大學(xué)物理精品在線開放課程建設(shè)的實(shí)踐和思考*

陳翼翔

(浙江傳媒學(xué)院電子信息學(xué)院 浙江 杭州 310018)

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展導(dǎo)致了課堂教學(xué)的多元化變革，多姿多彩的網(wǎng)絡(luò)文化和網(wǎng)絡(luò)資源正在改變著傳統(tǒng)的大學(xué)課堂.MOOC也就是大規(guī)模在線開放課程在世界范圍內(nèi)都取得了很多成就，從2013年進(jìn)入中國后也激起了國內(nèi)在線課程建設(shè)的熱潮.而精品在線開放課程正是在這種浪潮中得到迅速發(fā)展，推動(dòng)著大量的大學(xué)學(xué)院和大學(xué)教師積極探索線上線下混合式的教學(xué)模式.

1 精品在線開放課程建設(shè)的背景

2018年教育部高等教育司的工作要點(diǎn)中提出，專業(yè)是人才培養(yǎng)的基本單元，課程是人才培養(yǎng)的核心要素.到2020年，計(jì)劃建設(shè)1萬門國家級(jí)和1萬門省級(jí)一流線上線下精品課程，推動(dòng)優(yōu)質(zhì)課程資源的開發(fā)和有效利用，推動(dòng)高等教育質(zhì)量躍上新臺(tái)階[1,2].根據(jù)文件精神可以知道，精品在線開放課程建設(shè)的關(guān)鍵在于“建、用、學(xué)”，給學(xué)生創(chuàng)造隨處可學(xué)的泛在學(xué)習(xí)新環(huán)境是進(jìn)行在線課程建設(shè)的主要目的.

精品在線開放課程的建設(shè)就要響應(yīng)文件的要求，利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)與課堂教學(xué)深度融合，深化課堂教學(xué)革命，創(chuàng)新教育形態(tài).通過對(duì)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的整理利用，錄制課程相關(guān)視頻和整理課程資料，豐富教學(xué)資源、重塑教學(xué)流程.課程的建設(shè)是實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂的基礎(chǔ)，課程建設(shè)時(shí)的接受對(duì)象不僅僅局限于在校學(xué)生，還要考慮全社會(huì)的學(xué)習(xí)者.

2 大學(xué)物理課程的定位

大學(xué)物理是一門聯(lián)系工程和科研的基礎(chǔ)課程，是后續(xù)專業(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).特別是身處地方性傳媒類普通本科院校，主要培養(yǎng)實(shí)踐型人才，更應(yīng)該注重對(duì)于教學(xué)主題和教學(xué)方式的改革.對(duì)于課堂教學(xué)內(nèi)容的改革，不僅要改善物理理論教授式講課的水平，還要提高師生互動(dòng)的課堂占比，注入更多與生活和工程應(yīng)用相關(guān)的知識(shí).可見本課程比較適合利用媒體信息融合的方式開展教學(xué)，提高課程的信息供給量，拓寬學(xué)生的眼界，讓他們深度參與教學(xué)過程，以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生積極主動(dòng)學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新性思維的培養(yǎng).

本校開設(shè)的大學(xué)物理課程總共有64課時(shí)，只靠課堂時(shí)間把每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都講解透徹并不容易，因此在線開放課程作為課程的有機(jī)組成部分應(yīng)該可以取得較好的實(shí)踐效果.線上和線下同時(shí)開展的混合式教學(xué)模式有助于在有限課時(shí)中提高教學(xué)效果，提升知識(shí)傳輸轉(zhuǎn)化的效率，讓學(xué)生最終達(dá)到融會(huì)貫通的學(xué)習(xí)狀態(tài).正是基于這些原因，我們利用兩年的時(shí)間，進(jìn)行了大學(xué)物理精品在線開放課程的建設(shè)，取得了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，也進(jìn)行了一些思考可以分享.

