識(shí)變、應(yīng)變： 面向未來的在線大學(xué)物理教育
——教育部高等學(xué)校大學(xué)物理課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)關(guān)于推進(jìn)在線物理教育教學(xué)研究的工作

王 青

(清華大學(xué)物理系，北京 100084)

突發(fā)而至的新冠肺炎使得全國(guó)乃至全世界的學(xué)校教學(xué)模式從2020年春季開始，被強(qiáng)制納入線上教學(xué)模式。這種成體系地采用大規(guī)模在線教學(xué)形式是世界歷史上的第一次，引起了一場(chǎng)前所未有的教育變革。在線教學(xué)一定會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式產(chǎn)生持續(xù)影響，即使疫情防控結(jié)束后教師和學(xué)生回歸傳統(tǒng)課堂，人們也一定會(huì)以新的理念、新的視角來看待以往的教學(xué)方式，同時(shí)以新的感受和動(dòng)力來憧憬和面對(duì)未來的教育教學(xué)改革。變化已經(jīng)發(fā)生，我們大學(xué)物理課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)(以下簡(jiǎn)稱大學(xué)物理教指委)需要抓住機(jī)遇，變危機(jī)為動(dòng)力，向著高校在線物理教育教學(xué)的改革之路前行。

2020年3月12日大學(xué)物理教指委收到《教育部高等教育司關(guān)于委托開展高等學(xué)校在線教育教學(xué)研究的函》，要求教指委開展三項(xiàng)工作。

(一) 開展相關(guān)學(xué)科專業(yè)課程在線教育教學(xué)情況的實(shí)證研究?？偨Y(jié)疫情防控期間的成功經(jīng)驗(yàn)，分析存在問題，為疫情防控工作結(jié)束后高校繼續(xù)開展相關(guān)在線課程建設(shè)與應(yīng)用、教與學(xué)變革、配套機(jī)制建設(shè)提供具體的指導(dǎo)性建議。以上內(nèi)容以研究報(bào)告形式提交。

(二) 盡快推薦一批本專業(yè)類能夠代表中國(guó)特色、世界水平的英文(或其他語(yǔ)種)講授的慕課，或可嵌入英文字幕的慕課，供世界各國(guó)開展在線教學(xué)選用。

(三) 根據(jù)此次大規(guī)模在線教學(xué)實(shí)踐取得的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)進(jìn)一步深化現(xiàn)代信息技術(shù)與教育深度融合的教育教學(xué)改革，進(jìn)行系統(tǒng)性研究。

大學(xué)物理教指委早在疫情防控初期就意識(shí)到，疫情防控期間全國(guó)高校采用的在線教學(xué)模式將會(huì)帶給高等學(xué)校物理教育里程碑意義的深刻影響。因此大學(xué)物理教指委牽頭提出倡議召開一次在線教育與高等教育改革發(fā)展務(wù)虛會(huì)。在高等教育出版社理工分社的協(xié)助和操辦下，大學(xué)物理教指委聯(lián)合教育部高等學(xué)校物理專業(yè)教指委、天文專業(yè)教指委、中國(guó)物理學(xué)會(huì)教學(xué)委員會(huì)(以下簡(jiǎn)稱四委會(huì))在2020年2月28日下午以網(wǎng)絡(luò)會(huì)議的方式召開了時(shí)長(zhǎng)三個(gè)多小時(shí)的《在線教育與高等教育改革發(fā)展務(wù)虛會(huì)》(會(huì)議紀(jì)要已經(jīng)上報(bào)教育部高教司理工處，并在《物理與工程》期刊及其公眾號(hào)上發(fā)表[1])，會(huì)議上來自各委員會(huì)的專家們暢所欲言，最后達(dá)成如下共識(shí)：

