基于超星學(xué)習(xí)通平臺的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論課的建設(shè)與教學(xué)研究

張 林，林楊帆，徐 定

(南京林業(yè)大學(xué)理學(xué)院，江蘇 南京 210037)

2020年初，突如其來的一場新冠疫情，改變了全國大學(xué)的課堂教學(xué)，各地高校紛紛推遲開學(xué)時間，利用互聯(lián)網(wǎng)平臺，開展遠(yuǎn)程線上教學(xué)[1-4]。例如：我校在防疫期間，針對不同課程采取了不同的教學(xué)方法：(1)對于已有的自建課程，采用中國大學(xué)MOOC/SPOC平臺進(jìn)行線上教學(xué)；(2)對于沒有自建在線課程資源的教師，可選用其他高校的在線課程資源開展SPOC教學(xué)，或利用學(xué)校已有的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺“超星泛雅學(xué)習(xí)通”，或利用其他平臺，例如清華大學(xué)的“雨課堂”，自建在線課程。(3)對于實(shí)訓(xùn)類課程，則延遲到下學(xué)期，仍采用線下教學(xué)為主的教學(xué)方式。

鑒于2020-2021學(xué)年新冠疫情依然嚴(yán)峻的形勢，考慮到大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)這門課課時短、任務(wù)重的特點(diǎn)，決定將這門課的緒論部分(約3-5個學(xué)時)，由線下的課堂教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)榫€上教學(xué)。本文主要介紹利用超星學(xué)習(xí)通平臺，開展大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論課教學(xué)的一些心得和體會。

1 開展大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論課線上教學(xué)的必要性和可行性

隨著大數(shù)據(jù)、5G等新一代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)教育資源日益豐富，各類學(xué)習(xí)類App層出不窮，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)也發(fā)生了翻天覆地的變化，具體表現(xiàn)為：(1)在教學(xué)方式上：傳統(tǒng)的單向輸入式教學(xué)模式已無法滿足學(xué)生的多樣化學(xué)習(xí)需求，學(xué)生渴望學(xué)習(xí)更多、更新、更適合自己的知識。(2)在教學(xué)環(huán)境上，學(xué)生對學(xué)習(xí)過程中高度自主、高度交互的需求，也會對教師的課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出更高的要求。要解決這些問題，必然要對傳統(tǒng)的物理教學(xué)方式進(jìn)行改革，以充分激發(fā)教學(xué)活力、提升教學(xué)質(zhì)量。

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、專業(yè)技能以及獨(dú)立工作能力是至關(guān)重要的[5]。作為大學(xué)生學(xué)習(xí)這門課的入門知識，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論課具有不可替代的地位，很多學(xué)校更是把它作為考核學(xué)生是否能進(jìn)入物理實(shí)驗(yàn)室的前提條件。但是，在長期的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)現(xiàn)：因?yàn)閷?shí)驗(yàn)緒論課只是實(shí)驗(yàn)課的序言，課時很少，學(xué)生通常忽視實(shí)驗(yàn)緒論課的學(xué)習(xí)，不會處理實(shí)驗(yàn)中的各種讀數(shù)，也不能將緒論課中分析和處理實(shí)驗(yàn)誤差的步驟和方法很好地應(yīng)用到具體實(shí)驗(yàn)中，這對于學(xué)生完成后續(xù)的實(shí)驗(yàn)、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)誤差是很不利的。因此覺得：利用互聯(lián)網(wǎng)平臺，打破學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理緒論在時間和空間上的限制，使他們隨時隨地，只要有時間有網(wǎng)絡(luò)，就可以反復(fù)學(xué)習(xí)，不斷鞏固和提高認(rèn)識，避免在具體實(shí)驗(yàn)中由于忽略誤差來源、數(shù)據(jù)處理不當(dāng)?shù)纫鸬膶?shí)驗(yàn)錯誤。

目前，國內(nèi)已有多款成熟的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺上線：例如中國大學(xué)MOOC，清華大學(xué)的雨課堂，騰訊課堂和超星泛雅學(xué)習(xí)通。我校引進(jìn)的超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺包括泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和學(xué)習(xí)通App平臺等，能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)門戶建設(shè)、教學(xué)互動、資源共享、移動學(xué)習(xí)等功能。教師通過簽到、隨機(jī)提問、討論、投票、資料上傳、任務(wù)點(diǎn)設(shè)置、教學(xué)督導(dǎo)等操作，讓學(xué)生參與教師發(fā)起的所有課堂活動，并且任課教師可以在后臺導(dǎo)出每位學(xué)生的數(shù)據(jù)，為學(xué)生的成績評定提供充足的數(shù)據(jù)支撐。目前，國內(nèi)已有很多高校利用該平臺進(jìn)行混合式教學(xué)研究，并取得了一些研究成果。

2 基于超星學(xué)習(xí)通平臺的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論課教學(xué)與實(shí)踐

我校面向全體理工科大學(xué)生開設(shè)的普通物理實(shí)驗(yàn)分為5大類，即力學(xué)實(shí)驗(yàn)、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)、電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)、光學(xué)實(shí)驗(yàn)以及綜合實(shí)驗(yàn)共有28個，具體內(nèi)容如表1所示。

