基于混合模式和全網(wǎng)絡(luò)模式的并行雙模式教學(xué)在《計(jì)算物理基礎(chǔ)》課程中的探索研究

董慶瑞 劉春香

摘? ?要：文章介紹了《計(jì)算物理基礎(chǔ)》課程進(jìn)行混合模式和全網(wǎng)絡(luò)模式的教學(xué)實(shí)踐情況?；旌夏Ｊ浇虒W(xué)與傳統(tǒng)模式教學(xué)相比，學(xué)生課堂投入度更高，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的統(tǒng)計(jì)功能允許更高效地進(jìn)行學(xué)習(xí)督導(dǎo)。與混合模式教學(xué)相比，由于課堂氛圍不足，全網(wǎng)絡(luò)模式教學(xué)的教學(xué)效果下降了，文章提出了相應(yīng)的對(duì)策，同時(shí)全網(wǎng)絡(luò)模式教學(xué)也呈現(xiàn)了一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。在總結(jié)兩種教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，為了應(yīng)對(duì)突發(fā)事件對(duì)教學(xué)秩序的沖擊，文章探索了一種并行雙模式教學(xué)，教學(xué)活動(dòng)可以在混合模式教學(xué)和全網(wǎng)絡(luò)模式教學(xué)之間進(jìn)行平順切換，甚至可以兩種教學(xué)模式同時(shí)開(kāi)展。

關(guān)鍵詞：混合模式教學(xué);全網(wǎng)絡(luò)模式教學(xué);并行雙模式教學(xué);計(jì)算物理基礎(chǔ)

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2021）09-0088-05

計(jì)算物理可以消除實(shí)際物理問(wèn)題沒(méi)有解析解的障礙，隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的不斷提高，全國(guó)各類高校的物理學(xué)本科專業(yè)普遍開(kāi)設(shè)了計(jì)算物理學(xué)基礎(chǔ)課程。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的快速發(fā)展，許多高校已經(jīng)把推動(dòng)混合式教學(xué)作為教學(xué)改革的重要方向。根據(jù)《計(jì)算物理基礎(chǔ)》課程的基本特點(diǎn)，我校建設(shè)了線上線下相融合的混合式課程，教學(xué)效果得到了顯著提升。2020年上半年的新冠疫情導(dǎo)致學(xué)生不能返校，我們被迫把《計(jì)算物理基礎(chǔ)》課程的混合式教學(xué)模式改成全網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式。由于課堂氛圍的不足，全網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)效果有所下降，經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析，我們提出的對(duì)策是：針對(duì)自律性差的學(xué)生，營(yíng)造課堂氛圍和加強(qiáng)學(xué)習(xí)督導(dǎo)。在總結(jié)兩種教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，我們探索了一種基于混合模式和全網(wǎng)絡(luò)模式的并行雙模式教學(xué)，以期應(yīng)對(duì)未來(lái)突發(fā)狀況對(duì)教學(xué)秩序的沖擊。

一、計(jì)算物理課程教學(xué)實(shí)踐簡(jiǎn)介

隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，數(shù)值計(jì)算成為物理學(xué)研究中必不可少的重要手段，計(jì)算物理、實(shí)驗(yàn)物理和理論物理成為物理學(xué)發(fā)展的三大支柱。[1]計(jì)算物理可以消除實(shí)際物理問(wèn)題沒(méi)有解析解的障礙，也可以模擬現(xiàn)有技術(shù)手段難以實(shí)施的物理實(shí)驗(yàn)。2010年教育部正式將《計(jì)算物理基礎(chǔ)》課程列為物理學(xué)專業(yè)本科必修課。[2]《計(jì)算物理基礎(chǔ)》課程講授的數(shù)值計(jì)算方法包括數(shù)值微積分、解代數(shù)方程、曲線擬合和解微分方程等，處理的物理問(wèn)題涉及力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、電動(dòng)力學(xué)和量子力學(xué)等大學(xué)物理課程。作為本科生綜合應(yīng)用的專業(yè)課，講授的數(shù)值算法盡量做到理論推導(dǎo)簡(jiǎn)單，需要解決的物理問(wèn)題盡量采用簡(jiǎn)化的物理模型，教學(xué)目標(biāo)為：讓學(xué)生體驗(yàn)用數(shù)值計(jì)算的手段解決實(shí)際物理問(wèn)題的一般步驟。

