大學(xué)物理慕課的設(shè)計(jì)、建設(shè)與應(yīng)用實(shí)踐

陳小平，劉建強(qiáng)

（1.高等教育出版社，北京 100029；2.山東大學(xué)物理學(xué)院，山東濟(jì)南 250100）

教學(xué)研究

大學(xué)物理慕課的設(shè)計(jì)、建設(shè)與應(yīng)用實(shí)踐

陳小平1，劉建強(qiáng)2

（1.高等教育出版社，北京 100029；2.山東大學(xué)物理學(xué)院，山東濟(jì)南 250100）

近年來(lái)，以慕課（MOOCs）為代表的在線開放課程發(fā)展迅猛，對(duì)當(dāng)今高等教育教學(xué)模式帶來(lái)了巨大沖擊，本文結(jié)合山東大學(xué)“大學(xué)物理”慕課課程的設(shè)計(jì)、建設(shè)與應(yīng)用情況，總結(jié)了大學(xué)物理慕課的建設(shè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，比較分析了“慕課+SPOC”、翻轉(zhuǎn)課堂等實(shí)踐模式的應(yīng)用情況，進(jìn)一步展望了“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下大學(xué)物理課程建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì).

慕課；大學(xué)物理；翻轉(zhuǎn)課堂；在線開放課程

1　在線開放課程建設(shè)新形勢(shì)

慕課（MOOCs，Massive open online courses），即大規(guī)模在線（網(wǎng)絡(luò)）開放課程或者海量在線（網(wǎng)絡(luò)）公開課，屬于一種在線教育形式.2012年美國(guó)高等教育界由斯坦福大學(xué)、哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院等名校掀起一股慕課風(fēng)潮，《紐約時(shí)報(bào)》因此將2012年稱為“慕課元年”.近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和推動(dòng)，在“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景和概念下，以慕課為代表的大規(guī)模在線開放課程發(fā)展迅猛，對(duì)當(dāng)今高等教育模式帶來(lái)了全方位的巨大沖擊！信息技術(shù)促進(jìn)了開放課程資源向開放課程學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)化，推動(dòng)了開放教育的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)變與發(fā)展［1，2］.

以國(guó)外的3大慕課平臺(tái)Coursera、edX和Udacity為代表，包括我國(guó)的“學(xué)堂在線”、“中國(guó)大學(xué)MOOC”等平臺(tái)在內(nèi)，國(guó)內(nèi)外類似的學(xué)習(xí)平臺(tái)已有近80個(gè)；據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2014年提供MOOC課程的大學(xué)超過(guò)400所，課程數(shù)量2 400余門，比2013年翻了一倍，學(xué)習(xí)者數(shù)量達(dá)到1 600～1 800萬(wàn)；2015年5月全球新生學(xué)院（Global Freshman Academy，GFA）由美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)（ASU）和edX合作成立，ASU會(huì)在edX上以MOOC形式提供大學(xué)課程，任何人都可以報(bào)名學(xué)習(xí)這些課程，在學(xué)習(xí)完課程并且通過(guò)之后即可獲得學(xué)分；2015年6月美國(guó)伊利諾伊大學(xué)香檳分校（UIUC）商學(xué)院將通過(guò)Coursera在推出首個(gè)線上MBA（iMBA工商管理碩士）項(xiàng)目；2015年 7月，法國(guó)Open Classrooms與IESA Multimédia合作發(fā)布了國(guó)家承認(rèn)的學(xué)士學(xué)位MOOC課程，提供MOOC多媒體專業(yè)學(xué)位；截止2015年底，僅僅中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)就已經(jīng)與60余所知名高校和機(jī)構(gòu)合作，推出近500門精品慕課課程，選課人數(shù)更是突破700萬(wàn)，并為110所高校開設(shè)了近500門SPOC（Small Private Online Courses，即小型在線專有課程，也叫“私慕課”或“私播課”，是將MOOC本地化以便在校學(xué)生學(xué)習(xí)的課程模式）課程，發(fā)放MOOC證書7萬(wàn)余張.

