基于建構(gòu)主義的農(nóng)科大學(xué)物理網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計與實踐*

龍臥云（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)）

在當(dāng)前大學(xué)物理教學(xué)課時量普遍不足的情況下，如何提高課程教學(xué)效率一直是學(xué)界普遍關(guān)注的難題。當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)影響著我們生活的方方面面，人手必備的智能手機使很多學(xué)生都成為“低頭族”。為適應(yīng)教學(xué)需要，麻省理工學(xué)院等高校拉開公開教育資源(OER)的序幕，開辟了社會公眾通過網(wǎng)絡(luò)免費學(xué)習(xí)世界名校課程的通道，開啟了全球網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的先河。作為一種全新的教學(xué)方式，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)迅速在全球掀起教改熱潮，大量網(wǎng)絡(luò)課程資源紛紛涌現(xiàn)。我國中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)明確要求各高校加強網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)，開發(fā)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)課程，促進優(yōu)質(zhì)教育資源普及共享。資源共享型網(wǎng)絡(luò)課程的興起，對促使高等教育普及化及公平化，改善我國高校資源緊缺現(xiàn)象，貫徹素質(zhì)教育方針，以及彌補課時量不足等問題等都具有重要的現(xiàn)實意義。由此而引發(fā)的教育技術(shù)的革新，更是在教育觀念、教學(xué)方式方法、教學(xué)內(nèi)容以及如何更合理地培養(yǎng)人才等方面帶來了深刻的變化。同時，完全自主的學(xué)習(xí)方式、時間和內(nèi)容，有利于提高學(xué)習(xí)效率。

一 國內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)的現(xiàn)狀及其發(fā)展方向

2001年，麻省理工學(xué)院率先將其課程資源數(shù)字化后免費向全世界開放，引發(fā)了全球高等教育信息化的潮流，隨后各高校紛紛效仿。2012年，麻省理工學(xué)院與哈佛大學(xué)合作推出edX網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。因其獨特的資源互補優(yōu)勢，包括我國的北京大學(xué)、清華大學(xué)等在內(nèi)的15所歐亞名校加入edX，使其資源更為豐富和多樣化?，F(xiàn)今，越來越多的高校紛紛加入edX。與此同時，另外兩大課程供應(yīng)商Coursera與Udacity也橫空出世，與edX一起構(gòu)建起當(dāng)今大型開放網(wǎng)絡(luò)課程(MOOC)的主旋律，為世界多元文化交流提供了豐富的平臺。受國外網(wǎng)絡(luò)課程的影響，我國于2003年啟動了精品課程工程，鼓勵將優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源上網(wǎng)并免費對外公開。與此同時，一些主要門戶網(wǎng)站如新浪、網(wǎng)易等也推出了網(wǎng)絡(luò)公開課頻道。這些網(wǎng)絡(luò)課程的出現(xiàn)，不僅為各類學(xué)習(xí)者獲取優(yōu)質(zhì)教育資源提供了一個快捷而又經(jīng)濟的渠道，同時也為高校的自我展示及學(xué)科發(fā)展提供新的機遇。近年來，又逐漸轉(zhuǎn)向視頻網(wǎng)絡(luò)公開課的建設(shè)。2011年，“中國大學(xué)視頻公開課”在愛課程網(wǎng)、網(wǎng)易等平臺推出。

對比發(fā)現(xiàn)，國外的課程多在真實的課堂，師生互動多，課堂氣氛輕松、活潑，形式多樣化，同時展現(xiàn)了教師的教學(xué)風(fēng)格；國內(nèi)的課程則相對較為單一，多為教師的授課錄像，缺乏課堂互動。國外的課程重視學(xué)習(xí)者之間的交流互動，充分發(fā)揮以學(xué)生為主體的高效學(xué)習(xí)模式，有暢通的師生交流渠道。國內(nèi)的課程重建設(shè)，輕應(yīng)用與后期維護，針對性不強，學(xué)習(xí)者之間的交流較少，很多演變成課程的網(wǎng)頁靜態(tài)展示。

二 建構(gòu)主義指導(dǎo)下的農(nóng)科大學(xué)物理網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)

