基于信息技術(shù)的大學(xué)物理“金課”建設(shè)實(shí)踐

王敏 樓宇麗 王曉琴 黎南 聶志紅

摘? 要：隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的大學(xué)物理教學(xué)模式亟待改革。為打造大學(xué)物理“金課”，文章基于“互聯(lián)網(wǎng)+課程”的思想，在建設(shè)大學(xué)物理在線課程的同時借助雨課堂、超星學(xué)習(xí)通等信息化教學(xué)手段以及多元化的考核評價方式來強(qiáng)化教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施與管理。實(shí)踐結(jié)果表明，該教學(xué)模式有效地提升了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并最終提高了課程教學(xué)質(zhì)量。上述實(shí)踐與討論為類似課程的建設(shè)提供了必要的經(jīng)驗(yàn)和借鑒。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理;信息技術(shù);教學(xué)模式;在線學(xué)習(xí);“金課”

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2021）09-0006-05

Abstract： With the rapid development of information technology， the traditional teaching mode of college physics needs to be reformed urgently. To improve the teaching effect of college physic and adapt to the demands of "Golden Course"， the network-learning platform with rich resource was constructed to meet the needs of students' independent and individualized learning. In addition， various modern teaching technologies based on "Internet + curriculum" idea and diversified assessment methods were used to supervise the whole teaching process. The result shows that the autonomous learning ability and interest in learning of student can be effectively improved， which results in an excellent teaching quality. The above practices and discussions provide a necessary experience for the construction of similar courses.

Keywords： college physics; information technology; teaching mode; e-Learning; "golden course"

2018年6月，教育部陳寶生部長在新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議上，首次提出了“金課”的概念[1-2];同年8月，教育部在《關(guān)于狠抓新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議精神落實(shí)的通知》中明確要求“各高校要全面梳理各門課程的教學(xué)內(nèi)容，淘汰‘水課、打造‘金課”[3-5]。上述文件旨在通過建設(shè)具有“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度”特性的“金課”來進(jìn)一步提升我國高校本科教學(xué)水平，培養(yǎng)滿足新時代、新形勢下社會需要的人才[6]。因此，我校于2019年5月啟動了“金課”建設(shè)項(xiàng)目，我們課題組也加入了“金課”建設(shè)的熱潮當(dāng)中。

眾所周知，大學(xué)物理是理工科院校的一門重要的公共基礎(chǔ)課。長期以來，課程主要采用教師課堂理論板書、學(xué)生聽講、練習(xí)加考試的教學(xué)模式來進(jìn)行，雖然上述教學(xué)過程有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、便于師生直接的互動交流，但是存在教學(xué)手段單一、知識傳授效率低下、忽略了個體性差異等缺點(diǎn)，因此教學(xué)效果并不理想。目前，雖然大部分教師會引入多媒體手段進(jìn)行教學(xué)，將某些抽象的教學(xué)內(nèi)容因增加動畫而變得直觀，有效地提高了教學(xué)進(jìn)度;但過度地依賴多媒體教學(xué)會導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)“看電影”式的欣賞，缺乏對重要知識的理解而使得知識點(diǎn)在腦海中印象不深。由此可見，如何引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，提高教學(xué)質(zhì)量，是值得思考的問題。為此，我們以學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展為中心[7]，構(gòu)建了智慧學(xué)習(xí)平臺環(huán)境[8]，通過對2019-2020學(xué)年第一學(xué)期學(xué)習(xí)《大學(xué)物理B2》這門課程的兩個試點(diǎn)班級開展“互聯(lián)網(wǎng)+課程”教學(xué)模式和多元化考核方式的教學(xué)實(shí)踐，探索“金課”建設(shè)的路徑。

一、《大學(xué)物理》線上課程建設(shè)

網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)是一種快捷、高效的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生可以根據(jù)自己的時間，選擇合適的方式、地點(diǎn)等自主學(xué)習(xí)，不但可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，還可以實(shí)現(xiàn)自主差異化學(xué)習(xí)，使得部分基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生上課時能跟上教師節(jié)奏，提高學(xué)習(xí)效率。因此，我們結(jié)合我校實(shí)際，依托學(xué)?！敖逃诰€”網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺和“超星”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，建設(shè)了《大學(xué)物理》在線課程，給學(xué)生提供了線上自主學(xué)習(xí)的環(huán)境。

