疫情下線上普通物理課程建設(shè)與實(shí)踐

王 皓，張 穎，杜明潤

(中國民航大學(xué) 理學(xué)院，天津 300300)

2019年底突然發(fā)生的新型冠狀病毒肺炎疫情，促使全中國甚至全球范圍內(nèi)的教育方式都發(fā)生了翻天覆地的變化[1]。自2020年春季學(xué)期開始，相繼開展實(shí)施了網(wǎng)絡(luò)授課的線上教育模式。這對全新的教育模式來說，不僅是一項(xiàng)任務(wù)艱巨的挑戰(zhàn)，更是時(shí)代賦予教育改革的一個(gè)機(jī)遇，并且將來一定會在某種程度上影響傳統(tǒng)的線下教育模式。疫情結(jié)束后，盡管還會回到過去師生共處一個(gè)教室，線下授課的傳統(tǒng)課堂；但將會從多元的視角，全新的理念，更深層次的擴(kuò)展現(xiàn)代教育模式，對未來先進(jìn)的教育改革手段也將更加包容且更有信心。為了響應(yīng)教育部疫情期間“停課不停教，停課不停學(xué)”的指導(dǎo)方針，以及學(xué)校對新學(xué)期實(shí)施線上授課的全面部署和要求，本學(xué)期普通物理課程也將充分利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)信息化等技術(shù)，以線上教學(xué)為主的方式進(jìn)行授課。文章將從普通物理線上教學(xué)的前期準(zhǔn)備、實(shí)施方式、教學(xué)過程中存在的問題以及如何以學(xué)生為中心提高線上教學(xué)效果等方面進(jìn)行研究，并對課程思政在普通物理中的融入進(jìn)行討論與實(shí)踐。

1 普通物理線上教學(xué)的前期準(zhǔn)備

1.1 線上班級組建

在傳統(tǒng)線下課堂，老師和學(xué)生只需按時(shí)進(jìn)入教室即可進(jìn)行授課與學(xué)習(xí)。為了保障線上課程的運(yùn)行和學(xué)生的日常管理，線上班級的建立是非常有必要的。通過以下措施保證所有學(xué)生都進(jìn)入班級正常上課，一個(gè)都不能少！首先，通過知到APP教師版來建立線上普通物理課程，并將學(xué)生學(xué)號姓名等信息導(dǎo)入課程中，向本班學(xué)生發(fā)出邀請；然后，學(xué)生登錄學(xué)生版知到APP接受邀請即可成功入課。在建立好線上班級之后，及時(shí)通知所有學(xué)生進(jìn)行教學(xué)軟件的熟悉和適用，確保師生雙方在整個(gè)線上教學(xué)過程中不會受到操作上的不良影響。

1.2 直播技能提高

教學(xué)方式由線下轉(zhuǎn)為線上，教師面對的不再是黑板而是電腦，手里拿著不再是粉筆，而是鼠標(biāo)和鍵盤。這就要求教師找到通過網(wǎng)絡(luò)與學(xué)生溝通的有效互動方式。在直播課中，教師看不到學(xué)生，學(xué)生看不到老師，雙方共享的只有一塊展示PPT的屏幕。因此，要保證課堂教學(xué)質(zhì)量，教師就需要有主人翁意識，將自己看成是主播的身份，通過使用恰當(dāng)且適度的網(wǎng)絡(luò)直播過程中的一些常用詞匯給學(xué)生帶來新鮮感和吸引力。從而使上課方式由觀看一塊靜態(tài)的屏幕變成活躍動態(tài)的互動課堂，學(xué)生的上課積極性提高了，注意力集中了，參與度提高了，上課效率也會得到相應(yīng)的顯著提高。

