借助超星學習通 推動大學物理“課堂革命”*

徐紅霞

(上海工程技術大學數(shù)理與統(tǒng)計學院 上海 201620)

教育部關于本科教育的2018年工作會議和系列指導性文件[1，2]，以及國家級2019年優(yōu)質在線課程和一流本科課程的申報條件，都表明了一種信息：本科教育即將進入新時期，新的現(xiàn)代信息技術深度融入課程教學，將推動“課堂革命”.“新型冠狀病毒”疫情在2020年初突然發(fā)生，現(xiàn)代信息技術的使用和在線課程的建設被迫提前走上歷史舞臺.疫情之后，線上線下混合式教學必將成為高校教學的主流方式.

筆者在2018年和2019年的課堂教學中，借助超星的“一平三端”，改變“滿堂灌”的傳統(tǒng)課堂，開展了大學物理的課堂教學改革的探索.在本文，筆者給出大學物理的新時代建設定位，應用超星學習通的課堂案例及其使用建議，提供給同行作為教學參考.

1 大學物理課程的新時代建設定位

教育部高等教育司司長吳巖的2018年“建設中國金課”報告[3]和教高〔2019〕8號文[2]，都給出了金課的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的“兩性一度”標準，并寫入一流本科課程建設的基本原則中.對地方普通高校來說，線上金課拼不過名校名師，線上線下混合式金課的實施有難度.作為地方普通高校的公共基礎課，大學物理課程如何進行“金課”建設？

1.1 大學物理的課程特點

大學物理是理工科院校的一門公共基礎必修課.與專業(yè)課程相比，其課程內容抽象，理論性強，不易與實際問題相聯(lián)系；其理論的邏輯性強，題目訓練是其必須的學習方法.像案例點評、研討辯論、項目探究等教學方式，筆者認為并不適合這門課程的教學.

在地方普通高校，學生的物理基礎差強人意，自學能力、學習的主動性和自覺性也不是很好.像生講生評、以練代講等教學方式，筆者認為也不適合地方普通高校的大學物理課程教學.

由于師生比低，大多數(shù)地方普通高校的大學物理課程采取大班授課，班級人數(shù)往往超過100人.翻轉課堂的生講生評、教師導演學生串演、邊做邊評、生問生答等形式，無法保證學生的充分參與，也就不能保證好的教學效果.這樣的翻轉課堂模式也不適合進行大班授課.

在地方普通高校，學生學習物理的態(tài)度不是很理想.圖1是2019-2020學年第一學期筆者所教兩個班級學生的“大學物理課外學習時間”的調查結果(本文數(shù)據(jù)均來自這兩個班級).選項C和D的比例之和，兩個班分別只有9.8%和14.5%.對于每周4學時的大學物理課，這個結果表明，學生對這門公共課的重視程度不高，課外的投入時間不多.像這類公共基礎課程，要求學生在課外用太多的時間，也不現(xiàn)實.因此，筆者認為，對公共基礎課來說，抓“課堂效率”是最經濟也最受學生歡迎的做法.

圖1 大學物理課外學習時間調查

1.2 大學物理課程的新時代建設定位

鑒于以上的分析，筆者給出地方普通高校的大學物理課程建設的經濟有效且具有可行性的做法.金課建設當以“線下金課”為主要建設目標，課程教學當以“深度融入新的現(xiàn)代信息技術”推動“課堂革命”為主要建設內容，課程改革當以“課堂教學”為主陣地，提高課堂效率當為教師們的努力方向.

2 借助超星“學習通” 推動大學物理“課堂革命”的探索

完成教學目標是課程設計的基本準則.教學手段和方法的選用要為高效完成教學目標服務，不能“為用而用”，不能過于“花哨熱鬧”，不能“華而不實”.筆者認為，選用實用的現(xiàn)代教學手段，把教師“教”為中心轉為以學生“學”為中心，讓學生把頭抬起來，參與到課堂教學中，才能提高課堂的學習效率.

2.1 學習通的課堂應用

借助超星電腦端的“泛雅平臺”和移動設備端的“學習通”提供的教學技術，筆者將課堂學習、移動學習和網(wǎng)絡學習有機結合.泛雅平臺上傳了課程的基本信息、課堂教案、課程視頻、題庫等.超星學習通的功能很多，筆者的課堂教學主要使用了課堂簽到、選人、主題討論、投票、課堂測驗以及投屏等功能.使用簽到和課后作業(yè)等功能，可以節(jié)約教師在點名、作業(yè)批改等方面的時間.借助學習通的選人、主題討論、課堂測驗等功能，增加了課堂學習的活躍度和參與度，實現(xiàn)對學生的學習行為和學習效果的實時了解，提高了學生的學習效率，使得課程的教學模式逐漸從“以教為主”轉向“以學為主”.

其中，筆者應用最多的是課堂測驗.大學物理課程的學習，必須有題目訓練.通過題目訓練，可以發(fā)現(xiàn)學生的知識漏洞，而及時糾錯是提高學習效率的一種好方法.為了避免學生猜和蒙答案，督促學生思考，筆者設計的課堂測驗多是多項選擇題.

2.2 學習通的課堂案例

教學內容：理想氣體的溫度和分子平均平動動能的關系.

教學目標：

(1)理想氣體的溫度公式的理解及其應用.

(2)方均根速率的引入.

(3)了解熱力學第三定律.

教學過程：教師首先復習壓強公式和理想氣體狀態(tài)方程，讓學生自行推導溫度公式；然后教師講解溫度公式的意義；接著課堂測驗4道題；最后教師總結.

