大學(xué)物理課程混合式教學(xué)模式下問題教學(xué)策略的實(shí)踐研究

賀夢冬 吳桂紅 李澤軍 劉凌虹 李建波 陳茜 彭小芳

摘? 要：線上線下混合式教學(xué)是一種基于移動(dòng)通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)新模式，為高校教學(xué)改革與發(fā)展帶來了新機(jī)遇。借助超星平臺及移動(dòng)技術(shù)，我們探索了大學(xué)物理課程混合式教學(xué)模式下問題教學(xué)策略的應(yīng)用。實(shí)踐表明，問題教學(xué)策略實(shí)施過程中如下做法能提高教學(xué)質(zhì)量和效果：1. 創(chuàng)設(shè)具有臨場感的教學(xué)環(huán)境;2. 用問題引領(lǐng)學(xué)生思維發(fā)展;3. 以問題層次設(shè)計(jì)教學(xué);4. 提升學(xué)生主動(dòng)解決問題的熱情。

關(guān)鍵詞：混合式教學(xué);問題教學(xué)策略;大學(xué)物理

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）26-0082-04

Abstract： The online and offline blending teaching is a new teaching pattern which is based on the combination of mobile communication equipment， web learning environment and traditional classroom teaching， and it provides new opportunities for teaching reform and development in colleges and universities. With the help of Superstar platform and mobile technology， we investigate the application of the strategies of question-based teaching in the online and offline blending teaching of college physics course. It is shown that the following actions can improve the teaching quality and effect： 1. creating a teaching environment with a sense of presence; 2. using questions to lead the development of students'thinking; 3. design teaching with question level; 4. enhancing the enthusiasm of students to solve questions initiatively.

Keywords： blending teaching; strategies of question-based teaching; college physics

自上世紀(jì)90年代末，線上線下混合式教學(xué)逐漸走進(jìn)了國內(nèi)外學(xué)者的視野。它將面對面教學(xué)與在線教學(xué)混合在一起，被視為面授教學(xué)與在線教學(xué)之間的過渡性教學(xué)模式。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來，混合式教學(xué)的概念由“在線教學(xué)與面授教學(xué)的混合”，演變?yōu)椤盎谝苿?dòng)通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境與課堂討論相結(jié)合的教學(xué)情境”[1]。作為信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的教學(xué)新模式，混合式教學(xué)已成為當(dāng)前教育領(lǐng)域的前沿問題與研究熱點(diǎn)，并即將成為未來教育的“新常態(tài)”[2]?；旌鲜浇虒W(xué)既不是面授課堂的“替代品”，也不是在線教學(xué)的“輔助品”，它對教學(xué)的促進(jìn)與提升作用已開始顯現(xiàn)?；旌鲜浇虒W(xué)之所以被普遍看好，一方面，它將在線教學(xué)與面授教學(xué)有機(jī)結(jié)合，形成優(yōu)勢互補(bǔ)。這樣，既能充分發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過程的主導(dǎo)作用，又能充分體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)過程主體的主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性。另一方面，混合式教學(xué)將移動(dòng)終端、互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)有機(jī)地整合到學(xué)習(xí)活動(dòng)中，有助于進(jìn)一步推動(dòng)教學(xué)模式的變革。

大學(xué)物理是理工科類大學(xué)生一門必修的重要基礎(chǔ)課程，它能有效培養(yǎng)提升學(xué)生的科學(xué)思維以及利用物理方法解決實(shí)際問題的初步能力，在人才培養(yǎng)中起著十分重要的作用[3]。當(dāng)前，傳統(tǒng)的面授教學(xué)模式仍是大學(xué)物理的常態(tài)[4]。因教師、教室等教育資源短缺，大多高校采用大班教學(xué)模式。大班面授教學(xué)無法創(chuàng)建以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)環(huán)境，無法為學(xué)生創(chuàng)造一種真正高度參與性、個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，也無法達(dá)到人人得到發(fā)展的教學(xué)效果。線上線下混合式教學(xué)模式的出現(xiàn)，為深化大學(xué)物理教學(xué)改革帶來了機(jī)遇與挑戰(zhàn)。研究者與和實(shí)踐者在積極探索混合式教學(xué)的同時(shí)，設(shè)計(jì)了許多基于自身實(shí)踐案例的混合式教學(xué)模式，構(gòu)建了混合式教學(xué)的理論框架。但我們發(fā)現(xiàn)，有關(guān)混合教學(xué)模式下的問題教學(xué)策略研究成果尚且不多。