《計(jì)算物理基礎(chǔ)》課程融合了物理專業(yè)知識(shí)和計(jì)算機(jī)編程技術(shù)，其特點(diǎn)是內(nèi)容綜合性強(qiáng)、知識(shí)專業(yè)性強(qiáng)和對(duì)操作細(xì)節(jié)要求嚴(yán)格。開(kāi)設(shè)課程的頭幾年，我們采用了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即學(xué)生課前預(yù)習(xí)、教師課堂講授和課后學(xué)生完成作業(yè)。盡管傳統(tǒng)的教學(xué)模式基本能完成教學(xué)目標(biāo)，但是這種教學(xué)模式不太符合前面提到的課程特點(diǎn)。課前預(yù)習(xí)中學(xué)生會(huì)遇到一些有關(guān)程序操作細(xì)節(jié)的問(wèn)題，增加了學(xué)生預(yù)習(xí)的難度;課堂講授階段，盡管我們選擇了盡量簡(jiǎn)單的物理問(wèn)題，但是內(nèi)容依然綜合性強(qiáng)、細(xì)節(jié)信息量大，即使知識(shí)點(diǎn)不難，學(xué)生也需要放慢節(jié)奏慢慢消化，往往存在跟不上講課進(jìn)程的情況，課堂授課信息量大，導(dǎo)致師生少有互動(dòng)，因而課堂教學(xué)效果欠佳，同時(shí)，教師每年在課堂上重復(fù)講授基礎(chǔ)知識(shí)，嚴(yán)重浪費(fèi)了寶貴的課堂時(shí)間，對(duì)學(xué)生關(guān)注的重點(diǎn)難點(diǎn)卻來(lái)不及講解;課后作業(yè)更是操作性強(qiáng)，學(xué)生需要傳授編程經(jīng)驗(yàn)，教師最好能夠從旁邊點(diǎn)撥，否則學(xué)生會(huì)事倍功半。

近幾年，借助于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的功能升級(jí)，我們吸取了翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)理念，基于超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)，建立了線上線下相融合的混合式課程。[3]在混合式課程的教學(xué)中，教師將傳統(tǒng)的授課內(nèi)容錄制成教學(xué)視頻，學(xué)生課前通過(guò)收看視頻自主學(xué)習(xí)基本知識(shí)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，教師充分利用課堂時(shí)間通過(guò)問(wèn)題探究的方式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行更深入的思考和練習(xí)。通過(guò)混合模式的教學(xué)實(shí)踐，教學(xué)效果得到了顯著提升。

二、基于超星學(xué)習(xí)通的混合模式教學(xué)

1.教學(xué)資源庫(kù)的開(kāi)發(fā)與課前在線自主學(xué)習(xí)

學(xué)生課前通過(guò)收看視頻自主學(xué)習(xí)基本知識(shí)點(diǎn)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)課堂的功能，有兩個(gè)好處：一是學(xué)生可以根據(jù)自己的理解狀況自主控制學(xué)習(xí)進(jìn)度，遇到不懂的地方還可以反復(fù)收看和思考;二是允許充分利用課堂的寶貴時(shí)間進(jìn)行更多的師生互動(dòng)。課前自主學(xué)習(xí)雖然是在課外進(jìn)行，卻是本課程的基礎(chǔ)部分。沒(méi)有課前自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，課堂時(shí)間對(duì)疑難問(wèn)題的解析和對(duì)教學(xué)內(nèi)容更深入的討論就無(wú)從談起。

教師通過(guò)超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)準(zhǔn)備的課前學(xué)習(xí)資源庫(kù)包括電子版教材、授課ppt課件、授課視頻、例題編程演示視頻。授課視頻是學(xué)習(xí)資源庫(kù)的核心內(nèi)容，錄制視頻需要教師進(jìn)行多年積累，是進(jìn)行混合模式教學(xué)的重要基礎(chǔ)。作為實(shí)際操作性很強(qiáng)的課程，授課內(nèi)容涉及許多技術(shù)細(xì)節(jié)，授課視頻可以講得詳細(xì)一些，這樣可能會(huì)增加學(xué)生收看視頻的時(shí)間，盡管如此，學(xué)生花在琢磨技術(shù)細(xì)節(jié)上的時(shí)間少了，學(xué)生的整體學(xué)習(xí)效率還是會(huì)提高。建議授課視頻做成短視頻，每個(gè)授課視頻盡量控制在15分鐘以內(nèi)，這樣做的目的是：課外學(xué)習(xí)時(shí)學(xué)生保持注意力集中的難度會(huì)增加，觀看短視頻更容易讓人獲得成就感。另外，從教師的角度講，把長(zhǎng)視頻分解成短視頻，當(dāng)發(fā)現(xiàn)紕漏時(shí)，更便于訂正。相關(guān)例題的程序演示視頻，可以展示編程的實(shí)際過(guò)程，因其實(shí)用性強(qiáng)，頗受學(xué)生歡迎。為視頻添加字幕、標(biāo)注知識(shí)點(diǎn)，可以增加視頻的可觀看性。教學(xué)資源的開(kāi)發(fā)，不能期望一勞永逸，需要經(jīng)常維護(hù)更新，每學(xué)期都要檢查、糾錯(cuò)和更新迭代。優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源庫(kù)，配合合理的督導(dǎo)學(xué)習(xí)機(jī)制，會(huì)大大改善學(xué)生自主學(xué)習(xí)的效果。