（一）利用“教育在線”構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)平臺

在學(xué)校“教育在線”學(xué)習(xí)平臺上建立《大學(xué)物理》網(wǎng)絡(luò)課程，其主要的菜單界面如圖1所示。其中，“基本信息”模塊包括課程介紹、預(yù)備知識、教學(xué)大綱、教學(xué)日歷等基礎(chǔ)信息，對學(xué)生在網(wǎng)上進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的基本要求、達(dá)到的目的以及實(shí)施管理等信息進(jìn)行了詳細(xì)的介紹說明;“課程學(xué)習(xí)”模塊主要提供大學(xué)物理網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)鏈接、著名物理學(xué)家介紹、應(yīng)用領(lǐng)域等資源信息，通過上述學(xué)習(xí)來拓寬背景知識;把教案、習(xí)題課、教學(xué)輔助等資源放在“課程資源”中，供學(xué)生們自主選擇學(xué)習(xí);為了解決學(xué)生作業(yè)中的困難，在“單元學(xué)習(xí)”模塊中，添加每章需要掌握的重點(diǎn)、難點(diǎn)，并且增加相應(yīng)的例題，供學(xué)生參考;在“課程活動”模塊設(shè)置課程作業(yè)、答疑討論、互助學(xué)習(xí)、調(diào)查問卷等教學(xué)互動環(huán)節(jié)，通過師生、生生互動交流能夠有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而提高學(xué)習(xí)效果。借助于網(wǎng)絡(luò)建課，打破了時域的限制，使學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、教師的多維度、立體化教學(xué)成為可能。

（二）利用“學(xué)習(xí)通”實(shí)現(xiàn)手機(jī)端學(xué)習(xí)

手機(jī)已成為我國網(wǎng)民的第一大上網(wǎng)終端，利用手機(jī)便捷的優(yōu)勢，深入挖掘多渠道的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)也是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的一種新模式。“超星學(xué)習(xí)通”是面向智能手機(jī)等移動終端的交互式信息平臺，可以為師生提供海量的圖書、期刊、報紙、視頻等資源。我們在基于“超星”的學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上建立了《大學(xué)物理》的小規(guī)模限制性在線課程（SPOC），可通過“學(xué)習(xí)通”開展多種方式授課。課題組教師將知識點(diǎn)碎片化后，錄制微課視頻和習(xí)題視頻并上傳（如圖2所示），供學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。同時，為了加強(qiáng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，增加課程學(xué)習(xí)的趣味性，把“學(xué)習(xí)通”資料庫里的期刊（如《大學(xué)物理》）和圖書（如《物理學(xué)家的故事》《生活中的物理學(xué)》等）添加到“資料”里，使學(xué)生隨時隨地可以進(jìn)行掌上閱讀。除此之外，上傳了熱學(xué)、振動、波動和光學(xué)部分的習(xí)題，建立題庫，系統(tǒng)可以根據(jù)題庫隨機(jī)組題，在測試時學(xué)生會抽取到不同的套題，便于在課后進(jìn)行練習(xí)和測驗(yàn)。借助手機(jī)不僅能讓學(xué)生利用閑散時間學(xué)習(xí)，同時錄制視頻、題庫建設(shè)等工作對教師也提出了更高的要求，使整個過程不但提高了教學(xué)質(zhì)量，也提高了教師的教學(xué)水平。

二、利用現(xiàn)代信息技術(shù)實(shí)施教學(xué)過程

隨著信息化時代的不斷發(fā)展，各種教學(xué)手段已深度融入到大學(xué)校園[9]，大學(xué)生們能夠輕松掌握網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺、“雨課堂”“學(xué)習(xí)通”等工具進(jìn)行學(xué)習(xí)。利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段強(qiáng)化課前預(yù)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)以及課后復(fù)習(xí)等環(huán)節(jié)，保證教學(xué)過程各環(huán)節(jié)的有效實(shí)施是提高教學(xué)效果、培養(yǎng)一流人才的必要保障。

（一）課前預(yù)習(xí)的實(shí)施

課前預(yù)習(xí)是學(xué)習(xí)新知識的第一步，充分的課前預(yù)習(xí)可以掃清課堂學(xué)習(xí)時可能存在的知識盲點(diǎn)、增強(qiáng)聽課過程中的目的性和主觀能動性，由此可見，課前預(yù)習(xí)的有效實(shí)施顯得尤為重要。為此，教師課前在電腦端制作演示文稿（PPT課件）及預(yù)習(xí)課件，利用“雨課堂”這種新型智慧教學(xué)工具[10-11]，將課件推送給學(xué)生。預(yù)習(xí)課件不僅包括預(yù)習(xí)基本要求、相關(guān)背景知識、預(yù)習(xí)測試題等，還插入了在線慕課視頻，提出思考問題，這樣能夠使預(yù)習(xí)更高效，達(dá)到很好的學(xué)習(xí)目的。思考題要加強(qiáng)與實(shí)際應(yīng)用的關(guān)聯(lián)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，有一定的深度，但是要“跳起來”也能夠得到。此外，學(xué)生可以在“學(xué)習(xí)通”上觀看相應(yīng)的教學(xué)視頻，查看資料等，對預(yù)習(xí)內(nèi)容有更深入的理解。教師根據(jù)預(yù)習(xí)測試結(jié)果調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)度，合理地進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì)。