一、問題教學(xué)策略的含義

從心理學(xué)角度來看，“問題”通常指個(gè)體面臨一個(gè)不易達(dá)到的目標(biāo)時(shí)的情境，即通往目標(biāo)的途徑中存在著障礙?！皢栴}”既是教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，又是完成教學(xué)內(nèi)容的載體。問題教學(xué)是指，教師有意創(chuàng)設(shè)問題情境，組織學(xué)生探索，讓學(xué)生提出問題和解決問題。換句話說，問題教學(xué)是課堂教學(xué)中常用的一種教學(xué)方法，它是師生合作共同解決一個(gè)實(shí)際問題，以達(dá)到啟發(fā)學(xué)生思維和培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力的一種教學(xué)方法[5]。

線上教學(xué)是任務(wù)驅(qū)動(dòng)混合教學(xué)模式的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。它利用現(xiàn)代教育技術(shù)手段，使學(xué)生的學(xué)習(xí)行為不再拘泥于特定的時(shí)間地點(diǎn)，給問題教學(xué)策略賦予了新的內(nèi)涵，并給施教者提出了更高的要求。如何在線上有效進(jìn)行問題教學(xué)，以及如何將線上與線下問題教學(xué)交叉融合，是教師必須直面的問題，也是容易被忽略的問題。馮曉英課題組曾提出在線教學(xué)中教師應(yīng)從四個(gè)方面提供教學(xué)支持，其中就包括“提問”[6]。只有線上、線下同時(shí)開展問題教學(xué)，混合式教學(xué)的功效才會(huì)得以充分發(fā)揮。近年來，我們借助超星平臺及移動(dòng)技術(shù)，進(jìn)行了大學(xué)物理課程線上線下混合式教學(xué)模式的探索。結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，下面談?wù)剢栴}教學(xué)策略的實(shí)施情況。

二、為問題教學(xué)創(chuàng)設(shè)具有臨場感的教學(xué)環(huán)境

Garrison 研究團(tuán)隊(duì)在建構(gòu)主義理論的基礎(chǔ)上，指出混合式教學(xué)中的三個(gè)關(guān)鍵要素（即社會(huì)臨場感、教學(xué)臨場感、認(rèn)知臨場感）達(dá)到較高的水平時(shí)，有效學(xué)習(xí)才會(huì)發(fā)生[7]。教學(xué)臨場感是中心要素，旨在通過設(shè)計(jì)組織教學(xué)活動(dòng)、促進(jìn)交流協(xié)作，幫助學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)具有教育價(jià)值的學(xué)習(xí)成果。實(shí)踐表明，在線教學(xué)課堂真人實(shí)錄的形式會(huì)讓學(xué)習(xí)者產(chǎn)生旁觀感，不利于學(xué)生以學(xué)習(xí)者的身份去體會(huì)、領(lǐng)悟教師的授課內(nèi)容。但攝影棚內(nèi)真人實(shí)錄在營造教學(xué)現(xiàn)場感的同時(shí)，會(huì)給學(xué)生帶來一對一教學(xué)的體驗(yàn)[8]。若在攝影棚內(nèi)真人實(shí)錄基礎(chǔ)上，結(jié)合可視化技術(shù)（如動(dòng)畫演示、視頻）予以輔助教學(xué)，可以創(chuàng)設(shè)逼真的教學(xué)環(huán)境及動(dòng)靜結(jié)合的教學(xué)圖像與視頻，這種教學(xué)臨場感能夠使學(xué)生創(chuàng)造出不同于傳統(tǒng)課堂深刻而有意義的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。例如，在講授多普勒效應(yīng)的時(shí)候，通過公路上汽車測速以及星系紅移/藍(lán)移的視頻，引發(fā)學(xué)生思考：多普勒效應(yīng)形成的物理機(jī)理是什么？引導(dǎo)學(xué)生觀看“直升機(jī)螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)”“飛船在太空中自主調(diào)整姿態(tài)”“操作中國科技館里的陀螺轉(zhuǎn)椅”“拿著長桿走鋼絲的雜技演員”等視頻，為角動(dòng)量及角動(dòng)量守恒創(chuàng)設(shè)親臨現(xiàn)場的情境，能有效幫助學(xué)生對抽象概念與規(guī)律的深入理解。