在課前自主學(xué)習(xí)階段，教師在超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)發(fā)布相關(guān)章節(jié)的教學(xué)資源，學(xué)生通過(guò)收看視頻、閱讀教材和復(fù)習(xí)授課ppt課件等方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)允許教師為教學(xué)資源設(shè)置任務(wù)點(diǎn)，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度并計(jì)算學(xué)生的自學(xué)成績(jī);自學(xué)成績(jī)被設(shè)置成期末總成績(jī)的組成部分，可以提高學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)的積極性。為了應(yīng)對(duì)少數(shù)學(xué)生的拖延心理，建議教師為授課視頻設(shè)置收看截止時(shí)間;對(duì)于未按時(shí)完成課前自學(xué)的學(xué)生，教師可以進(jìn)行單獨(dú)提醒或課程群內(nèi)公開(kāi)提醒。教學(xué)實(shí)踐表明，經(jīng)過(guò)督導(dǎo)，視頻收看率幾乎達(dá)到百分之百。超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)還具有統(tǒng)計(jì)視頻收看反芻率的功能，這個(gè)數(shù)據(jù)可以反映視頻的難易程度，供教師更新視頻時(shí)參考。學(xué)生對(duì)視頻中基本知識(shí)點(diǎn)的消化程度，只能通過(guò)課堂問(wèn)題討論和課后作業(yè)質(zhì)量來(lái)反映。另外，教師也要注意：布置課程進(jìn)度，要堅(jiān)持寧少勿多的原則，否則學(xué)生會(huì)感覺(jué)任務(wù)難以完成而產(chǎn)生挫敗感。

雖然我們力求教學(xué)資源庫(kù)盡量詳細(xì)，學(xué)生在課前自學(xué)中也必然會(huì)產(chǎn)生疑問(wèn)。我們嘗試在課堂討論之前以多種形式收集學(xué)生的疑問(wèn)，比如在超星學(xué)習(xí)通討論區(qū)留言、將疑問(wèn)發(fā)到課程群、將疑問(wèn)記錄到小紙條拍照后直接發(fā)給教師等，以便教師進(jìn)行更有針對(duì)性的備課。然而，清晰地書面呈現(xiàn)疑問(wèn)需要較高的總結(jié)問(wèn)題和表達(dá)問(wèn)題的能力，因此，課前收集疑問(wèn)的嘗試并不理想。

2.課堂討論的三個(gè)環(huán)節(jié)

通過(guò)課前自學(xué)階段對(duì)基本知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了初步消化后，在課堂討論階段教師就有充裕的時(shí)間引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行更深入的思考和練習(xí)了，課堂討論階段可分為教師答疑、問(wèn)題討論和當(dāng)堂測(cè)驗(yàn)三個(gè)環(huán)節(jié)。

第一個(gè)環(huán)節(jié)：教師答疑。學(xué)生提出問(wèn)題以后，先嘗試讓其他同學(xué)發(fā)表看法，然后教師解答或總結(jié)，這個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)目的是解答學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)的疑問(wèn)，然而我們的教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生提問(wèn)并不積極。通過(guò)和學(xué)生交流，發(fā)現(xiàn)提問(wèn)不積極的原因大體分兩種情況：一是課前自學(xué)后，學(xué)生表面的疑問(wèn)基本解決了，但還沒(méi)有深入思考，反映了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力不強(qiáng);二是學(xué)生即使發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題，由于“怕丟面子”的心理因素，往往習(xí)慣私下請(qǐng)教，而不是在課堂上公開(kāi)主動(dòng)發(fā)問(wèn)。

第二個(gè)環(huán)節(jié)：?jiǎn)栴}討論。教師以問(wèn)題為導(dǎo)向引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考，這個(gè)環(huán)節(jié)有兩個(gè)教學(xué)目的：一是檢查學(xué)生對(duì)基本知識(shí)點(diǎn)的掌握情況;二是教師把重點(diǎn)和難點(diǎn)以問(wèn)題的形式提出來(lái)，學(xué)生對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行重新思考，教師針對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行點(diǎn)評(píng)分析，從而達(dá)到消化重點(diǎn)和難點(diǎn)的目的。建議教師提出問(wèn)題以后，給全體學(xué)生適當(dāng)?shù)臅r(shí)間進(jìn)行思考，然后再進(jìn)行點(diǎn)名提問(wèn)，防止未被提問(wèn)的學(xué)生懈怠。對(duì)于難度較大的題目，可以考慮點(diǎn)名回答和鼓勵(lì)學(xué)生自愿回答兩種方式相結(jié)合。從教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，盡管學(xué)生不習(xí)慣主動(dòng)公開(kāi)提問(wèn)，但是回答問(wèn)題卻相當(dāng)踴躍，反映了青年學(xué)生“爭(zhēng)強(qiáng)好勝”的積極心態(tài)。