3 課程建設(shè)的常見問題和建設(shè)方向

在之前的課程改革中，我們建設(shè)過校園SPOC，已經(jīng)錄制過一些微課視頻，積累了相當(dāng)多的錄課經(jīng)驗(yàn).基于此確定了課程建設(shè)的大致方向，首先，大學(xué)物理的課程視頻中知識(shí)點(diǎn)需要生動(dòng)活潑，要避免大段的公式推導(dǎo)，多用實(shí)例展現(xiàn)原理.比如,“光的偏振”知識(shí)點(diǎn)講解時(shí)，在液晶屏幕、立體電影等方面的應(yīng)用例子能夠體現(xiàn)出物理理論的現(xiàn)實(shí)意義.其次，課程資源建設(shè)時(shí)，除了錄課視頻以外，相應(yīng)的拓展資料要盡量齊全，有利于學(xué)生知識(shí)體系的完整建立.再次，課程的具體實(shí)施中，互動(dòng)的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)和教學(xué)反饋設(shè)計(jì)是重點(diǎn)的建設(shè)內(nèi)容.

4 精品在線開放課程建設(shè)的基本內(nèi)容

4.1 建設(shè)思路

在線課程建設(shè)的思路是以學(xué)生為中心，把促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)積累和學(xué)習(xí)能力進(jìn)步作為主要?jiǎng)訖C(jī)，特別是課程視頻不能重復(fù)傳統(tǒng)課堂的講授式，而要達(dá)到吸睛和與教學(xué)互動(dòng)匹配的標(biāo)準(zhǔn).而且基于現(xiàn)狀，人們接受信息的方式發(fā)生了改變，PC平臺(tái)已經(jīng)無法滿足學(xué)習(xí)需求，更普遍的信息獲取渠道是手機(jī)，課程建設(shè)中要考慮手機(jī)和平板等移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)工具的特征，設(shè)計(jì)碎片化的知識(shí)點(diǎn)，與“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代風(fēng)潮完美融合，以最便利的方式讓學(xué)生觀看視頻獲取知識(shí)，以及進(jìn)行課堂互動(dòng).長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，眼界還要更加寬廣，這樣的在線課程建設(shè)不僅僅是對(duì)現(xiàn)有課程的補(bǔ)充，而應(yīng)該逐漸成為常規(guī)教學(xué)規(guī)劃中的有機(jī)組成，教學(xué)的對(duì)象也不僅局限于大學(xué)校園內(nèi)，最終的目標(biāo)應(yīng)該是服務(wù)于社會(huì)上每一個(gè)需要獲得知識(shí)的人.

4.2 教學(xué)內(nèi)容的建設(shè)

(1)知識(shí)點(diǎn)的梳理

教學(xué)模式的改變必然帶來知識(shí)體系的變化，我們依據(jù)在線開放課程的特點(diǎn)，重新修訂了教學(xué)大綱，對(duì)于主要的授課內(nèi)容、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)目標(biāo)等都作了調(diào)整，以此作為課程建設(shè)的指導(dǎo).基于大綱，梳理出適合錄制視頻的知識(shí)點(diǎn)，科學(xué)規(guī)劃在線資源.

基于教學(xué)對(duì)象的基礎(chǔ)水平，考慮大學(xué)物理與高中課程之間的銜接性，總共梳理了30個(gè)關(guān)鍵的知識(shí)點(diǎn)，包括電磁學(xué)、光學(xué)、相對(duì)論和量子物理學(xué)等概念.這樣的知識(shí)點(diǎn)相對(duì)而言計(jì)算量較少，概念性更多，而且應(yīng)用實(shí)例很多，很適合錄制網(wǎng)絡(luò)課程視頻.至于力學(xué)的知識(shí)點(diǎn)則更加注重?cái)?shù)學(xué)性和練習(xí)性，因?yàn)樽鳛榈诙慕ㄔO(shè)對(duì)象.每個(gè)章節(jié)按照知識(shí)點(diǎn)分節(jié)并都錄制了一到兩個(gè)視頻，每個(gè)視頻都穿插了應(yīng)用型和案例型的內(nèi)容，既能保證課程視頻對(duì)學(xué)生的吸引力，也能提升學(xué)生應(yīng)用理論的能力.在大部分章節(jié)中，都有科學(xué)家的科學(xué)事跡和科學(xué)精神的介紹，注重對(duì)學(xué)生正確價(jià)值觀的引領(lǐng)，把“課程思政”切入并融合到教學(xué)中.