總體看來(lái)，MOOC對(duì)教育模式、格局的改變正在一步步前進(jìn)著，一個(gè)圍繞著MOOC的成熟教育生態(tài)系統(tǒng)也逐漸形成：各大MOOC平臺(tái)紛紛探索新型課程模式，包括專項(xiàng)課程、付費(fèi)認(rèn)證、自學(xué)模式以及課程本地化；參與制作MOOC的大學(xué)和機(jī)構(gòu)數(shù)量越來(lái)越多，對(duì)MOOC投入的資源也在持續(xù)增長(zhǎng)；課程質(zhì)量越發(fā)出色，為學(xué)習(xí)者提供更豐富的選擇和更優(yōu)良的學(xué)習(xí)體驗(yàn)；重心漸漸轉(zhuǎn)向職業(yè)教育，商業(yè)模式越發(fā)清晰；MOOC學(xué)習(xí)的社會(huì)認(rèn)可度逐步增加，相關(guān)學(xué)分、證書、學(xué)前教育的認(rèn)可認(rèn)證逐步被學(xué)習(xí)者、高校和社會(huì)接受.

2　山東大學(xué)大學(xué)物理慕課的建設(shè)

進(jìn)入新世紀(jì)，我國(guó)高校課程建設(shè)經(jīng)歷了從精品課程建設(shè)到精品開放課程建設(shè)、再到精品在線開放課程建設(shè)3個(gè)過(guò)程：從2003到2010年間，共建設(shè)了3 909門國(guó)家級(jí)精品課程和2萬(wàn)多門省校級(jí)精品課程，實(shí)現(xiàn)了“五個(gè)一流”的精品課程體系；隨著“十二五”期間“質(zhì)量工程”的實(shí)施，國(guó)家精品開放課程開始建設(shè)，到2015年11月9日“愛課程”網(wǎng)上線4周年之際，已經(jīng)上線961門視頻公開課、2 708門大學(xué)資源共享課；在世界范圍內(nèi)大規(guī)模在線開放課程發(fā)展的新趨勢(shì)下，2014年5月8日，中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)正式上線，標(biāo)志著中國(guó)特色在線開放課程進(jìn)入全面建設(shè)階段，教育部擬于2017年前認(rèn)定1 000余門，2020年認(rèn)定3 000余門國(guó)家精品在線開放課程［3］.

山東大學(xué)“物理學(xué)（大學(xué)物理）”課程是2004年國(guó)家精品課程，經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)應(yīng)用，積累了系統(tǒng)豐富的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，經(jīng)過(guò)校、省、國(guó)家遴選評(píng)審，順利轉(zhuǎn)型升級(jí)為國(guó)家精品資源共享課，并且于2013年6月首批通過(guò)“愛課程”網(wǎng)向社會(huì)大眾免費(fèi)開放.2014年上半年，《大學(xué)物理》慕課被列入學(xué)校首批慕課課程改革項(xiàng)目，課程團(tuán)隊(duì)在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上精心設(shè)計(jì)了課程框架，經(jīng)過(guò)仔細(xì)研討和反復(fù)修改確定了課程腳本，課程團(tuán)隊(duì)團(tuán)結(jié)一致、加班加點(diǎn)、克服困難，終于在2014年10月完成錄制任務(wù)，《大學(xué)物理》慕課分為力學(xué)和熱學(xué)、相對(duì)論和量子物理、電磁學(xué)和光學(xué)3門，分別于2014年10月28日、11月18日和12月2日正式在中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)上線開課，目前已經(jīng)完成三輪授課，選課學(xué)習(xí)人數(shù)達(dá)到3萬(wàn)余人次，初步構(gòu)建了具有山東大學(xué)特色的“國(guó)家精品課——國(guó)家精品資源共享課——慕課”一體化大學(xué)物理在線開放課程體系.

根據(jù)本校大學(xué)物理教學(xué)情況和網(wǎng)上學(xué)習(xí)者的水平，《大學(xué)物理》慕課的課程大綱以我們的基礎(chǔ)教材《簡(jiǎn)明物理學(xué)》（高等教育出版社出版）為藍(lán)本設(shè)計(jì)，分成力學(xué)和熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)、相對(duì)論和量子物理3部分，具體內(nèi)容如圖1所示.力學(xué)和熱學(xué)部分包含前六章的內(nèi)容，包括質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述、力學(xué)中的守恒定律（機(jī)械能守恒、動(dòng)量守恒和角動(dòng)量守恒）、剛體和理想流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、振動(dòng)和波動(dòng)的相關(guān)規(guī)律等力學(xué)基本知識(shí)，以及氣體和液體的基本性質(zhì)及其規(guī)律等熱學(xué)基本知識(shí)；電磁學(xué)和光學(xué)部分包含第七到第十章的內(nèi)容，包括經(jīng)典電磁學(xué)和波動(dòng)光學(xué)的內(nèi)容；相對(duì)論和量子物理部分包含第五章以及第十一到第十五章的內(nèi)容，包括狹義相對(duì)論的基本原理和量子物理的相關(guān)概念及其規(guī)律，其中有黑體輻射、光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、量子論、波函數(shù)、薛定諤方程、電子自旋等內(nèi)容，另外還有原子核和粒子的基本概念及其規(guī)律等內(nèi)容.