第三個(gè)環(huán)節(jié)：當(dāng)堂測(cè)驗(yàn)。教師提供若干練習(xí)題，這些練習(xí)題需要學(xué)生運(yùn)用剛剛學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題;被點(diǎn)名學(xué)生需要在限定時(shí)間內(nèi)“爬黑板”給出答案，這個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)目的是鍛煉和檢查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)處理簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題的能力，“爬黑板”其實(shí)是小測(cè)驗(yàn)，教師給出某個(gè)具體題目后，可以讓全體學(xué)生先準(zhǔn)備幾分鐘，隨機(jī)指定3～5名學(xué)生到黑板上解題，答題過(guò)程中允許查書、請(qǐng)教同學(xué)或者在個(gè)人電腦上實(shí)際運(yùn)行程序。然后教師對(duì)各個(gè)答案進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、錯(cuò)誤分析和評(píng)分。對(duì)于較難的題目，鼓勵(lì)學(xué)生自愿“爬黑板”而不是點(diǎn)名。教師在這個(gè)環(huán)節(jié)記錄成績(jī)作為平時(shí)過(guò)程分?jǐn)?shù)的一部分，除了可以提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的積極性，還可以督促學(xué)生在課前自主學(xué)習(xí)階段和課堂討論環(huán)節(jié)更加認(rèn)真地學(xué)習(xí)。實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生對(duì)于“爬黑板”做題很積極，感覺(jué)收獲較多，加上成績(jī)激勵(lì)，學(xué)習(xí)氛圍和學(xué)習(xí)效果非常好。

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，學(xué)生“上課玩手機(jī)”現(xiàn)象是一個(gè)令人頭疼的問(wèn)題。[4]我們的混合式課程教學(xué)實(shí)踐中，教師采用點(diǎn)名提問(wèn)和點(diǎn)名“爬黑板”做題的互動(dòng)方式，學(xué)生全程高度參與課堂討論，加上過(guò)程分形式的成績(jī)考核激勵(lì)，學(xué)生注意力高度集中，“上課玩手機(jī)”現(xiàn)象從根本上得到了解決。不僅如此，我們還鼓勵(lì)學(xué)生在手機(jī)或平板電腦上安裝計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言（如Matlab移動(dòng)版），允許學(xué)生在課堂上對(duì)相關(guān)程序代碼進(jìn)行驗(yàn)證，把理論知識(shí)和實(shí)際運(yùn)用結(jié)合起來(lái)達(dá)到“學(xué)以致用”的效果。

3.完成作業(yè)和上機(jī)練習(xí)

教師布置適當(dāng)數(shù)量的課后作業(yè)習(xí)題，目的是鍛煉學(xué)生用數(shù)值計(jì)算的方法處理實(shí)際物理問(wèn)題的能力。教師將作業(yè)發(fā)布在超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)上，同時(shí)設(shè)定作業(yè)提交期限，防止學(xué)生拖延。教師布置作業(yè)不一定與學(xué)習(xí)進(jìn)度同步，可以提前發(fā)布，甚至可以提前很長(zhǎng)時(shí)間發(fā)布，允許學(xué)有余力的學(xué)生提前嘗試解答。學(xué)生可以在自己的電腦上完成作業(yè)，也可以在上機(jī)課中到機(jī)房教室完成作業(yè)。學(xué)生提交作業(yè)后，教師在超星學(xué)習(xí)通推送詳細(xì)的作業(yè)講解視頻及編程演示視頻，供學(xué)生參考;對(duì)于作業(yè)視頻沒(méi)有解決的問(wèn)題，留到上機(jī)課或課堂討論中繼續(xù)處理。教師可以隨時(shí)在線批閱作業(yè)，對(duì)于錯(cuò)誤較多的作業(yè)，教師可以利用超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)的“退回”功能要求學(xué)生修改或重做;教師對(duì)每次作業(yè)打分，平臺(tái)系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)作業(yè)分?jǐn)?shù)，作為過(guò)程考核分的一部分。教學(xué)實(shí)踐表明，得益于超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)的強(qiáng)大功能，完成作業(yè)環(huán)節(jié)進(jìn)行得非常順利。