(1) 依托教指委平臺(tái)，面向正在進(jìn)行在線教學(xué)實(shí)踐的教師和學(xué)生發(fā)起相關(guān)問卷調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容包括但不限于：疫情防控期間在線教學(xué)適用性、平臺(tái)使用偏好、在線教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)與不足、師生互動(dòng)情況、線上教學(xué)的困難與瓶頸等等。

(2) 在調(diào)查問卷基礎(chǔ)上，將征集優(yōu)秀在線教學(xué)案例，組織專家、教師就在線教學(xué)實(shí)踐、教學(xué)模式改革、課程教材創(chuàng)新、課程思政建設(shè)等議題開展進(jìn)一步研究，并形成一定參考性意見和指導(dǎo)性方案，為一線教師在線教學(xué)實(shí)踐提供建議。

(3) 對(duì)所取得的優(yōu)秀成果進(jìn)行宣傳推廣，并在此基礎(chǔ)上依托各教指委平臺(tái)加強(qiáng)教師培訓(xùn)，提升教師育人水平，提高教學(xué)質(zhì)量。

這些共識(shí)的第(1)(2)條正好對(duì)應(yīng)高教司布置的第一項(xiàng)要求，第(3)條可以歸入第三項(xiàng)任務(wù)。為了落實(shí)這些共識(shí)及完成高教司下達(dá)的三項(xiàng)要求，大學(xué)物理教指委制定了如下具體的工作計(jì)劃，希望廣大物理教師和學(xué)生積極配合并投入其中。

1 摸清現(xiàn)狀，開展基礎(chǔ)物理調(diào)研活動(dòng)

在前面提到的四委會(huì)聯(lián)合召開的務(wù)虛會(huì)后，目前正在啟動(dòng)和進(jìn)行線上教學(xué)調(diào)研工作。目的是了解在3月初開學(xué)不久，全國(guó)高校物理教師和學(xué)生剛開始使用線上教學(xué)的時(shí)期，對(duì)大學(xué)的基礎(chǔ)物理(和天文)課程的使用狀況和感受。這個(gè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果是我們的初始條件，相當(dāng)于高校物理在線教學(xué)的“前測(cè)”，待疫情防控結(jié)束后的適當(dāng)時(shí)間，大家都有了一定的積累和經(jīng)驗(yàn)以后，我們還會(huì)再做一次調(diào)查，也就是“后測(cè)”，以檢驗(yàn)這段時(shí)期工作的效果。我們?cè)诟呓趟鞠掳l(fā)文件的前一天即3月11日已經(jīng)在高等教育出版社的幫助下制作了專門的微信調(diào)研小程序，從四委會(huì)的各自渠道開始用微信向全國(guó)的高校物理教師和上物理課的學(xué)生下發(fā)兩個(gè)調(diào)查問卷：《以教戰(zhàn)疫，化危為機(jī)——線上課程調(diào)查問卷(教師卷)》[2]和《以教戰(zhàn)疫，化危為機(jī)——線上課程調(diào)查問卷(學(xué)生卷)》[3]。截至3月15日已經(jīng)收集到約2千名教師、3萬(wàn)名學(xué)生的答卷。我們不久會(huì)公布并上報(bào)理工處該項(xiàng)問卷調(diào)研結(jié)果，并將依據(jù)調(diào)研結(jié)果開展進(jìn)一步的深入研究。