圖1　《大學(xué)物理》慕課的課程大綱及內(nèi)容

前兩部分分別安排8周教學(xué)內(nèi)容發(fā)布加2～3周考試完成時(shí)間，是大學(xué)物理課程教學(xué)的主體內(nèi)容，而第三部分是補(bǔ)充和選學(xué)內(nèi)容，方便學(xué)有余力或感興趣的學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí).計(jì)劃3個(gè)部分每學(xué)期開課一輪，同時(shí)在“中國(guó)大學(xué)MOOC”和“學(xué)堂在線”兩個(gè)公共服務(wù)平臺(tái)上開課，便于更多學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)使用.課程以微課程的形式發(fā)布，每周課程包含4～5講內(nèi)容，每一講后面提供教學(xué)視頻、隨堂測(cè)驗(yàn)、演示文稿以及課堂討論等等，重點(diǎn)章節(jié)后還有專題習(xí)題課講授，每周一次單元測(cè)驗(yàn)以及每?jī)芍芤淮握n后作業(yè)題，學(xué)期末一次期末考試.課程的學(xué)習(xí)成績(jī)來(lái)自于單元測(cè)驗(yàn)、課后作業(yè)、參與網(wǎng)絡(luò)討論和期末考試，完成課程學(xué)習(xí)并考核合格（≥60分）的可獲得合格證書，成績(jī)優(yōu)秀（≥80分）的可獲得優(yōu)秀證書.

課程平臺(tái)系統(tǒng)提供了多種形式的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)和檢測(cè)方式.對(duì)于客觀性測(cè)試題，學(xué)習(xí)者在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)答題，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)學(xué)習(xí)者提交的答案進(jìn)行及時(shí)反饋，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)系統(tǒng)的反饋調(diào)整與改進(jìn)學(xué)習(xí)，并再次嘗試；對(duì)仍有問(wèn)題的題目或者知識(shí)點(diǎn)，可以去討論區(qū)中與其他學(xué)習(xí)者或助教老師交流，解決問(wèn)題.針對(duì)學(xué)習(xí)者人數(shù)眾多的情形，在批改作業(yè)階段運(yùn)用同伴互評(píng)方式進(jìn)行評(píng)價(jià)，即在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成提交作業(yè)的學(xué)習(xí)者可以按照評(píng)價(jià)量對(duì)其他同學(xué)的作業(yè)做出評(píng)價(jià)、給出分?jǐn)?shù)，每一位學(xué)習(xí)者都會(huì)收到來(lái)自其他5位甚至更多同學(xué)對(duì)自己作業(yè)的反饋評(píng)價(jià)，并以5個(gè)成績(jī)的平均成績(jī)作為本次互評(píng)作業(yè)的成績(jī)；很多學(xué)習(xí)者都反映這是一種很好的相互學(xué)習(xí)和交流的方式.其他還有教師評(píng)價(jià)、學(xué)習(xí)者自評(píng)等多種評(píng)價(jià)方式，包含了過(guò)程性評(píng)價(jià)與總結(jié)性評(píng)價(jià).多種評(píng)價(jià)方式的運(yùn)用有利于教師和學(xué)習(xí)者及時(shí)的調(diào)整教學(xué)安排和學(xué)習(xí)策略，同時(shí)對(duì)課程本身的綜合情況和后續(xù)開展也提供了數(shù)據(jù)支持.