本課程具有操作性強(qiáng)的特點(diǎn)，保證上機(jī)練習(xí)的時(shí)間非常重要。針對(duì)普通知識(shí)點(diǎn)和例題，鼓勵(lì)學(xué)生課下在自己的電腦上進(jìn)行自主練習(xí);到機(jī)房教室進(jìn)行上機(jī)課的時(shí)候，學(xué)生的主要任務(wù)是，對(duì)疑難知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行練習(xí)和完成作業(yè)。無(wú)論自主上機(jī)練習(xí)，還是機(jī)房教室上機(jī)課練習(xí)，學(xué)生非都常喜歡同學(xué)間的經(jīng)驗(yàn)交流，這種交流對(duì)學(xué)習(xí)有很大的促進(jìn)作用。教師在上機(jī)課中的任務(wù)是：對(duì)疑難知識(shí)點(diǎn)和作業(yè)完成過(guò)程中遇到的障礙進(jìn)行單獨(dú)輔導(dǎo)，單獨(dú)找作業(yè)問(wèn)題較大的學(xué)生進(jìn)行指正，以及對(duì)普遍存在的問(wèn)題統(tǒng)一講解。

4.成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)

該課程本質(zhì)上是方法的學(xué)習(xí)，具有操作性強(qiáng)和細(xì)節(jié)性強(qiáng)的特點(diǎn)，不宜采用期末書面考試的方式進(jìn)行考核，建議采用過(guò)程性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式進(jìn)行學(xué)業(yè)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)。過(guò)程性評(píng)價(jià)既可以督促平時(shí)學(xué)習(xí)，又可以避免學(xué)業(yè)成績(jī)受考試偶然因素（如試題因素、發(fā)揮因素和突發(fā)狀況）的影響。過(guò)程性評(píng)價(jià)的弊端是操作煩瑣、工作量大，好在超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)可以自動(dòng)統(tǒng)計(jì)視頻收看分?jǐn)?shù)和作業(yè)分?jǐn)?shù)，大大減少了教師的工作量。教學(xué)實(shí)踐也表明，雖然過(guò)程性評(píng)價(jià)記錄的是平時(shí)的成績(jī)，卻能比考試更真實(shí)地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

本課程成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)的分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)涉及4個(gè)教學(xué)模塊：①課前自學(xué)，就是統(tǒng)計(jì)視頻收看的分?jǐn)?shù)，學(xué)生只要按時(shí)完成收看就可以得分，得分相對(duì)容易。②課堂測(cè)驗(yàn)（爬黑板），需要學(xué)生在認(rèn)真完成視頻學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，保持比較好的課堂專注度，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成答題，得分有一定難度。③完成作業(yè)，需要在掌握知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，具有解決實(shí)際問(wèn)題的能力，但是完成作業(yè)既有充足的時(shí)間，又可以求助教師或同學(xué)，只要下工夫就能得分。④課程論文，是在學(xué)期末自擬題目或根據(jù)教師給出的題目，解決一個(gè)復(fù)雜度較高的實(shí)際問(wèn)題，并通過(guò)論文的形式把題目的來(lái)龍去脈論述清楚，是對(duì)物理理論、數(shù)學(xué)建模、編程調(diào)試、寫作表達(dá)等能力的綜合運(yùn)用。[5]具體成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)的計(jì)分方式和權(quán)重如表1所示。

5.教學(xué)效果

與傳統(tǒng)模式教學(xué)相比，混合模式教學(xué)充分發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的視頻播放功能和統(tǒng)計(jì)分析功能，教學(xué)效果有了較大的改進(jìn)，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：①?zèng)]有互動(dòng)的基本講課內(nèi)容以視頻的形式發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上，學(xué)生根據(jù)理解狀況自主控制進(jìn)度;②課堂教學(xué)以討論的形式對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行剖析，教學(xué)內(nèi)容更深入，學(xué)生課堂參與度更高;③網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的統(tǒng)計(jì)功能先進(jìn)，允許教師更高效地進(jìn)行學(xué)情分析和學(xué)習(xí)督導(dǎo)。

三、全網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式

1.具體實(shí)踐

盡管混合式教學(xué)模式比較符合《計(jì)算物理基礎(chǔ)》課程的教學(xué)特點(diǎn)，但是2020年上半年突如其來(lái)的新冠疫情打破了正常的教學(xué)秩序，本課程被迫從混合模式教學(xué)改成全網(wǎng)絡(luò)模式教學(xué)。對(duì)比混合模式教學(xué)，全網(wǎng)絡(luò)模式教學(xué)中有些環(huán)節(jié)保持不變，有些環(huán)節(jié)發(fā)生改變，具體情況如表2所示。