2 線上教學(xué)實(shí)施方式

在確定本學(xué)期將按照計(jì)劃開學(xué)時(shí)間進(jìn)行線上授課后，教研室老師主動出擊積極配合，整合已有的優(yōu)質(zhì)線上課程資源和教學(xué)平臺，制定了適用于我校普通物理線上課程的教學(xué)方案。普通物理線上課程的教學(xué)模式采用的是學(xué)生自主學(xué)習(xí)國家級精品課程和老師開展網(wǎng)絡(luò)直播相結(jié)合的方式[2]。由于我校本課程的教學(xué)教材使用的是東南大學(xué)馬文蔚主編的《物理學(xué)》，因此,選用了與此教材相配套的東南大學(xué)的國家級精品課程。該網(wǎng)絡(luò)精品課程的教學(xué)視頻，PPT電子課件，作業(yè)題等等資源非常豐富，并與普通物理課程的內(nèi)容設(shè)置，教學(xué)進(jìn)度等都非常符合。直播軟件選擇的是釘釘，主要從三個(gè)角度進(jìn)行考慮：一是學(xué)生大多都有安裝使用過釘釘，操作較為熟練；二是釘釘直播較其它直播軟件如騰訊會議的優(yōu)點(diǎn)是可以隨時(shí)進(jìn)行直播回放；三是釘釘直播后臺數(shù)據(jù)可以直接觀測到學(xué)生的聽課時(shí)長，可以有效防止學(xué)生只花一分鐘簽到就離開不聽課的情況發(fā)生。從釘釘統(tǒng)計(jì)的聽課時(shí)間數(shù)據(jù)來看，98%的同學(xué)會進(jìn)入直播間聽課，93%的同學(xué)聽課時(shí)間在1個(gè)小時(shí)以上，極少數(shù)由于網(wǎng)絡(luò)原因未能按時(shí)聽課的學(xué)生可以通過觀看直播回放的方式自我補(bǔ)充。相較于線下授課點(diǎn)名抽查出勤，線上數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)覆蓋度更高更加直觀明了，且會對學(xué)生起到良好的督促作用，線上出勤率和聽課率均高于線下授課。

響應(yīng)學(xué)校關(guān)于線上授課的指導(dǎo)，利用智慧樹平臺構(gòu)建課程，并在課程資源中上傳了課程相關(guān)的電子教材，教學(xué)視頻，教學(xué)課件，教學(xué)大綱等文件。在上課的90分鐘里，學(xué)生觀看精品課程約70分鐘，剩余20分鐘由老師進(jìn)行知識點(diǎn)的總結(jié)歸納和重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，總體呈現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，教師直播總結(jié)為輔的教學(xué)模式。但是，在之后的學(xué)習(xí)情況調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生并不喜歡這種枯燥單一互動性不強(qiáng)的上課方式，并不能帶來較好的教學(xué)效果。本著以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，切換為以教師釘釘直播為主，精品課資源為輔的教學(xué)模式。課上90分鐘老師直播進(jìn)行內(nèi)容講解和互動問答，線上精品課資源留給學(xué)生課下補(bǔ)充和擴(kuò)展。此授課方式得到了學(xué)生的廣泛認(rèn)可，即完成了計(jì)劃的教學(xué)內(nèi)容，又給了學(xué)生接觸高水平教學(xué)資源的機(jī)會，并以此授課模式一直進(jìn)行下去。

3 以學(xué)生為中心，提高線上教學(xué)效果

3.1 線上教學(xué)遇到的問題

線上教育模式是一把雙刃劍，可以為師生在疫情特殊時(shí)期提供全新教學(xué)方式。并且從線上教育資源角度來看，內(nèi)容豐富，形式多樣。從我校新工科建設(shè)的大背景上來看，新工科在工程教育改革的基礎(chǔ)之上，強(qiáng)調(diào)各學(xué)科之間的交叉融合，注重培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力、批判性思維、交流溝通與開拓創(chuàng)新的能力[3]。如果學(xué)生能夠自覺地對這些教育資源進(jìn)行有效整合和充分的利用，一定會在以上能力的培養(yǎng)方面受益匪淺。線上教育給予方便的同時(shí)也會帶來很多授課或管理上較難解決的問題?；谝粋€(gè)學(xué)期的線上教學(xué)體會，遇到的主要問題有如下幾點(diǎn)。

(1)在傳統(tǒng)線下課堂，教師可以隨時(shí)觀測到整個(gè)班級學(xué)生的狀態(tài)，從學(xué)生的表情眼神等都可以反映出對知識的接受程度，從而實(shí)時(shí)調(diào)整自己的授課進(jìn)度和內(nèi)容。線上授課的不足之處就在于無法感知學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，無法知道學(xué)生是以什么樣的姿勢什么樣的態(tài)度在聽課；且較難實(shí)時(shí)地了解學(xué)生對知識的接受程度，甚至學(xué)生在聽課過程中做一些與學(xué)習(xí)無關(guān)的行為都無法進(jìn)行約束。

(2)在直播課程中，學(xué)生遇到聽不懂的問題時(shí)需要在評論區(qū)打字，物理上的許多問題尤其涉及到物理量或公式的推導(dǎo)，很難用文字表述。并且考慮到師生間聲音畫面具有一定的延遲性，經(jīng)常出現(xiàn)老師已經(jīng)在進(jìn)行下一環(huán)節(jié)的講解，學(xué)生還在問上一小節(jié)的問題，使得整個(gè)線上授課過程進(jìn)行的不是非常有序，因此需要在時(shí)間安排上進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