建構(gòu)主義認為，學(xué)習(xí)過程并不是教師簡單地向?qū)W生傳遞知識，而是學(xué)生根據(jù)自身的知識背景及外在環(huán)境，積極主動地建構(gòu)自身知識的過程。建構(gòu)主義提出了一種異于傳統(tǒng)教學(xué)模式的教學(xué)方法，強調(diào)以學(xué)生為中心。在教學(xué)過程中，教師由知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生建構(gòu)的促進者，努力為學(xué)生創(chuàng)造合適的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生能積極主動地建構(gòu)他們自己的知識。學(xué)生由被動的信息吸收者和知識的灌輸對象轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訕?gòu)建者，基于自身已有的知識，通過各種外部信息主動地獲取和教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的知識，然后在教師的幫助下構(gòu)建起新的知識體系。由于教學(xué)是以學(xué)生為中心，需要學(xué)生積極主動的參與，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性，這樣學(xué)習(xí)起來目標(biāo)更明確。

針對目前我國網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)中出現(xiàn)的普遍問題，我們并不盲目追求與名校看齊，面面俱到，而是基于學(xué)校及學(xué)科特色，視網(wǎng)絡(luò)課程為課堂教學(xué)的一種有益的補充，不求內(nèi)容翔實而又有深度，但求簡潔明了，通俗易懂而又具有一定的趣味性，為學(xué)生構(gòu)建一個良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，以利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)為原則。為此，網(wǎng)絡(luò)課程只開辟了“教學(xué)課件、精選例題、物理應(yīng)用及問題討論”四個欄目，簡潔而明了。

網(wǎng)絡(luò)課程作為課堂教學(xué)的一種延伸和輔助，并不是課堂教學(xué)的簡單重現(xiàn)，需要進行一定的修訂及補充。基于我校農(nóng)科大學(xué)物理課時量嚴重不足的實際情況(34學(xué)時)，不可能對整個課程體系進行講授，而是充分考慮到各專業(yè)的具體所需，分門別類，將整個課程體系進行模塊化處理，采用“基礎(chǔ)大綱＋專業(yè)大綱”的教學(xué)模式。將與農(nóng)科類專業(yè)關(guān)聯(lián)相對不甚緊密、難度相對較大的質(zhì)點動力學(xué)及現(xiàn)代物理知識等部分內(nèi)容以及與專業(yè)相關(guān)聯(lián)的選修內(nèi)容劃分到專業(yè)大綱。在基礎(chǔ)大綱中，將與農(nóng)科類專業(yè)密切相關(guān)的流體力學(xué)、生物電磁學(xué)及波動與光學(xué)部分作為必選教學(xué)模塊，而剩余的氣體動理論與熱力學(xué)、光與物質(zhì)的相互作用這兩個模塊作為可選模塊，根據(jù)具體專業(yè)特點，任選一個作為補充；而在專業(yè)大綱中，將專業(yè)選修內(nèi)容作為必選模塊，而在剩余的幾個可選模塊中任選一個進行概述性的介紹，讓學(xué)生了解到現(xiàn)代科技的發(fā)展趨勢，以拓寬其科學(xué)視野。

為此，在網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)上，為滿足不同學(xué)生的需求，我們將整套課程的教學(xué)課件進行一定的修訂，加注大量的注解后全部上傳至課程網(wǎng)站，使學(xué)有余力的學(xué)生能較為輕松地了解相應(yīng)的知識點并窺探整個大學(xué)物理課程體系。同時，將依專業(yè)大類制定的教學(xué)大綱及教學(xué)目的在網(wǎng)上進行展示，讓每個學(xué)生了解到課程的基本要求及目標(biāo)。此外，為了讓學(xué)生能更全面地了解物理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展歷程，我們將物理學(xué)史納入網(wǎng)絡(luò)課程中，作為課程內(nèi)容的延伸，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇性地進行閱讀。讓學(xué)生了解一定的物理學(xué)史，不僅有助于學(xué)生掌握科學(xué)研究方法，培養(yǎng)科學(xué)思維和創(chuàng)造性思維能力，還有助于學(xué)生樹立正確的辯證唯物主義觀，提高自身的人文修養(yǎng)。據(jù)生理學(xué)研究表明，一般人的注意力只能保持10分鐘左右，為此，我們依課程章節(jié)順序，將重點或難點內(nèi)容以簡短的微課形式進行呈現(xiàn)，避免學(xué)生產(chǎn)生視覺疲勞。同時，將以往的課堂討論教學(xué)錄像按知識點制作成微課片段，能解決學(xué)生所關(guān)注的大部分共性問題，這樣更貼近學(xué)生的學(xué)習(xí)實際情況，也更易于被學(xué)生接受。