全網(wǎng)絡(luò)模式教學(xué)中，課堂討論需要網(wǎng)絡(luò)直播，對(duì)網(wǎng)絡(luò)直播平臺(tái)流暢度的要求非常高，對(duì)網(wǎng)絡(luò)直播平臺(tái)功能的要求相對(duì)簡(jiǎn)單，只要具備語(yǔ)音通話、視頻通話和屏幕共享幾個(gè)簡(jiǎn)單功能即可。經(jīng)過(guò)比較，我們采用騰訊會(huì)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)直播。網(wǎng)絡(luò)直播中的課堂討論依次分為教師答疑、問(wèn)題討論和當(dāng)堂測(cè)驗(yàn)三個(gè)環(huán)節(jié)。在教師答疑環(huán)節(jié)中，學(xué)生通過(guò)語(yǔ)音通話和屏幕共享方式提出疑問(wèn)，也可以在聊天室輸入文字表達(dá)疑問(wèn)。在問(wèn)題討論環(huán)節(jié)中，被點(diǎn)名的學(xué)生通過(guò)語(yǔ)音通話功能進(jìn)行回答，也允許學(xué)生在聊天室通過(guò)文字輸入方式自愿回答，這樣可以提高回答問(wèn)題的效率，教師對(duì)答案進(jìn)行點(diǎn)評(píng)分析;對(duì)于較難的問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生自愿語(yǔ)音回答。在當(dāng)堂測(cè)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，教師給出題目后，可以讓全體學(xué)生先進(jìn)行思考，然后指定3～5名學(xué)生拍照上傳答案，教師對(duì)各個(gè)答案進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和錯(cuò)誤分析講解，并在花名冊(cè)記錄分?jǐn)?shù)。全網(wǎng)絡(luò)模式教學(xué)中，教師無(wú)法面對(duì)面指導(dǎo)上機(jī)練習(xí)，教學(xué)形式調(diào)整為：學(xué)生共享屏幕提出疑問(wèn)，教師實(shí)時(shí)語(yǔ)音指導(dǎo)，教師還可以共享屏幕展示程序操作細(xì)節(jié)。

2.遇到的困難和得到的啟發(fā)

已經(jīng)建成的混合式課程教學(xué)資源庫(kù)為全網(wǎng)絡(luò)模式教學(xué)提供了強(qiáng)有力的支持，盡管如此，全網(wǎng)絡(luò)模式教學(xué)仍然遇到了一些困難。一是課堂討論階段學(xué)習(xí)氛圍不足。積極的課堂學(xué)習(xí)氛圍，使師生雙方精神煥發(fā)、思維活躍，激發(fā)師生潛能的充分發(fā)揮，從而能夠較好地完成教學(xué)任務(wù)。全網(wǎng)絡(luò)模式教學(xué)中，師生無(wú)法面對(duì)面交流，導(dǎo)致課堂學(xué)習(xí)氛圍不足，部分學(xué)生在課堂討論階段心不在焉、反應(yīng)遲鈍、很少主動(dòng)發(fā)言，造成教學(xué)效果不理想。二是課前階段和課后階段的學(xué)習(xí)效果也出現(xiàn)了下降。比較全網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式和混合教學(xué)模式，課前自學(xué)的環(huán)節(jié)完全一致，盡管如此，由于缺少了師生面對(duì)面的課堂情感交流，師生之間的陌生感增加，因此居家全網(wǎng)絡(luò)模式教學(xué)的課前視頻收看率明顯不如在?；旌夏Ｊ浇虒W(xué)的課前視頻收看率;由于同樣的原因，學(xué)生未能按時(shí)交作業(yè)的比例也提高了。盡管整體的教學(xué)效果下降了，我們也注意到一個(gè)事實(shí)：從混合教學(xué)模式切換成全網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，自律性差的學(xué)生受到的影響很大，甚至是毀滅性的，形成鮮明對(duì)比的是，自律性強(qiáng)的學(xué)生受到的影響較小，甚至可以忽略。上述事實(shí)表明，進(jìn)行全網(wǎng)絡(luò)模式教學(xué)，改進(jìn)教學(xué)效果的措施應(yīng)該聚焦于：針對(duì)自律性差的學(xué)生，營(yíng)造課堂氛圍和加強(qiáng)學(xué)習(xí)督導(dǎo)。