除了針對(duì)疫情防控引發(fā)的在線教育教學(xué)大發(fā)展的調(diào)研，結(jié)合今年大學(xué)物理教指委的工作安排，我們打算開展更加普遍的基礎(chǔ)調(diào)研活動(dòng)。過往一年大學(xué)物理教指委的工作重點(diǎn)是建機(jī)構(gòu)、組團(tuán)隊(duì)，今年除了例行工作，我們希望著重摸清國(guó)內(nèi)高校物理教育教學(xué)的現(xiàn)狀，按照大學(xué)物理教指委組建的下屬各個(gè)地區(qū)、專業(yè)和專項(xiàng)工作委員會(huì)分別開展調(diào)研，摸清全國(guó)高校物理教學(xué)的家底，做到心中有數(shù)。以這些調(diào)研信息和數(shù)據(jù)作為我們這屆大學(xué)物理教指委開展工作的起點(diǎn)和初始值，同時(shí)也作為我們和國(guó)內(nèi)高校其他學(xué)科教指委、各專業(yè)教指委、國(guó)際上各國(guó)家的物理教育教學(xué)機(jī)構(gòu)開展交流合作的基礎(chǔ)。這項(xiàng)工作不久就會(huì)在大學(xué)物理教指委系統(tǒng)作為今年的一項(xiàng)重點(diǎn)工作布置下去。待此屆教指委任期結(jié)束時(shí)，我們希望能參照這個(gè)初始值來總結(jié)檢查幾年來我們工作所產(chǎn)生的變化量。相比前面疫情防控期間的在線教學(xué)調(diào)查，這個(gè)調(diào)查將是全國(guó)高校大學(xué)物理教學(xué)界更加全面細(xì)致和深入的基礎(chǔ)性工作，希望它能為大學(xué)物理教指委未來的工作奠定一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 建立宣傳和交流通道，推動(dòng)在線教育教學(xué)研究的開展和成果應(yīng)用

大學(xué)物理教指委主管核心期刊——《物理與工程》及其微信公眾號(hào)原本就承載著對(duì)國(guó)家、教育部和教指委的方針政策進(jìn)行宣講詮釋、對(duì)高校物理教育教學(xué)各項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展進(jìn)行報(bào)道推廣的使命，在疫情防控期間，已經(jīng)發(fā)表了一些相關(guān)文章。特別針對(duì)在線教育，《物理與工程》期刊新開辟了《在線物理教育》專欄，以專門推動(dòng)在線教育的可持續(xù)研究。目前已經(jīng)約稿并征集了一批在線物理教育教學(xué)的案例文章準(zhǔn)備陸續(xù)刊載。大學(xué)物理教指委網(wǎng)站(http://www.dwjzw.cn)現(xiàn)在已經(jīng)正式上線使用，會(huì)及時(shí)發(fā)布大學(xué)物理教指委的工作和進(jìn)展情況，為大家了解大學(xué)物理教指委的工作打下了很好的基礎(chǔ)。

為了進(jìn)一步推動(dòng)高校在線物理教育教學(xué)的進(jìn)步， 2020年度的《全國(guó)高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教育學(xué)術(shù)研討會(huì)》的主題確定為《創(chuàng)新和發(fā)展：高校物理在線教育教學(xué)》。以此來牽引、總結(jié)和交流疫情防控期間的在線教育教學(xué)。大會(huì)將由魯東大學(xué)在山東煙臺(tái)承辦， 8月18日?qǐng)?bào)到，19—20日進(jìn)行會(huì)議研討。2020年學(xué)術(shù)研討會(huì)設(shè)立了8個(gè)主要研討方向和研討專題：

(1) 高校一流基礎(chǔ)物理課程建設(shè)成果交流

(2) 在線教學(xué)(含物理實(shí)驗(yàn))的模式、方法、評(píng)價(jià)，及其比較研究

(3) 高?；A(chǔ)物理課程在線教學(xué)典型案例

(4) 物理教學(xué)中的物理內(nèi)容探討

(5) 物理教育實(shí)證研究

(6) 大中物理教育銜接

(7) 引入移動(dòng)終端的物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

(8) 物理實(shí)驗(yàn)研究

3 布置大學(xué)物理教指委下屬各工作委員會(huì)，開展對(duì)應(yīng)的線上教育教學(xué)研究

3月12日收到高教司的文件后，大學(xué)物理教指委隨即下發(fā)給所有委員，特別指示各專業(yè)和專項(xiàng)工作委員會(huì)結(jié)合本職工作實(shí)際情況和新工科、新農(nóng)科、新醫(yī)科和新文科建設(shè)，布置和開展相應(yīng)的在線教育教學(xué)研究工作。后面各委員會(huì)的相關(guān)研究工作將會(huì)陸續(xù)開展起來。