課堂測驗及數(shù)據(jù)分析：

(1)圖2為測驗1及其統(tǒng)計結果.

圖2 課堂測驗1的統(tǒng)計

本題的設計目的是考查學生對溫度的微觀意義、統(tǒng)計意義和宏觀意義的理解，正確率較高，說明學生對溫度的意義基本掌握，教學目標達成.

(2)圖3為測驗2及其統(tǒng)計結果.

本題考查學生對描述氣體分子特征的各物理量及其表達式的理解.其中熱力學溫度和攝氏溫度的區(qū)別，是學生容易忽視的問題.圖3中選項A和D都是為之設計的錯誤選項，兩個班的錯誤率都較高，和教師的預期一致.

圖3 課堂測驗2的統(tǒng)計

(3)圖4為測驗3及其統(tǒng)計結果.

圖4 課堂測驗3的統(tǒng)計

測驗3主要考查學生對統(tǒng)計平均值的理解、溫度公式的適用范圍以及分子運動能和宏觀機械能的區(qū)別.這些都是學生常見的知識漏洞，學生的正確率不高，與教師的預期一致.在分析此題的選項D時，在強調溫度公式的適用范圍的同時，還引入了熱力學第三定律.

(4)圖5為測驗4及其統(tǒng)計結果.

圖5 課堂測驗4的統(tǒng)計

本題考查學生對平均平動動能的理解以及能否區(qū)別氣體分子質量和氣體摩爾質量，同時也是一道拔高題.通過溫度公式和平均平動動能的定義式，讓學生自行推導出方均根速率的公式，由此完成了本節(jié)課的剩余內容.編寫這樣的題目，既是為了檢驗已講內容的掌握程度，又能引入新的內容，具有挑戰(zhàn)度，有助于訓練學生的探究能力.測驗結果令人滿意，說明這兩個班學生的學習能力不錯.從選項D可以看出，氣體的摩爾質量和氣體分子質量的區(qū)別，部分學生還沒有掌握.

課堂測驗的功能：課堂測驗的學習通統(tǒng)計結果見圖2～圖5.教師在學習通上可以即時看到各個選項的答題結果.測驗結束后，通過投屏功能，將結果投屏到教室屏幕.教師和學生一起分析錯誤的原因，當堂糾錯，學習效率大大提高.

2.3 問卷調查

課程結束后，筆者對兩個班進行了“學習通的課堂應用”的問卷調查，兩個班共收到有效問卷212份(總人數(shù)263人，參與率為81%).問卷調查是通過學習通的問卷功能實現(xiàn).統(tǒng)計結果見表1～表3，調查分析如下.

(1)在表1中，兩個班的學生選擇D和E兩個選項的比例之和分別為80.1%和86.3%，說明這種教學方式得到了學生的肯定，接受度很高.

表1 問卷調查結果1

(2)在表2中，兩個班選擇選項G的比例高達73.6%和79.4%.“章節(jié)教案的課后復習”是筆者的期末復習教案，對學生復習有幫助，受歡迎在預料之中.表2的調查結果還可以看出，比較受學生喜愛的學習通功能還有“課堂簽到”“課堂測驗”和“作業(yè)功能”.

表2 問卷調查結果2

(3)在表3中，選項D和E之和，兩個班分別為53.6%和68.6%；而選項A和B之和，分別只有10%和5.9%；保持中立的選項C，兩個班的比例分別為36.4%和25.5%.這些數(shù)據(jù)表明，筆者所教班級的大多數(shù)學生認可線上線下相結合的學習方式.

表3 問卷調查結果3

2.4 學習通的課堂使用建議

根據(jù)筆者使用學習通的經驗，給出幾條建議.

(1)第一次緒論課指導學生安裝“學習通”和介紹使用方法，非常有必要.

(2)第一次緒論課給出學習通的各項成績評定標準，也非常重要.把簽到、課堂測驗、課后作業(yè)等重要教學環(huán)節(jié)的權重設置提高，將有助于課程教學目標的達成.

(3)每節(jié)課使用學習通的功能不要太頻繁.筆者一般使用3次，選在課程開始、課程中間或課程結束時進行.每次課堂測驗的題目個數(shù)一般為3～6個，學生每次做題時間介于5 ～10min之間.

(4)學習通成績的評定原則是鼓勵學生“參與”.筆者將課堂活動積分“達到班級平均積分”設置為課堂活動成績“滿分”，作業(yè)設置為“重復做3次取最高分”.這種設置是為保護學生做題的積極性和真實性，盡量保證統(tǒng)計數(shù)據(jù)的真實性和可靠性.

(5)利用學習通統(tǒng)計的方便，每次課都可使用課堂簽到.督促學生“進課堂”是公共基礎課教師的責任，也是提高課堂學習效果的一種手段.

3 結束語

借助先進的教學手段，打造智慧課堂，使得教學模式逐漸從“以教為主”轉向“以學為主”，這是“高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度”的金課建設的核心內容.應用新的教學手段實現(xiàn)了師生間的實時溝通，加強了課堂互動，也得到了大多數(shù)學生們的肯定.但是，按照“金課”標準和“一流課程”的要求，筆者的大學物理課程教學還有很多問題有待于提高.比如課堂主題討論的問題聚焦、課程思政的實施以及統(tǒng)計數(shù)據(jù)的利用等等.智慧課堂的模式還需要在實踐中不斷改進，以期達到更好的教學效果.