除了遇到的困難，網(wǎng)絡(luò)課堂也展現(xiàn)了一些現(xiàn)實(shí)課堂不具備的優(yōu)勢(shì)：①學(xué)生提問(wèn)比在真實(shí)課堂中更加活躍，尤其是在允許聊天室匿名提問(wèn)的情況下。經(jīng)過(guò)和其他課程教師交流，普遍認(rèn)為性格內(nèi)向的學(xué)生更喜歡匿名提問(wèn)，類似于網(wǎng)絡(luò)上的“鍵盤俠”現(xiàn)象，也許這是網(wǎng)絡(luò)時(shí)代一個(gè)值得利用的學(xué)生心理。②直播視頻可以保存，供缺課的學(xué)生或想復(fù)習(xí)的學(xué)生使用，也可以供教師進(jìn)行總結(jié)時(shí)參考。鑒于本課程的特點(diǎn)，教學(xué)視頻注重展示屏幕內(nèi)容細(xì)節(jié)，可以方便地將課堂直播視頻錄屏保存。③共享屏幕的功能非常適合上機(jī)練習(xí)環(huán)節(jié)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)前，我們預(yù)計(jì)上機(jī)課無(wú)法當(dāng)面指導(dǎo)，教學(xué)效果會(huì)打折扣，然而，騰訊會(huì)議等軟件的共享屏幕功能，再配合語(yǔ)音通話功能，教學(xué)效果比機(jī)房當(dāng)面指導(dǎo)毫不遜色。④網(wǎng)絡(luò)教學(xué)直播平臺(tái)可以統(tǒng)計(jì)學(xué)生的發(fā)言活躍度，允許教師更有針對(duì)性地進(jìn)行督導(dǎo)。⑤所有學(xué)生都能看得更清楚聽(tīng)得更清楚，而不受真實(shí)課堂中座位位置和教室音響效果的影響。諸如此類的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)優(yōu)勢(shì)預(yù)示：隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)模擬真實(shí)課堂的能力越來(lái)越強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)也將提供更便捷的學(xué)情數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和人工智能技術(shù)，因此，盡管現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)還有諸多不足，但是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)必將成為未來(lái)教學(xué)改革的重要方向。

四、并行雙模式教學(xué)的探索

如上所述，我們已經(jīng)在《計(jì)算物理基礎(chǔ)》課程中分別進(jìn)行了混合式課程和全網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)實(shí)踐。在總結(jié)分析這些教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，為了應(yīng)對(duì)未來(lái)可能出現(xiàn)的疫情（或類似的突發(fā)狀況），我們?cè)噲D實(shí)現(xiàn)這樣一種創(chuàng)新性的教學(xué)方式：無(wú)論是平常時(shí)期、疫情時(shí)期、從平常時(shí)期進(jìn)入疫情時(shí)期，還是從疫情時(shí)期恢復(fù)到平常時(shí)期，混合式教學(xué)模式和全網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式都能夠平順地切換，力求將倉(cāng)促的教學(xué)模式切換帶來(lái)的負(fù)面影響降至最低。也就是說(shuō)，混合教學(xué)模式和全網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式類似兩條并行的鐵軌在兼容狀態(tài)下同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，教學(xué)活動(dòng)可以根據(jù)社會(huì)狀況的變化在兩者之間進(jìn)行任意選擇，或者可以兩種教學(xué)模式同時(shí)開(kāi)展，從而實(shí)現(xiàn)一種基于混合模式和全網(wǎng)絡(luò)模式的并行雙模式教學(xué)。

得益于混合式課程中教學(xué)資源庫(kù)的建設(shè)和當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，我們所采用的混合教學(xué)模式和全網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式基本上可以做到平順切換，比如兩種教學(xué)模式的課前自主學(xué)習(xí)階段、作業(yè)環(huán)節(jié)、成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)、學(xué)情觀測(cè)和督導(dǎo)方式等幾個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)完全一致。同時(shí)，經(jīng)過(guò)對(duì)前期教學(xué)實(shí)踐具體情況的分析，我們也認(rèn)識(shí)到，全網(wǎng)絡(luò)模式教學(xué)中課堂氛圍的不足是影響兩種教學(xué)模式切換的主要限制因素，因此我們也提出了緩解限制的兩個(gè)應(yīng)對(duì)措施：一是在全網(wǎng)絡(luò)模式教學(xué)中積極營(yíng)造課堂階段的學(xué)習(xí)氛圍;二是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的學(xué)情數(shù)據(jù)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的心理關(guān)懷和學(xué)習(xí)督導(dǎo)。