在線教學(xué)缺乏實(shí)時(shí)有效的師生互動(dòng)與情感交流，在創(chuàng)設(shè)具有臨場感的教學(xué)環(huán)境方面較課堂教學(xué)難度大。教師有必要改變傳統(tǒng)教育觀念，根據(jù)教材與學(xué)情實(shí)際，大膽設(shè)計(jì)具有懸念、開放和趣味問題型教學(xué)情境，并借助各種方法途徑、信息化技術(shù)手段，優(yōu)化問題情境。富有針對性和啟發(fā)性的問題情境能夠最大限度地吸引學(xué)生的眼球，提高注意力，使學(xué)生質(zhì)疑、解疑，激發(fā)學(xué)生高階思維。優(yōu)質(zhì)的問題情境夠既能激發(fā)學(xué)生自主探究的欲望，又能促進(jìn)學(xué)生對知識的自主建構(gòu)，它是點(diǎn)燃學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)真正發(fā)生的引擎。

三、以問題引領(lǐng)，促學(xué)生思維發(fā)展

問題是教師開啟學(xué)生思維的金鑰匙，因?yàn)閱栴}解決需要經(jīng)歷一個(gè)復(fù)雜的內(nèi)在思維過程。解決問題的思維過程一般要經(jīng)歷四個(gè)階段：感知問題、界定問題、提出假設(shè)、檢驗(yàn)假設(shè)。反過來，思維的功能在于“求得一個(gè)新環(huán)境，把困難解決，疑慮排除，問題解決，并以此為出發(fā)點(diǎn)”。大學(xué)物理問題教學(xué)，是培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)、發(fā)展學(xué)生思維能力的有效手段，能促使學(xué)生由被動(dòng)地接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)地尋求知識，從而提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、分析問題和解決問題的能力。我們的具體做法與措施如下：

1. 通過一題多解與多題一解，訓(xùn)練思維的靈活性與發(fā)散性。例如，有些求場強(qiáng)的題目既可以使用微元法或高斯定理，又可以通過電勢梯度求得。通過一題多解，訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用不同的思維模式，從不同的角度對問題進(jìn)行分析，把知識、技能、方法聯(lián)系起來，使知識形成完整體系，培養(yǎng)靈活運(yùn)用知識的能力。多題一解可提高學(xué)生對問題本質(zhì)的抽象概括能力，防止思維的教條與僵化，使學(xué)生從題海中解救出來，對歸納總結(jié)知識有著重要的作用。

2. 運(yùn)用概念和規(guī)律去探索問題的本質(zhì)特征，培養(yǎng)思維的深刻性。學(xué)生經(jīng)?；煜锢矶ɡ砘蚨?。例如：質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量定理、質(zhì)點(diǎn)系的角動(dòng)量定理、質(zhì)點(diǎn)系對軸的角動(dòng)量定理與剛體對軸的角動(dòng)量定理?？煽紤]通過一題多問、一題多變、一題多解等方式訓(xùn)練思維活動(dòng)的深度、廣度和難度，引導(dǎo)學(xué)生如何透過物理現(xiàn)象抓住本質(zhì)，掌握物理現(xiàn)象間的邏輯關(guān)系，建立系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)。

3. 引導(dǎo)學(xué)生不迷信他人，不崇拜權(quán)威，敢于提出疑問，培養(yǎng)批判性思維。在講授光的反射和折射定律時(shí)，質(zhì)疑是否會(huì)發(fā)生折射光線與入射光線在法線同側(cè)的現(xiàn)象（即“左手現(xiàn)象”）？天然磁鐵與人工磁鐵同時(shí)具有南北極，那么磁極一定都是成對出現(xiàn)嗎？聚焦透鏡一定是凸面的嗎？