3　基于慕課的教學(xué)實(shí)踐與思考

慕課的出現(xiàn)展現(xiàn)了國(guó)際高等教育發(fā)展的新趨勢(shì)和新動(dòng)向，同時(shí)也帶來(lái)教育觀念、教育體制、教學(xué)方式、人才培養(yǎng)模式等方面的深刻變化，對(duì)深化傳統(tǒng)大學(xué)教育教學(xué)改革、提高教育質(zhì)量、促進(jìn)教育公平等產(chǎn)生積極的推動(dòng)作用［4］.通過(guò)研討分析大學(xué)物理慕課第一輪開課學(xué)習(xí)情況，開課教師在2015年春季學(xué)期試點(diǎn)將MOOC引入教學(xué)過(guò)程中，嘗試將“翻轉(zhuǎn)課堂”、SPOC、“混合式教學(xué)”等新型教學(xué)理念及方法引入傳統(tǒng)課堂教學(xué)，有助于豐富教學(xué)形式與手段，促進(jìn)因材施教和學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)，以期提高教學(xué)效果，同時(shí)也可以應(yīng)對(duì)大學(xué)物理學(xué)時(shí)不斷被壓縮、教學(xué)質(zhì)量出現(xiàn)下降趨勢(shì)等問(wèn)題.學(xué)校的《大學(xué)物理SPOC》采用與《大學(xué)物理MOOC》課程同步模式進(jìn)行，除了包含知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)視頻、隨堂測(cè)驗(yàn)、演示文稿、課堂討論、習(xí)題講解、單元測(cè)驗(yàn)、課后作業(yè)和期末考試以外，還包含專門的難點(diǎn)補(bǔ)充、專題研討、小組學(xué)習(xí)指導(dǎo)等環(huán)節(jié)，具有更多的互動(dòng)機(jī)會(huì)和更加深入的學(xué)習(xí)途徑.課堂面授重點(diǎn)在于討論課后公共問(wèn)題、研討單元測(cè)驗(yàn)、檢測(cè)課后作業(yè)、訓(xùn)練習(xí)題解答、設(shè)計(jì)專項(xiàng)訓(xùn)練、探究難點(diǎn)問(wèn)題、學(xué)習(xí)知識(shí)綜合運(yùn)用以及學(xué)習(xí)MOOC內(nèi)容未涉及的相關(guān)內(nèi)容.

大學(xué)物理“翻轉(zhuǎn)課堂”試點(diǎn)之后，開課教師通過(guò)比較分析和問(wèn)卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)：課程總成績(jī)大幅提升到76.67分，超出其他平行班或者往年成績(jī)5～10分，翻轉(zhuǎn)課堂總成績(jī)=平時(shí)成績(jī)50分（通過(guò)《大學(xué)物理——力學(xué)和熱學(xué)》和《大學(xué)物理——電磁學(xué)和光學(xué)》兩門MOOC課程學(xué)習(xí)總成績(jī)獲得）+期末考試成績(jī)50分（由綜合筆試獲得，重點(diǎn)考核難點(diǎn)問(wèn)題、綜合運(yùn)用以及以上MOOC課程未涉及的內(nèi)容）；大學(xué)物理慕課通過(guò)率也大幅度提高，力學(xué)和熱學(xué)與電磁學(xué)和光學(xué)通過(guò)率分別為7.9%和6.1%遠(yuǎn)高于第一輪開課的1.15%和0.5%；問(wèn)卷調(diào)查如圖2顯示超過(guò)三分之二的同學(xué)喜歡翻轉(zhuǎn)課堂，大多數(shù)喜歡的原因是方便學(xué)習(xí)和促進(jìn)自學(xué).總體看來(lái)，“翻轉(zhuǎn)課堂”的試點(diǎn)取得了預(yù)期的良好效果.