(2)課件內(nèi)容的設(shè)計(jì)

錄制視頻所用的課件設(shè)計(jì)體現(xiàn)了既統(tǒng)一又個(gè)性的原則，在整體規(guī)劃時(shí)，各個(gè)PPT課件都有統(tǒng)一的背景和標(biāo)題等，而在細(xì)節(jié)上的設(shè)計(jì)又體現(xiàn)了不同章節(jié)內(nèi)容的區(qū)別.比如在電磁感應(yīng)定律的章節(jié)中，課件背景中就加上了通電螺線管的上標(biāo)圖片；在波動(dòng)光學(xué)的章節(jié)中，則是加入了光波的圖標(biāo)，表現(xiàn)出了每個(gè)章節(jié)的特點(diǎn).課件采集的內(nèi)容都考慮了學(xué)生喜好新鮮事物，偏愛圖片和視頻學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，應(yīng)用了多種媒體素材.容易理解的理論，采用簡(jiǎn)潔明了的文字和公式進(jìn)行講授，而一些比較抽象的概念則借助于動(dòng)畫的生動(dòng)演示，達(dá)到較好的學(xué)習(xí)效果，如圖1所示就是發(fā)電機(jī)原理的動(dòng)畫演示.并且作為學(xué)生自學(xué)的主要依據(jù)之一，課件內(nèi)容和視頻流程完全對(duì)應(yīng)，可以起到很好的輔助效果.

圖1 課程教學(xué)動(dòng)畫實(shí)例(發(fā)電機(jī))

(3)視頻的設(shè)計(jì)和錄制

為了錄制適合學(xué)習(xí)者觀看的視頻，避免引起觀看疲勞，前期搜集了很多的素材資料.視頻采用了綠幕錄制加上虛擬背景的效果，課件和視頻的背景都采用淺色系，在觀看時(shí)不易厭倦.采用了統(tǒng)一的學(xué)校Logo片頭、片頭曲和片尾曲，基于本校的優(yōu)勢(shì)和特色，達(dá)到了較好的呈現(xiàn)效果.而且在視頻格式、錄課語速、視頻時(shí)長(zhǎng)等方面也盡量進(jìn)行了統(tǒng)一，視頻時(shí)長(zhǎng)不超過15 min，能夠讓觀察者始終保持較好的注意力，否則時(shí)間過長(zhǎng)就會(huì)違背碎片化學(xué)習(xí)的初衷.而且視頻設(shè)計(jì)中也注重細(xì)節(jié)，為了保障章節(jié)之間的平滑過渡，每個(gè)章節(jié)視頻的結(jié)尾處,動(dòng)畫都設(shè)計(jì)成與章節(jié)內(nèi)容對(duì)應(yīng)，比如光學(xué)章節(jié)，使用的就是閃電的小動(dòng)畫.視頻是對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的精致濃縮，因此不能出現(xiàn)無效內(nèi)容，簡(jiǎn)而言之就是精選題、巧設(shè)計(jì).其中的數(shù)學(xué)推導(dǎo)、例題講解要準(zhǔn)確簡(jiǎn)潔，讓學(xué)生容易看懂、學(xué)透.其中的應(yīng)用部分一般使用動(dòng)畫或者視頻的方式呈現(xiàn)，不會(huì)讓學(xué)生感覺枯燥，觀看視頻的時(shí)間能夠不知不覺過去，實(shí)現(xiàn)較好的知識(shí)傳輸.如圖2所示就是課程多媒體課件實(shí)例，其中有抗磁體磁懸浮的演示視頻.每個(gè)視頻都是獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)，自成一體，方便學(xué)生反復(fù)觀看進(jìn)行理解，而視頻之間又要有合理鏈接，保證整個(gè)知識(shí)體系的建立.