表1 我校面向本科生開設(shè)的普通物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

學(xué)生需要完成其中的16個實(shí)驗(yàn)，每個實(shí)驗(yàn)3個學(xué)時，共計48個學(xué)時。這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的具體安排、操作規(guī)范與安全教育都是任課教師通過實(shí)驗(yàn)緒論課告知學(xué)生，并要求學(xué)生嚴(yán)格按緒論課上的規(guī)范執(zhí)行的。

2020-2021學(xué)年，根據(jù)學(xué)校的要求和部署，針對以往大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論課線下教學(xué)時間短、學(xué)生不易掌握的缺點(diǎn)，決定利用互聯(lián)網(wǎng)線上教學(xué)的優(yōu)勢，在學(xué)校超星泛雅平臺上創(chuàng)建大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論的門戶課程，并構(gòu)建了9個教學(xué)章節(jié)，如圖1所示。

圖1 超星學(xué)習(xí)通平臺上大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論課教學(xué)任務(wù)的發(fā)布

采用EV錄屏軟件，一邊打開教學(xué)PPT，一邊講解，將教學(xué)視頻錄制好，然后通過教學(xué)視頻的方式上傳至超星學(xué)習(xí)通平臺上，如圖1所示，形成學(xué)習(xí)任務(wù)點(diǎn)，并設(shè)置學(xué)習(xí)時長，然后按照學(xué)生上課時間節(jié)點(diǎn)定時發(fā)布。

學(xué)生參照課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求，在規(guī)定時間內(nèi)完成課堂簽到、自主學(xué)習(xí)、問答教師提出的問題、完成教師發(fā)布的作業(yè)。

對我校生物與環(huán)境學(xué)院2020級學(xué)生開展了線上教學(xué)的試點(diǎn)，要求學(xué)生在進(jìn)實(shí)驗(yàn)室之前，必須完成大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論3個學(xué)時的線上學(xué)習(xí)，否則不允許其進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。從教師管理后臺的數(shù)據(jù)，即圖2反饋的數(shù)據(jù)可以看出：幾乎所有的學(xué)生都觀看了相應(yīng)的教學(xué)視頻，完成度為96-100%，最高反芻比為241.15%，即有學(xué)生反復(fù)2.5次觀看了線上的視頻，這也說明了線上的教學(xué)視頻具有線下課堂教學(xué)所不具備的移動性、便捷性、可以被學(xué)生多次學(xué)習(xí)的優(yōu)勢。

除了統(tǒng)計學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論的整體效果之外，還可以通過超星學(xué)習(xí)通平臺的后臺數(shù)據(jù)，及時了解某個學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，并給予針對性的提醒和指導(dǎo)。例如，圖3是某同學(xué)學(xué)習(xí)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論的簽到、觀看教學(xué)視頻、完成作業(yè)的情況，從圖中反饋的數(shù)據(jù)可以看出該同學(xué)學(xué)習(xí)動力不足，學(xué)習(xí)是被動的，常常落后其他同學(xué)，作業(yè)也經(jīng)常不完成。因此教師需要給予他及時的提醒和警示，督促他趕上學(xué)習(xí)進(jìn)度，及時完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

圖2 全體學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論的完成率統(tǒng)計

圖3 某學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論的情況

最后，根據(jù)學(xué)生線上學(xué)習(xí)的簽到、學(xué)習(xí)時長、完成作業(yè)的情況，綜合評定了學(xué)生的成績，并將其作為最終實(shí)驗(yàn)成績的20%，這也迫使學(xué)生更加重視線上的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)效果。通過對試點(diǎn)班級緒論課的線上教學(xué)，在后面的線下實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)現(xiàn)：學(xué)生學(xué)完線上的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論后，在做力學(xué)和熱學(xué)實(shí)驗(yàn)時，會更加關(guān)注系統(tǒng)誤差的來源，在做電學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)時也會常常討論如何避免隨機(jī)誤差。特別是當(dāng)部分學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、計算絕對誤差和相對誤差遇到困難時，也常常會打開手機(jī)、平板電腦等移動設(shè)備，主動觀看和查閱超星平臺上大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論的相關(guān)視頻。

3 結(jié) 語

2020-2021學(xué)年，在部分理工科學(xué)生中開展了基于超星平臺的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論課的線上教學(xué)與實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)這種移動式的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段有助于解決傳統(tǒng)課堂教學(xué)手段單一、學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏主動性、課程不能被反復(fù)學(xué)習(xí)等缺點(diǎn)；有助于教師及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)、興趣和想法，并為教師針對不同學(xué)生采用不同的教學(xué)方式提供了一定的數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)。當(dāng)然，基于超星平臺的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論的線上教學(xué)也存在一些不足：例如線上的數(shù)據(jù)只能反映大多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，并不能完全客觀準(zhǔn)確地反映每個學(xué)生真實(shí)的學(xué)習(xí)效果。因此，線上的實(shí)驗(yàn)緒論課教學(xué)不能完全取代線下的課堂教學(xué)，只能作為傳統(tǒng)課堂教學(xué)有益的補(bǔ)充。