(3)物理課程的學(xué)習(xí)離不開例題和作業(yè)題的演算，作業(yè)在物理課程中是較為重要的一環(huán)，且與期末考試題有一定的相關(guān)性，是否認(rèn)真做作業(yè)很大程度上決定了期末的考試成績。目前采用的是釘釘軟件中的家校本進(jìn)行作業(yè)收集與批改，家校本可以直觀全面的看到學(xué)生的交作業(yè)情況，對學(xué)生交作業(yè)起到較重要的督促作用。從釘釘?shù)慕y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，共收過7次作業(yè)，交作業(yè)的人數(shù)平均達(dá)95%以上，遠(yuǎn)高于線下只有近85%的交作業(yè)人數(shù)比例。

3.2 以學(xué)生為中心，提高線上教學(xué)效果

基于以上線上教學(xué)過程中遇到的種種問題，教師需要從上課、答疑解惑、作業(yè)等途徑全方位敦促和幫助學(xué)生，以學(xué)生為中心，翔實(shí)線上教學(xué)過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，最終保證教學(xué)質(zhì)量，提高線上教學(xué)效果。為此，本學(xué)期線上教學(xué)過程中主要采取了如下解決措施。

(1)以學(xué)生為中心，為了保證學(xué)生線上的聽課質(zhì)量，將授課內(nèi)容按知識點(diǎn)進(jìn)行分塊，每講完一塊內(nèi)容，暫停并及時(shí)征求學(xué)生在評論區(qū)進(jìn)行反饋，是否聽懂和消化吸收，對不懂的問題重新進(jìn)行講解。讓學(xué)生帶著疑惑繼續(xù)進(jìn)行下去，只會影響后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。然后，再設(shè)置一到兩道較為簡單的選擇題請學(xué)生限時(shí)作答。一方面可以檢驗(yàn)學(xué)生上課是否認(rèn)真聽講，另一方面通過一個(gè)簡單的師生互動可以不斷地吸引學(xué)生的注意力，提高聽課效率。此外，由于小題設(shè)置的較為簡單，也可以大大地提高學(xué)生的自信心和學(xué)習(xí)的積極主動性。在課程結(jié)束后課下學(xué)生需要答疑時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生在群內(nèi)相互答疑、相互幫助，促進(jìn)思維的碰撞和知識的融會貫通[4]。

(2)以學(xué)生為中心，為了保證學(xué)生不走神不中途翹課，上課90分鐘持續(xù)保持較好的聽課狀態(tài)，我會在上課過程中對重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，并要求學(xué)生手寫記錄筆記。在本次課程結(jié)束后，即刻抽點(diǎn)兩位同學(xué)將筆記拍照到班級群進(jìn)行檢查。如此一來，學(xué)生需要整節(jié)課都全神貫注，才不會錯(cuò)過每一個(gè)重點(diǎn)的筆記記錄。并且從短期來看可以對本節(jié)課知識點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)和鞏固，從長遠(yuǎn)角度看，學(xué)生將每一節(jié)課的重點(diǎn)都記錄下來，最后合在一起即為本課程的全部重點(diǎn)內(nèi)容，在期末復(fù)習(xí)時(shí)將更有側(cè)重性更加得心應(yīng)手，還可免去期末不知所措強(qiáng)烈要求老師劃重點(diǎn)的尷尬場面發(fā)生。

(3)以學(xué)生為中心，保證作業(yè)相關(guān)知識點(diǎn)的消化吸收和自主完成情況。線下教室的習(xí)題課，教室可以在黑板上進(jìn)行一步步詳細(xì)的演算，并且寫完后會在黑板上存留一定時(shí)間供接受力較差的同學(xué)回味消化。在線上習(xí)題課中，老師進(jìn)行實(shí)時(shí)詳細(xì)的分步解答速度過慢，且屏幕大小有限需不斷切換。因此，我將詳細(xì)答案寫在習(xí)題冊上，進(jìn)行拍照利用掃描全能王APP處理后形成非常清晰的印刷版習(xí)題詳解PDF文件，在習(xí)題課過程中僅需利用畫筆在PDF上勾出關(guān)鍵內(nèi)容即可。在習(xí)題課完畢后將詳解PDF文件上傳至群文件，學(xué)生可隨時(shí)下載進(jìn)行參考。