大學(xué)物理教指委下屬的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)委員會(huì)先行一步，于2020年3月12日以騰訊會(huì)議+嗶哩嗶哩直播的形式在網(wǎng)上召開了《2020年全國(guó)高等學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)在線教學(xué)研討會(huì)》。會(huì)議由東北大學(xué)承辦，其中騰訊會(huì)議參會(huì)人數(shù)300人，嗶哩嗶哩直播觀看人數(shù)超過1000人。會(huì)議紀(jì)要[4]已在《物理與工程》公眾號(hào)上發(fā)布并已上報(bào)理工處。在會(huì)議中大家交流了各種不同的線上大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，特別令人眼前一亮的是依據(jù)當(dāng)前人手一部的手機(jī)內(nèi)置傳感器功能開展的居家大學(xué)物理實(shí)驗(yàn): 目前的智能手機(jī)中配置有大量的傳感器，如加速度、壓力、時(shí)間、磁力計(jì)、光強(qiáng)、GPS、陀螺儀等，利用這些傳感器可以實(shí)現(xiàn)力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量，手機(jī)下載應(yīng)用軟件就可以調(diào)用內(nèi)置的各種傳感器功能從而開展物理實(shí)驗(yàn)測(cè)量。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)專家團(tuán)隊(duì)已經(jīng)利用該款手機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)64學(xué)時(shí)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的70%實(shí)驗(yàn)題目。在線教學(xué)過程中，學(xué)生基于智能手機(jī)開展本地化物理實(shí)驗(yàn)，這是對(duì)目前和未來普通高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)有決定和顛覆性影響的探索，這也是為什么我們?cè)谇懊娼榻B過的今年的《全國(guó)高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教育學(xué)術(shù)研討會(huì)》上專門設(shè)置了一個(gè)“引入移動(dòng)終端的物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”專題的原因。后續(xù)具體的研究成果會(huì)逐步整理發(fā)表并上報(bào)理工處。

如何上好大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課是一個(gè)在線教學(xué)的硬骨頭，大學(xué)物理教指委充分發(fā)揮自己的組織凝聚功能，由下屬大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)委員會(huì)及國(guó)家級(jí)示范中心聯(lián)席會(huì)物理學(xué)科組共同努力，設(shè)計(jì)了一個(gè)64學(xué)時(shí)的在線物理實(shí)驗(yàn)方案。該方案由緒論、DIY實(shí)驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、自定趣味性實(shí)驗(yàn)幾部分組成。通過全國(guó)各高校的精英力量合力共建，讓全國(guó)高校的教師學(xué)生都能受益。具體的在線物理實(shí)驗(yàn)方案已經(jīng)落實(shí)到各高校的資深物理實(shí)驗(yàn)教師，預(yù)期這一試驗(yàn)方案很快就能成型，之后該方案將在《物理與工程》公眾號(hào)上發(fā)布，并上報(bào)理工處。

對(duì)高教司文件的第二項(xiàng)任務(wù)，我們?cè)缭?月下旬就在高等教育出版社和《物理與工程》微信公眾號(hào)上發(fā)布了《27門大學(xué)物理和物理專業(yè)國(guó)家精品在線課程匯總》[5]，其中囊括了在中國(guó)大學(xué)MOOC、學(xué)堂在線等平臺(tái)上的幾乎所有國(guó)家級(jí)精品在線大學(xué)物理和物理專業(yè)課程，受到了高校廣大大學(xué)物理教師的熱烈歡迎。