圖2 課程教學(xué)多媒體課件實(shí)例

(4)在線題庫和資源建設(shè)

有針對(duì)性地建設(shè)了在線習(xí)題庫，每一個(gè)章節(jié)都有10個(gè)左右的習(xí)題，習(xí)題內(nèi)容與視頻教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系.每個(gè)視頻中段都設(shè)置了暫停進(jìn)行答題測(cè)試，然后才能繼續(xù)后續(xù)觀看；教師還可以從題庫中提取內(nèi)容來創(chuàng)建作業(yè)、測(cè)試題，以及期末考試，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察.平臺(tái)上除了錄課視頻外，還上傳了大量課外拓展資源，有大師的演講，也包括一些優(yōu)秀的國內(nèi)外短視頻、MIT實(shí)驗(yàn)、趣味性實(shí)驗(yàn)等，使課程平臺(tái)成為學(xué)生愛用愛看的視頻信息獲取通道，而不僅僅只是完成課時(shí)要求的工具.

(5)平臺(tái)功能與維護(hù)

具體而言，可以把課程平臺(tái)按照功能進(jìn)行劃分，分為教學(xué)資源模塊和教學(xué)管理模塊兩部分，如表1所示.教學(xué)資源模塊包括了上述內(nèi)容以及討論區(qū)等，主要實(shí)現(xiàn)教學(xué)輔助的功能.而教學(xué)管理模塊則是在學(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，以此為依據(jù)，在線下課堂中，教師的教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容可以更加地目標(biāo)明確.這些模塊內(nèi)容并不是一成不變的，而是要隨著課程的建設(shè)和教學(xué)的改革與時(shí)俱進(jìn).比如錄制更新課程視頻，完善習(xí)題庫，并在課程結(jié)束后通過對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，考核教學(xué)設(shè)計(jì)的合理性等問題，對(duì)于教學(xué)安排進(jìn)行優(yōu)化，以期提高教學(xué)質(zhì)量.教師需要一直對(duì)課程保持高度關(guān)注和研究，以便后續(xù)完善和豐富整個(gè)課程，使課程保持新鮮活力.

表1 課程平臺(tái)的模塊和功能劃分

4.3 具體的教學(xué)實(shí)施

(1) 教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)

要保證課程有品質(zhì)的開展和有持續(xù)性，需要有一個(gè)合適的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，能夠承擔(dān)教學(xué)設(shè)計(jì)、課程制作、輔導(dǎo)答疑等工作.本教學(xué)團(tuán)隊(duì)中包括教授、副教授和學(xué)生助教，保證了平臺(tái)的正常運(yùn)行和實(shí)時(shí)更新.

(2)線上和線下課堂的相互結(jié)合

兩種課堂合理搭配，翻轉(zhuǎn)傳統(tǒng)課堂，獲取好的教學(xué)效果.在課程開始時(shí)，教師布置觀看視頻的預(yù)習(xí)任務(wù)，由學(xué)生自主學(xué)習(xí)，如果遇到問題可以在線上討論區(qū)提問也可以在線下課堂直接提問.平臺(tái)本身就可以實(shí)現(xiàn)一定的師生互動(dòng)交流，比如設(shè)問答疑、任務(wù)布置等.利用平臺(tái)的信息分析功能，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.在線下課堂教學(xué)中，教師根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有區(qū)別、有重點(diǎn)的講解，教師幫助學(xué)生一起梳理知識(shí)體系，多用舉例說明，回答學(xué)生的疑問，并且課堂中練習(xí)和討論占比加大.經(jīng)過課堂講解，并不一定能讓每一位學(xué)生完全理解某些較難的概念，課后可以讓學(xué)生自行瀏覽平臺(tái)所提供的資源，特別是其中的物理現(xiàn)象和過程，幫助學(xué)生直觀地理解物理規(guī)律的外在體現(xiàn).而且通過網(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.這樣，學(xué)生通過課前、課中、課后的立體化系統(tǒng)性學(xué)習(xí)，鞏固知識(shí)，并逐漸養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，對(duì)于后續(xù)的課堂開展和自身素質(zhì)的提高都大有裨益[5].