圖2　翻轉(zhuǎn)課堂問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果分析

實(shí)際上，試點(diǎn)過(guò)程中開課教師也遇到一些問(wèn)題.例如試點(diǎn)初期有極個(gè)別學(xué)生很不適應(yīng)這種新形式，向?qū)W院學(xué)校寫信反映，引來(lái)學(xué)院學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)集體聽課；還有教師不愿去嘗試、不愿作“吃螃蟹的人”等等問(wèn)題.以上問(wèn)題也反映出“翻轉(zhuǎn)課堂”面臨的困難，首先是教師、學(xué)生參與積極性的問(wèn)題：如何調(diào)動(dòng)教師參與“翻轉(zhuǎn)課堂”這種較深層次的教學(xué)改革活動(dòng)是個(gè)難題，因?yàn)檫@種教學(xué)改革活動(dòng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力、工作量十分巨大，雖然學(xué)?；蚨嗷蛏儆幸欢ǖ闹С止膭?lì)措施，但是與目前高校科研評(píng)價(jià)機(jī)制與職稱晉升體制的導(dǎo)向比起來(lái)就顯得后勁不足；而大學(xué)物理作為外系公共基礎(chǔ)課，學(xué)生的重視程度不夠，有被動(dòng)學(xué)習(xí)的慣性，還有學(xué)分證書沒(méi)有相應(yīng)認(rèn)定機(jī)制，它們都妨礙了學(xué)生參與的積極性.另外一個(gè)就是在線開放課程背景下教與學(xué)的能力培養(yǎng)問(wèn)題：從慕課出現(xiàn)伊始，就一直存在“MOOC取代教師、MOOC革命學(xué)校”等說(shuō)法和爭(zhēng)論，給有的教師和管理者帶來(lái)一定的困惑，在行動(dòng)上就是漠視、抵觸相關(guān)教學(xué)改革活動(dòng).這些都需要通過(guò)加強(qiáng)正面宣傳引導(dǎo)和培訓(xùn)講解，提高教師和學(xué)生在線開放課程背景下教與學(xué)的思想認(rèn)識(shí)和相應(yīng)能力.

4　小結(jié)

慕課模式的本質(zhì)是高等教育資源的重組，實(shí)際上是在倒逼傳統(tǒng)大學(xué)教育教學(xué)方式向四個(gè)方向轉(zhuǎn)變：一是教育資源開放化；二是教學(xué)方式混合化；三是學(xué)習(xí)個(gè)性化；四是學(xué)習(xí)過(guò)程社會(huì)化.在信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的強(qiáng)力支撐下，慕課使得大規(guī)模高質(zhì)量教育教學(xué)共享成為可能！總之，慕課等在線開放課程為高等教育帶來(lái)了沖擊，同時(shí)也帶來(lái)了機(jī)遇和良好的借鑒，只有把握機(jī)遇、順應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代大潮，積極學(xué)習(xí)和努力改進(jìn)，才能促進(jìn)中國(guó)特色在線開放課程的持續(xù)發(fā)展，推動(dòng)高等學(xué)校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共建共享，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)質(zhì)量的穩(wěn)步提高、促進(jìn)高等教育改革的逐步深化和推動(dòng)學(xué)習(xí)型社會(huì)的全面建設(shè).

致謝：感謝教育部高等學(xué)校大學(xué)物理課程教指委教學(xué)研究立項(xiàng)（編號(hào)：DWJZW201524hd）和山東大學(xué)教學(xué)改革立項(xiàng)資助.

［1］ 瞿振元.以MOOC發(fā)展為契機(jī)促進(jìn)信息技術(shù)與高等教育深度融合［J］.中國(guó)高教研究，2014：6，1-4，22.

［2］ 王祖源，倪忠強(qiáng)，王瑜，等.從OC到MOOC大學(xué)物理課程建設(shè)再思考［J］中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2014：6，53-56.

［3］ 教育部關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校在線開放課程建設(shè)應(yīng)用與管理的意見［Z］.教育部文件，教高［2015］3號(hào)，2015.

［4］ 陳小平.MOOC的發(fā)展及對(duì)高校物理課程的影響［J］.大學(xué)物理，2015，34（8）：38-40.

The design，construction and application of the University Physics MOOC

CHEN Xiao-ping1，LIU Jian-qiang2
（1.Higher Education Press，Beijing 100029，China；2.School of Physics，Shandong University，Jinan，Shandong 250100，China）

The massive open online courses，such as MOOC，has developed rapidly and brought great impact on the traditional higher education in recent years.In this paper，the construction and design of the University Physics MOOC of Shandong University are introduced and summarized helpful experiences，and then the application of the MOOC+SPOC and the flipped classroom are investigated comparatively，the development tendency of the course construction of the University Physics under the“Internet+”circumstances is further studied.

MOOC；University Physics；flipped classroom；open online courses

O 4-39

A

1000-0712（2016）09-0003-04

2016-02-22；

2016-05-09

陳小平（1963—），男，重慶人，高等教育出版社理工出版事業(yè)部總經(jīng)理.