（二）課堂教學(xué)的實(shí)施

在教師精心備課的基礎(chǔ)上，課堂教學(xué)一定要注重教與學(xué)的雙向互動，激發(fā)學(xué)生課上學(xué)習(xí)的興趣，將學(xué)生的注意力轉(zhuǎn)移到知識的學(xué)習(xí)上來。因此，教師一方面要闡述各知識點(diǎn)之間的聯(lián)系，運(yùn)用板書突出教學(xué)重點(diǎn)，利用PPT直觀展示抽象的內(nèi)容，讓學(xué)生對知識形成系統(tǒng)深入的理解;另一方面要借助現(xiàn)代信息手段活躍課堂氣氛，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并加強(qiáng)課堂教學(xué)管理。要求學(xué)生上課前通過“雨課堂”掃碼進(jìn)入課堂，這樣教師的手機(jī)端就會變成一個遙控器，可以利用隨機(jī)點(diǎn)名功能對學(xué)生進(jìn)行提問;在作重點(diǎn)難點(diǎn)講授時，學(xué)生若沒有聽懂，可以利用自己的手機(jī)點(diǎn)擊幻燈片下方的“不懂”按鈕，給教師及時反饋;較難的問題可以分小組討論，提高學(xué)生的參與度， 讓學(xué)生“活起來”;還可以利用“雨課堂”推送隨堂練習(xí)讓學(xué)生限時答題，偶爾對回答正確且快速的學(xué)生發(fā)紅包以表獎勵，并可以用投屏功能將答題情況（如圖3所示）展示在大屏幕，請學(xué)生分享答題的思維過程以及產(chǎn)生錯誤結(jié)果的原因，教師也可以針對性地對相關(guān)知識點(diǎn)進(jìn)行深入分析講解。在上述教學(xué)過程中，利用信息技術(shù)加強(qiáng)了與學(xué)生的互動交流，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和課堂教學(xué)質(zhì)量。

（三）課后學(xué)習(xí)的實(shí)施

課后作業(yè)練習(xí)以及小結(jié)性測試是檢驗(yàn)所學(xué)知識的行之有效的方法，不僅能鞏固上課所學(xué)，還能通過靈活應(yīng)用來加深對知識的理解。因此，除了書面作業(yè)以外，教師在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺上還布置了其他形式的作業(yè)。例如，在討論區(qū)發(fā)起對特定知識點(diǎn)的討論;要求學(xué)生對每章知識點(diǎn)進(jìn)行梳理和總結(jié)，繪制章節(jié)思維導(dǎo)圖拍照并上傳;撰寫關(guān)于近代物理學(xué)的小論文等線上作業(yè)。學(xué)生在做課后練習(xí)時可以通過“雨課堂”和“學(xué)習(xí)通”回顧課件、視頻資源等進(jìn)行有效復(fù)習(xí)。另外，還能利用“學(xué)習(xí)通”進(jìn)行章節(jié)自我學(xué)習(xí)效果測評，抽取的隨機(jī)題目如圖4所示，在設(shè)定的時間內(nèi)答題提交后，系統(tǒng)會給出測驗(yàn)成績;教師可以在后臺看到測試的統(tǒng)計(jì)情況，并將整體測試結(jié)果反饋給學(xué)生，對部分完成得不好的學(xué)生給予督促。除此之外，教師會指導(dǎo)助教在物理晚自習(xí)期間對錯題進(jìn)行講解，也會通過教學(xué)平臺、QQ群等對學(xué)生的問題及時回復(fù)，建立教師和學(xué)生之間緊密的教與學(xué)的聯(lián)系，提高教學(xué)效果。