(3)互動(dòng)討論

討論是線上和線下課堂結(jié)合的教學(xué)模式中重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，能夠體現(xiàn)出學(xué)生的自主學(xué)習(xí)效果[6].在學(xué)生與教師之間、學(xué)生與學(xué)生之間可以基于平臺(tái)進(jìn)行廣泛討論，不僅可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生所面臨的問題，而且把教師和學(xué)生放在同等地位，幫助學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)，促進(jìn)良好學(xué)習(xí)風(fēng)氣的養(yǎng)成.如果遇到有意思的或和專業(yè)關(guān)聯(lián)緊密的主題也可以開展專門的線下討論課，課前利用平臺(tái)放置資料，讓學(xué)生事先了解主題相關(guān)內(nèi)容.然后在課堂內(nèi)展開討論，比如對(duì)電子信息工程專業(yè)的學(xué)生而言，可以討論光纖傳輸技術(shù)在現(xiàn)代通信中的發(fā)展和應(yīng)用，等等.這樣的教學(xué)過程能改變物理教學(xué)的慣性，使物理學(xué)習(xí)過程從大量的數(shù)學(xué)推導(dǎo)轉(zhuǎn)移到利用物理原理解決實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)造性思維.

(4)課堂管理

教師通過平臺(tái)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的應(yīng)用可以讓教師在課堂教學(xué)中更加有的放矢，提高效率.習(xí)題或者測(cè)試采用多次取最高分的形式，既不會(huì)給學(xué)生太大的壓力，又創(chuàng)造條件讓學(xué)生反復(fù)練習(xí)，加深印象.將線上和線下課堂結(jié)合管理，互相促進(jìn)，可以克服以往在線課程管理薄弱的問題，達(dá)到督促學(xué)生學(xué)習(xí)的目的.

(5)課程考核

在線課程的運(yùn)行初期，在課堂總體評(píng)價(jià)中所占的分?jǐn)?shù)比例較少，主要分?jǐn)?shù)構(gòu)成是課程觀看的完成度、回答問題的正確率、章節(jié)習(xí)題測(cè)試的準(zhǔn)確率、在線考試的分?jǐn)?shù).其中的討論評(píng)分主要由線下互動(dòng)教學(xué)中的專門討論課所決定.隨著課程的逐漸完善和后續(xù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的豐富，會(huì)逐漸加重在線部分所占的分?jǐn)?shù)比例.特別是增加一些有區(qū)分度的習(xí)題或者學(xué)習(xí)資源，讓學(xué)有余力的學(xué)生可以獲得更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，有機(jī)會(huì)獲得更高的教學(xué)評(píng)價(jià).

5 結(jié)束語

精品在線開放課程是未來教學(xué)手段發(fā)展的必然方向，是實(shí)現(xiàn)教育公平的有力措施[7].不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，也能促使教師不斷改良教學(xué)模式.對(duì)于我們這樣的普通本科院校而言，這種形式的課程改革具有重要意義，在教學(xué)過程中能讓學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，也能使教師的指導(dǎo)從課堂延伸到課外.在具體的建設(shè)過程中，利用混合式課堂教學(xué)實(shí)現(xiàn)了教師對(duì)于線上課程的監(jiān)管，保證了課程高使用率和高反饋率，克服了一般線上課程較為常見的困難和問題，取得了較好的實(shí)踐效果.在后續(xù)的建設(shè)中，將不斷優(yōu)化課程框架，拓展多元化的課程內(nèi)容，改良教學(xué)方式，相信能帶來明顯的教學(xué)效果的提升，切實(shí)提高大學(xué)物理的教學(xué)水平.