4. 提出探索性問題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識展開聯(lián)想，培養(yǎng)思維的創(chuàng)造性。例如，為什么大多數(shù)天體呈橢球形？激光可以在空間中沿曲線傳播嗎？怎樣人為操縱光線傳播呢？

現(xiàn)代教學(xué)論認(rèn)為教學(xué)既要重視知識的傳授，更要重視思維的發(fā)展。而解決問題是培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)與促進(jìn)思維發(fā)展的一塊很好的“磨刀石”，因此問題教學(xué)策略在教學(xué)中得到廣泛應(yīng)用?；旌鲜浇虒W(xué)中的“問題解決”既可以出現(xiàn)在教學(xué)活動(dòng)（包括在線答疑、在線測試、課程視頻等）中，又可以以教學(xué)文本資源（包括電子教案、電子課件、作業(yè)講評、習(xí)題答案等）形式呈現(xiàn)在學(xué)生面前?；旌鲜浇虒W(xué)評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)立足于學(xué)生學(xué)的層面，核心是學(xué)生學(xué)習(xí)過程、努力程度以及目標(biāo)的達(dá)成度。所以，通過問題教學(xué)能否引領(lǐng)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)與課堂學(xué)習(xí)的過程中激發(fā)問題意識、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、大膽提出問題以及努力解決問題就顯得尤為重要。

四、明晰教學(xué)問題層次，以問題層次設(shè)計(jì)教學(xué)

美國教育學(xué)家布魯姆把教學(xué)目標(biāo)分為3個(gè)大的層面：認(rèn)知層面（包括記憶、理解）、應(yīng)用層面（包括分析、評價(jià)）與創(chuàng)造層面[9]。與此相對應(yīng)，能力也可以分為3個(gè)梯度：單項(xiàng)能力、綜合運(yùn)用能力、創(chuàng)新能力[10]。在混合式教學(xué)實(shí)施過程中，教師在問題提出的時(shí)候應(yīng)考慮與之對應(yīng)的能力與教學(xué)目標(biāo)。基礎(chǔ)性問題對應(yīng)的是認(rèn)知層面的知識與單項(xiàng)能力，提高級別的問題主要考核學(xué)生運(yùn)用知識能力，拓展級別的問題在于培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的探究精神和創(chuàng)新能力。分層次問題教學(xué)的理論支撐是因材施教，因此我們要對施教的“材”有一個(gè)清楚準(zhǔn)確的認(rèn)識。對于混合式教學(xué)，“材”包含兩方面的意思。一是指學(xué)習(xí)者。只有把握了學(xué)習(xí)者的認(rèn)知層次、知識結(jié)構(gòu)等方面特點(diǎn)，教師才能有的放矢，學(xué)習(xí)者才不會(huì)出現(xiàn)“吃不了”“吃不飽”的現(xiàn)象。不論是線上還是線下，我們均應(yīng)針對學(xué)生的差異性，設(shè)置不同層次的問題，才能滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的個(gè)性化需求。二是指線上線下兩個(gè)物理特性維度。在線教學(xué)和移動(dòng)學(xué)習(xí)，以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主。線上教學(xué)問題應(yīng)以基礎(chǔ)性問題為主，提高級別的問題為輔。這樣容易喚起學(xué)生參與的積極性，并使之有獲得感與成就感。線下課堂教學(xué)，方便教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析、推理、歸納、演繹等思維過程，還能充分組織教學(xué)、控制問題內(nèi)容和駕馭課堂。此時(shí)可以考慮以提高級別的問題為主，拓展級別的問題為輔，旨在培養(yǎng)學(xué)生的綜合運(yùn)用知識以及創(chuàng)新能力?；旌鲜浇虒W(xué)實(shí)現(xiàn)了課前、課中、課后、課內(nèi)、課外、線上、線下的全場景立體交互，實(shí)現(xiàn)了時(shí)間與空間的跨越，給分層次問題教學(xué)改革與發(fā)展帶來了前所未有的機(jī)遇。本文分層次問題教學(xué)強(qiáng)調(diào)的是將問題分層后進(jìn)行教學(xué)，通過構(gòu)建不同層次的問題去激發(fā)認(rèn)知層次與能力不同的學(xué)生積極參與，多途徑創(chuàng)設(shè)教學(xué)環(huán)節(jié)（如問題導(dǎo)學(xué)、小組合作、交流展現(xiàn)、自主探究等），營造見解學(xué)生講、問題學(xué)生議、方法學(xué)生找寬松和諧的教學(xué)氛圍。