（四）課程的多元化考核方式

為了優(yōu)化傳統(tǒng)考核方式，避免學(xué)生僅在期末考試前突擊學(xué)習(xí)，在試點(diǎn)班采用了多元化的考核方式。除了交紙質(zhì)作業(yè)以外，也要求提交線上作業(yè)（例如每章節(jié)思維導(dǎo)圖和小論文），并將“雨課堂”和“學(xué)習(xí)通”中的考勤、課堂表現(xiàn)、測驗(yàn)成績納入平時成績。優(yōu)化后的課程綜合評價標(biāo)準(zhǔn)見表1。通過上述方式讓學(xué)生在平時“忙起來”，這樣不僅保障了教學(xué)各環(huán)節(jié)的有效實(shí)施，還可以使學(xué)生投入更多時間鞏固所學(xué)，加深對知識的理解，體現(xiàn)過程化管理的優(yōu)勢。實(shí)踐表明，借助于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)進(jìn)行多元化的考核，對學(xué)生平時所做的努力進(jìn)行了鼓勵，不僅使成績評定更為客觀，還能反映學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用水平。

三、教學(xué)效果

為了考察上述教學(xué)實(shí)踐的效果，本研究分別從問卷調(diào)查和學(xué)生的學(xué)習(xí)成績兩個方面進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和分析。

（一）問卷調(diào)查

我們在學(xué)期中期利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺對試點(diǎn)班的學(xué)生進(jìn)行了教學(xué)模式和學(xué)習(xí)效果的問卷調(diào)查，共有139名學(xué)生參與了此項(xiàng)調(diào)查。調(diào)查結(jié)果表明，90%以上的學(xué)生對深度融合信息技術(shù)的教學(xué)模式表示支持，認(rèn)為上述教學(xué)過程培養(yǎng)了自主學(xué)習(xí)的能力，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，對知識的掌握也更為牢固。

（二）成績分析

本學(xué)期共有18個教學(xué)班1476名學(xué)生參加了《大學(xué)物理B2》課程期末考試，兩個試點(diǎn)班與其他班級均為學(xué)生自由選課，且教學(xué)內(nèi)容一致、試卷統(tǒng)一，我們將試點(diǎn)班和全校（含兩個試點(diǎn)班）成績進(jìn)行了對比（見表2）。對比結(jié)果顯示，A、B試點(diǎn)班的期末卷面成績平均分分別比全校高5.73分和3.62分，及格率比全校分別高10.66和9.31個百分點(diǎn);總評成績的平均分分別比全校高7.22分和4.61分，及格率比全校分別高10.28和10.47個百分點(diǎn)。上述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，學(xué)生經(jīng)過了“互聯(lián)網(wǎng)+課程”的混合式教學(xué)模式后[12]，在一定程度上提高了學(xué)習(xí)成績，取得了較好的學(xué)習(xí)效果。

四、討論

通過自建在線課程，滿足了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、差異化學(xué)習(xí)的需要。積極引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)平臺學(xué)習(xí)，豐富的資源以及多樣化的學(xué)習(xí)方式不僅擴(kuò)大了學(xué)生的知識面，還能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)施過程中，合理運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了師生課前、課中、課后全過程的聯(lián)系與互動，不但活躍了課堂氣氛，提升了學(xué)生的參與度，而且使得課下預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、作業(yè)、討論、測驗(yàn)等環(huán)節(jié)更高效，能夠讓教師有時間和空間提高課程難度，從而拓展了課程深度，拓寬了學(xué)生的學(xué)習(xí)思維。采用多元化的考核方式，注重了學(xué)生過程性的發(fā)展，利用在線教與學(xué)中的各種互動數(shù)據(jù)判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況給予及時的鼓勵或督促，有利于對學(xué)生個體化的指導(dǎo)。通過上述教學(xué)實(shí)踐，使課程達(dá)到了“金課”的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的標(biāo)準(zhǔn)，為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。

當(dāng)然，在“金課”建設(shè)過程中，還有一些不足的地方需要完善。例如，目前存在課堂討論時間不足，題庫資源題型不夠豐富、題量不夠多的情況。但我們相信，隨著項(xiàng)目建設(shè)的推進(jìn)，上述問題會逐步解決。

五、結(jié)束語

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的高速發(fā)展，將信息技術(shù)手段與大學(xué)物理課程深度融合，打造“兩性一度”的“金課”已勢在必行。我們對兩個試點(diǎn)班級開展了混合式教學(xué)模式的“金課”建設(shè)實(shí)踐，不僅調(diào)動了學(xué)生的積極性，提升了自主學(xué)習(xí)能力，而且保障了教學(xué)各環(huán)節(jié)更加有效地實(shí)施，提高了課程的教學(xué)質(zhì)量。上述大學(xué)物理“金課”建設(shè)實(shí)踐也為其它“金課”的打造提供了必要的參考與借鑒。

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