1.營(yíng)造全網(wǎng)絡(luò)模式教學(xué)中課堂階段的學(xué)習(xí)氛圍

全網(wǎng)絡(luò)模式教學(xué)中課堂氛圍的不足，對(duì)自律性不強(qiáng)的學(xué)生會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。為了減少這種影響，建議在網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)中采取以下幾個(gè)措施：①要求教師和所有學(xué)生開(kāi)攝像頭。開(kāi)攝像頭會(huì)產(chǎn)生身處公共場(chǎng)合的感覺(jué)，不易開(kāi)小差，自然會(huì)將注意力集中于講課內(nèi)容。②鼓勵(lì)學(xué)生參與討論。允許和鼓勵(lì)學(xué)生使用語(yǔ)音通話或聊天室文字輸入進(jìn)行提問(wèn)和回答，也允許匿名發(fā)言，都可以增加學(xué)生參與討論的積極性。③控制上課人數(shù)。如果上課人數(shù)過(guò)多，學(xué)生在課堂上與教師、同學(xué)進(jìn)行互動(dòng)的平均機(jī)會(huì)就會(huì)減少，課堂參與度的下降會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的注意力不集中，建議上課人數(shù)不要超過(guò)45人。④除了鼓勵(lì)學(xué)生自愿參與討論，教師還要增加點(diǎn)名的次數(shù)，督促潛水的學(xué)生參加互動(dòng)?？傊鲜龃胧┒际菫榱丝朔n堂氛圍不足的負(fù)面影響。盡管采取了上述措施，網(wǎng)絡(luò)虛擬課堂與真實(shí)課堂在營(yíng)造學(xué)習(xí)氛圍方面還是存在差距的，另外，對(duì)于個(gè)別學(xué)生來(lái)說(shuō)，上網(wǎng)設(shè)備落后、網(wǎng)絡(luò)狀況不佳和居家環(huán)境不舒適等客觀因素，更讓營(yíng)造課堂氣氛很難實(shí)現(xiàn)，也是必須接受的客觀現(xiàn)實(shí)。

2.加強(qiáng)心理關(guān)懷和學(xué)習(xí)督導(dǎo)

全網(wǎng)絡(luò)模式教學(xué)期間，教師可以通過(guò)主動(dòng)關(guān)懷學(xué)生拉近師生心理距離，從而潛移默化地促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)。利用社交軟件的語(yǔ)音通話或視頻通話功能，教師可以方便地與學(xué)生進(jìn)行交流，通過(guò)詢問(wèn)、鼓勵(lì)、引導(dǎo)和關(guān)懷等方式增進(jìn)師生情感。教師也可以通過(guò)加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)督導(dǎo)來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。通過(guò)超星學(xué)習(xí)通等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析功能，教師可以獲得班級(jí)整體和具體學(xué)生的詳細(xì)學(xué)情，從而能夠在分析學(xué)情的基礎(chǔ)上進(jìn)行精準(zhǔn)督導(dǎo)。實(shí)施網(wǎng)絡(luò)督導(dǎo)也很方便，教師可以在課程群發(fā)布整體學(xué)情，讓學(xué)生清楚自己的學(xué)習(xí)狀況在班級(jí)整體中的位置，教師也可以通過(guò)騰訊QQ對(duì)某個(gè)學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的提醒，在有必要的情況下可以直接通過(guò)語(yǔ)音通話或視頻通話進(jìn)行交流。相比課堂督導(dǎo)，這種網(wǎng)絡(luò)督導(dǎo)更有針對(duì)性，也更加明確具體。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的心理關(guān)懷和進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)督導(dǎo)也要把握松緊適度的原則，避免過(guò)多干涉學(xué)生的自主空間。

五、結(jié)語(yǔ)

本文介紹了《計(jì)算物理基礎(chǔ)》課程進(jìn)行混合模式教學(xué)和全網(wǎng)絡(luò)模式教學(xué)的實(shí)踐情況。與傳統(tǒng)模式教學(xué)相比，混合模式的教學(xué)效果有了較大的改進(jìn)。與混合模式教學(xué)相比，由于課堂氛圍不足，全網(wǎng)絡(luò)模式的教學(xué)效果下降了，改進(jìn)措施是：針對(duì)自律性差的學(xué)生，營(yíng)造課堂氛圍和加強(qiáng)學(xué)習(xí)督導(dǎo)。同時(shí)，全網(wǎng)絡(luò)模式教學(xué)也呈現(xiàn)了一些現(xiàn)實(shí)課堂不具備的優(yōu)勢(shì)，預(yù)示了未來(lái)的教學(xué)改革方向。在總結(jié)兩種教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，為了應(yīng)對(duì)突發(fā)性事件對(duì)教學(xué)秩序的沖擊，我們探索了一種基于混合模式和全網(wǎng)絡(luò)模式的并行雙模式教學(xué)，教學(xué)活動(dòng)可以在混合模式和全網(wǎng)絡(luò)模式之間進(jìn)行平順切換，甚至可以兩種教學(xué)模式同時(shí)開(kāi)展。鑒于《計(jì)算物理基礎(chǔ)》課程是一門與編程操作密切相關(guān)的專業(yè)課，期望本文的探索為類似課程的教學(xué)研究提供一個(gè)示例。

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（編輯：王天鵬）

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