五、提升學(xué)生主動(dòng)解決問題的熱情

教學(xué)實(shí)踐表明，認(rèn)知能力強(qiáng)、外向型學(xué)生參與線上與線下問題討論的積極性比較高。相反，認(rèn)知能力較弱、基礎(chǔ)較差的學(xué)生因害怕答錯(cuò)而產(chǎn)生壓力和恐懼感，很少參與問題的解決。為此，我們借鑒了文獻(xiàn)報(bào)道中的做法[11]。一是新建討論群，以匿名的方式進(jìn)行線上討論和協(xié)作。學(xué)生容易獲得一個(gè)積極學(xué)習(xí)的體驗(yàn)，學(xué)生的自尊得以保護(hù)，自信心得到提高，師生互動(dòng)頻次較之前有大幅提高。二是組內(nèi)協(xié)作問題解決。以小組合作的形式開展討論，組員分工，職責(zé)明確，組內(nèi)人員相互協(xié)調(diào)、相互配合，為學(xué)生的交互與協(xié)同知識建構(gòu)提供了條件。在問題教學(xué)過程中，應(yīng)始終明確教師的主導(dǎo)作用體現(xiàn)在引導(dǎo)學(xué)生的思維參與上，如問題情境地的設(shè)置、非智力因素的激發(fā)、難點(diǎn)問題的啟發(fā)與點(diǎn)撥。對于學(xué)生不太成熟的想法，不是打擊而是鼓勵(lì)。對確有困難的問題，可暗示、轉(zhuǎn)換角度、或降低難度。學(xué)生的思維活動(dòng)得到充分展現(xiàn)后，教師再給予疏導(dǎo)、解釋與點(diǎn)評，去觸及學(xué)生的“靈魂”，才能真正喚起學(xué)生的主動(dòng)參與意識。

六、結(jié)束語

近年，學(xué)校工程力學(xué)專業(yè)以及城市地下空間工程專業(yè)的大學(xué)物理課程采用線上線下混合式教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)。主講教師充分利用面授教學(xué)與在線教學(xué)兩種教學(xué)形式優(yōu)勢的同時(shí)，推行以問題為中心教學(xué)策略，在問題情境化、問題思維化、問題層次化等方面開展了一些富有成效的工作，線上線下學(xué)生參與度顯著增加，師生與生生之間交流互動(dòng)頻次大幅度提高，學(xué)生自主學(xué)習(xí)、分析與解決問題能力得以提升。以“光波的干涉”章節(jié)為例，開展了一次線上，兩次線下教學(xué)，平臺課程頁面訪問數(shù)達(dá)11282次，學(xué)生在線視頻觀看率為百分之百?；旌鲜浇虒W(xué)班級學(xué)生章節(jié)檢測平均成績比非混合式教學(xué)隨機(jī)取樣的四個(gè)班級的平均成績高出5.2分。盡管這樣對比不是很嚴(yán)謹(jǐn)，但主講教師明顯感覺到混合教學(xué)班級學(xué)生的課堂參與度、提問頻次以及對教學(xué)的滿意度要明顯高于非混合式教學(xué)班級。我們將上述做法與經(jīng)驗(yàn)推廣至其它理工科專業(yè)，相信問題教學(xué)策略在混合式教學(xué)中的全面實(shí)施，對進(jìn)一步提高教學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量具有積極的推動(dòng)作用。值得我們注意的是，目前許多教師還只具備傳統(tǒng)課堂問題教學(xué)策略的知識和能力，缺乏對在線教學(xué)與混合式教學(xué)的教學(xué)方法與教學(xué)策略的理解和實(shí)際體驗(yàn)。要達(dá)到混合式教學(xué)預(yù)期效果，不僅需要教師個(gè)體積極參加專業(yè)培訓(xùn)、提升在線教學(xué)能力，還需要得到學(xué)校及以上機(jī)構(gòu)層面在政策、規(guī)劃、資源等方面的支持。

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