3.3 成果導(dǎo)向教育(OBE)分析

由于目前本人僅帶過兩屆學(xué)生，第一屆尚處于大二年級，無法從學(xué)生從事工作崗位等層面多元化的進(jìn)行成果導(dǎo)向分析。因此，只能以相對短期內(nèi)的期末考試成績做為成果，反過來分析教學(xué)效果的優(yōu)劣性。本學(xué)期普通物理班級共123人，不及格人數(shù)12人，不及格率9.8%，遠(yuǎn)低于前兩個(gè)學(xué)期超過25%的掛科率。因此，從期末成績來看，本學(xué)期線上物理課程的教學(xué)效果得到了顯著提升，側(cè)面反映了以學(xué)生為中心，進(jìn)行課程建設(shè)，提高教學(xué)效果的有效性。

4 普通物理課程思政

本課程思政主要的設(shè)計(jì)思路是在學(xué)生課程學(xué)習(xí)同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生從唯物的、辯證的角度去看待科學(xué)問題，培養(yǎng)學(xué)生的大國自信和家國情懷，以及積極探索、勇攀高峰的精神，從而落實(shí)習(xí)主席立德樹人的目標(biāo)要求[5,6]。目前，基于以上課程思政設(shè)計(jì)思路對思政元素進(jìn)行挖掘，構(gòu)建了由50多個(gè)思政元素構(gòu)成的“普通物理課程思政元素庫”，確保不生搬硬套，不強(qiáng)詞奪理，達(dá)到潤物無聲，積極向上的教育效果，從而使學(xué)生引起共鳴，樹立發(fā)奮圖強(qiáng)和勇于攀登的科學(xué)精神。通過對知識點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致的分析和梳理，以兩個(gè)例子作為說明課程思政的融入，思政元素與課程內(nèi)容的結(jié)合情況簡述

4.1 唯物主義世界觀

物理學(xué)是建立在唯物主義和嚴(yán)密的邏輯思維體系基礎(chǔ)上的，且必須遵守自然規(guī)律的學(xué)科。在學(xué)習(xí)物理過程中，可以進(jìn)行猜想，但不可以無實(shí)驗(yàn)或理論依據(jù)的瞎想。因此，可以在課程內(nèi)容中穿插一些重要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過程或相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)定律是如何一步步確定并產(chǎn)生的，如以原子內(nèi)部有核結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)為例，講授盧瑟福有核模型，有助于很好地培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的精神。

4.2 大國自信和家國情懷

目前普通物理課程所用教材相對較老，課程中理論為主，因此較少有涉及中國科學(xué)家的貢獻(xiàn)，容易使得學(xué)生產(chǎn)生中國科技落后的錯(cuò)覺。因此，需要在授課過程中選取合適的章節(jié)進(jìn)行課程思政，來突出中國科技發(fā)展的實(shí)力，弘揚(yáng)大國工匠精神，增加學(xué)生大國自信和榮譽(yù)感。例如：在講授剛體角動量守恒部分，與學(xué)生討論中國哪些領(lǐng)先世界的高科技產(chǎn)品可以看成只受有心力的剛體。給學(xué)生播放 “神州”系列載人航天飛船，“墨子”號量子通信衛(wèi)星等圖片并講述相關(guān)世界領(lǐng)先記錄，培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神，文化自信和民族自豪感。

5 結(jié) 語

文章從線上普通物理課程前期準(zhǔn)備、線上教學(xué)開展模式、以學(xué)生為中心，提高教學(xué)效果、課程思政的融入等方面進(jìn)行了實(shí)踐與探討。經(jīng)過一學(xué)期的普通物理線上授課之后，發(fā)現(xiàn)了許多線上授課過程中遇到的問題，并經(jīng)過探索得到了相應(yīng)的有效解決辦法，全面適應(yīng)并改善了線上普通物理課程的教學(xué)方式。本學(xué)期疫情環(huán)境下被迫進(jìn)行的大范圍線上教育必將對線下課程產(chǎn)生一定的影響。在今后的教學(xué)過程中，有待進(jìn)行教學(xué)改革研究的方向?yàn)榫€上線下混合教學(xué)模式在普通物理課程中的開展與應(yīng)用。要大膽嘗試多元化的教學(xué)手段，深化“以學(xué)生為中心”的教育理念，激發(fā)學(xué)生對普通物理課程的學(xué)習(xí)興趣，不斷提升普通物理過程的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)效果。