我們將按照高教司的要求，和去年成立的中國(guó)大學(xué)物理教育MOOC聯(lián)盟合作盡快篩選和推薦一批本專業(yè)類能夠代表中國(guó)特色、世界水平的英文講授的慕課，或可嵌入英文字幕的慕課，供世界各國(guó)開展在線教學(xué)選用。目前已經(jīng)與學(xué)堂在線取得聯(lián)系，爭(zhēng)取平臺(tái)提供特殊的政策支持,將具有中文字幕的精品慕課盡快升級(jí)成英文字幕的慕課。后續(xù)還會(huì)和其他各大平臺(tái)聯(lián)絡(luò)推動(dòng)這項(xiàng)工作。

4 建立培訓(xùn)架構(gòu)和機(jī)制，全面提高物理基礎(chǔ)課程教學(xué)質(zhì)量

在疫情防控期間導(dǎo)致的大面積在線教學(xué)實(shí)踐中，一定會(huì)涌現(xiàn)出突出的案例和經(jīng)驗(yàn)，除了對(duì)它們進(jìn)行深入的挖掘和研究外，對(duì)量大面廣的高校大學(xué)物理教育教學(xué)，更加重要的是要進(jìn)行有效的推廣和普及。在更一般的意義上，這種推廣和普及不局限于線上教學(xué)的新進(jìn)展，而是針對(duì)所有提高教育教學(xué)質(zhì)量，代表未來教育發(fā)展的舉措，因此需要建立系統(tǒng)的大學(xué)物理教師培訓(xùn)體制與隊(duì)伍。結(jié)合《教育部高等教育司關(guān)于進(jìn)一步規(guī)范教育部高等學(xué)校教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)評(píng)審評(píng)比評(píng)估和競(jìng)賽活動(dòng)的通知》[6]，我們決定停止從2014年開始由大學(xué)物理教指委、物理專業(yè)教指委和中國(guó)物理學(xué)會(huì)教學(xué)委員會(huì)三委聯(lián)合舉辦、在全國(guó)大學(xué)物理教師中享有盛譽(yù)的“全國(guó)高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程青年教師講課比賽”，并結(jié)合教指委教師培訓(xùn)的基本工作職能，將多年實(shí)踐建立起來行之有效的省市、大區(qū)、全國(guó)三級(jí)比賽系統(tǒng)改制轉(zhuǎn)化成“高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程青年教師講課培訓(xùn)與示范交流”體系。大學(xué)物理教指委于2月29日召開網(wǎng)上主任擴(kuò)大會(huì)議，起草并審議了《全國(guó)高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課青年教師講課培訓(xùn)與示范交流實(shí)施方案(試行)》及其附件《關(guān)于省級(jí)和地區(qū)級(jí)“青年教師講課培訓(xùn)與示范交流”活動(dòng)的指導(dǎo)意見》，會(huì)后在全體大學(xué)物理教指委委員中開展討論，現(xiàn)在已經(jīng)根據(jù)物理專業(yè)教指委和物理學(xué)會(huì)教學(xué)委員會(huì)反饋意見對(duì)文件進(jìn)行完善準(zhǔn)備在3月底發(fā)布，方案將上報(bào)教育部高教司理工處。各大區(qū)、省市將按照指導(dǎo)意見開展今年的教師培訓(xùn)活動(dòng)。值得強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，我們并不是通過更名變相地進(jìn)行比賽，而是希望以多年來構(gòu)建的比賽框架為基礎(chǔ)，通過不斷地實(shí)踐探索出一條真正有效又受廣大基層教師和學(xué)校歡迎的青年教師講課培訓(xùn)的路徑，把代表未來的先進(jìn)教學(xué)理念、教學(xué)模式和方法(包括目前熱門的在線教學(xué))傳遞給高校年青的一代大學(xué)物理教師，努力把我們的培訓(xùn)系統(tǒng)變成大學(xué)物理教育教學(xué)的黃埔軍校，為國(guó)家培養(yǎng)未來一代的高校物理教育教學(xué)大師。