī)律的外在體現(xiàn).并且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)布置的作業(yè)或任務(wù)的反饋可以了解學(xué)生掌握情況.

學(xué)生在課堂外通過(guò)SP OC可以了解新技術(shù)的發(fā)展，擴(kuò)大視野，提升了學(xué)習(xí)的長(zhǎng)度和寬度.例如在網(wǎng)上觀看視頻介紹超導(dǎo)技術(shù)、光纖技術(shù)、全息成像等，這些科技的應(yīng)用和發(fā)展也能成為課堂討論的主題.討論課中以PPT為媒介，以闡述和問(wèn)答等形式展開(kāi)，通過(guò)師生交流、生生互導(dǎo)，能讓學(xué)生真正理解物理知識(shí)對(duì)于人類(lèi)的日常生活和科學(xué)研究的重要意義.就目前的物理課時(shí)情況而言，課堂討論的開(kāi)展次數(shù)非常有限，而SP OC的小型在線討論課可以成為其有益補(bǔ)充.而且SP OC具有的信息分析和教學(xué)管理功能，能夠給予學(xué)生合理的評(píng)估，使學(xué)生獲得個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持，也能加強(qiáng)教師的指導(dǎo)作用［5］.

此外，目前大學(xué)物理課程配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所遇到的主要問(wèn)題是學(xué)生重視程度不夠而且預(yù)習(xí)效果差.利用SP OC上的虛擬實(shí)驗(yàn)操作和教師演示視頻作為課前預(yù)習(xí)應(yīng)該能取得較好效果.而且也使教師從重復(fù)性的多批次講解中解放出來(lái)，能夠更專(zhuān)注于更有價(jià)值的指導(dǎo)環(huán)節(jié).

5 結(jié)語(yǔ)

以SP OC為基礎(chǔ)的大學(xué)物理模塊化教學(xué)能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，也能更加體現(xiàn)教師的價(jià)值.學(xué)生的學(xué)習(xí)層次分明、重點(diǎn)突出，教師的指導(dǎo)也從課堂延伸到課外，這樣的教學(xué)過(guò)程能夠有效地支持深度學(xué)習(xí).豐富的資源也方便讓教師結(jié)合自身科研引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科研預(yù)熱，討論和實(shí)踐則培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，物理教學(xué)也向著素質(zhì)培養(yǎng)的目標(biāo)轉(zhuǎn)變［6］.總之，多元化的教學(xué)實(shí)踐能帶來(lái)較為明顯的教學(xué)效果，也能促進(jìn)教學(xué)改革的進(jìn)一步發(fā)展，切實(shí)提高大學(xué)物理的教學(xué)水平.

1 龍臥云.獨(dú)立學(xué)院物理課程模塊化教學(xué)的探索與實(shí)踐.教學(xué)研究與課改，2014（3）：70～73

2 鄭奇，楊竹筠.SPOC：結(jié)合高校教學(xué)的融合創(chuàng)新.物理與工程，2014（24）：15～18

3 羅九同，孫夢(mèng)，顧小清.混合學(xué)習(xí)視角下 M OOC的創(chuàng)新研究：SPOC案例分析.現(xiàn)代教育技術(shù)，2014，7（24）：18～25

4 王建.高職物理模塊化教學(xué)初探.湖北成人教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，5（18）：143～144

5 康葉欽.在線教育的“后 M OOC時(shí)代”——SPOC解析.清華大學(xué)教育研究，2014，1（35）：85～93

6 仲崇貴，紀(jì)憲明.大學(xué)物理課程教學(xué)改革的理論與實(shí)踐.湖南科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2009（4）：180～182