“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”，要提高課堂教學(xué)質(zhì)量，就必須提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，讓學(xué)生積極參與進來。為此，針對農(nóng)科類學(xué)生對大學(xué)物理學(xué)興趣不高的現(xiàn)狀，在網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)中，以專題的形式，結(jié)合各種圖片、動畫、視頻及課件等資源，將物理學(xué)原理在各個專業(yè)上的具體應(yīng)用通過一系列典型事例進行說明，例如在“流體力學(xué)及液體表面性質(zhì)”模塊介紹離心分離技術(shù)和土壤中水分的輸運及保持等；在“氣體動理論與熱力學(xué)”模塊介紹混沌及其在生命科學(xué)中的應(yīng)用、耗散結(jié)構(gòu)、熵與生命等知識；在“生物的電磁學(xué)基礎(chǔ)”模塊介紹生物的電現(xiàn)象、生物電勢及磁場的生物效應(yīng)等；在“波動與光學(xué)”模塊介紹超聲波在生物學(xué)中的應(yīng)用、光的生物效應(yīng)以及激光在生命科學(xué)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要應(yīng)用等；在“光與物質(zhì)相互作用”模塊介紹現(xiàn)代科技中常用的各種光學(xué)儀器、X射線衍射儀、掃描隧道顯微鏡及核磁共振原理及應(yīng)用等。通過這些專題知識，讓學(xué)生充分認識到物理學(xué)的重要性，同時也能使學(xué)生感受到有用、有趣的物理學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

由于課程難度相對較大，學(xué)生難以很快掌握，為此，我們在“精選例題”欄目，精心設(shè)計了一些典型例題，對每一個題目從所涉及的物理原理及求解過程中應(yīng)注意的細節(jié)等方面進行詳細的分析，并附上詳細解法。而對一些易錯題則列出易混淆的錯誤選項，逐個進行詳細的分析比對，以促進學(xué)生的消化吸收。這樣，使學(xué)生能更進一步加深對相關(guān)物理的理解。同時，設(shè)計一批自測題，供學(xué)生自我檢驗。此外，開辟“問題討論區(qū)”，教師定期參與討論。

如何提高學(xué)生在線率？如何監(jiān)測學(xué)生線上學(xué)習(xí)效果？這些問題是所有網(wǎng)絡(luò)課程所面臨的共性問題。為激發(fā)學(xué)生共同參與，要求每個學(xué)生以實名制在課程網(wǎng)頁上進行注冊，教師根據(jù)后臺統(tǒng)計，獲知每個學(xué)生的登錄次數(shù)及參與課程討論的次數(shù)。同時，采用“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式布置作業(yè)，要求學(xué)生課前完成相關(guān)作業(yè)。把學(xué)生的登錄及討論情況與作業(yè)完成情況按一定的比例折算成平時成績的一部分，這樣既可鞭策學(xué)生積極參與，又能降低考核成績的比重，進一步優(yōu)化課程的考核標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，作業(yè)應(yīng)充分優(yōu)化，目的是需要學(xué)生充分思考，而不是簡單百度即可找到相應(yīng)答案。

網(wǎng)絡(luò)課程只是知識傳授的一種載體，并不能直接代替課堂教學(xué)，因此，網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)就不是將所有教學(xué)資源上網(wǎng)即可。在建設(shè)過程中，應(yīng)基于自身特色，避免千篇一律，努力做到為課堂教學(xué)服務(wù)。為此，我們力求課程簡潔有效，努力為學(xué)生構(gòu)建輕松的學(xué)習(xí)氛圍，盡可能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。通過網(wǎng)絡(luò)課程的實施，學(xué)生也逐漸樂于接受這樣一種學(xué)習(xí)平臺，越來越多的學(xué)生積極參與進來，課程的成效在逐漸地體現(xiàn)出來。當(dāng)然，對于如何更合理設(shè)計教學(xué)活動、組織教學(xué)內(nèi)容及更進一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，仍是我們后續(xù)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)過程中努力的主要方向。