基于大學(xué)物理課程線上線下混合教學(xué)模式的探索與實(shí)踐

韋露，李偉偉，趙新生

（江蘇師范大學(xué) 物理與電子工程學(xué)院，江蘇 徐州）

隨著科技的進(jìn)步和生產(chǎn)力的發(fā)展，以及復(fù)雜的社會(huì)環(huán)境差異，全面深化教育教學(xué)改革依然面臨巨大的挑戰(zhàn)。但在教學(xué)改革中，其核心要素不能變。在教育部頒布的《關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實(shí)施意見》中指出，課程是人才培養(yǎng)的核心要素，其實(shí)施過程中應(yīng)遵循以“學(xué)生為中心”的教育理念[1-3]。在當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)高度發(fā)達(dá)的時(shí)代，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的教學(xué)模式為教育教學(xué)改革開辟了一條新的途徑，并受到了國內(nèi)外教育工作者的廣泛關(guān)注[4-5]。近年來，基于“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的線上線下混合教學(xué)研究已取得了新的進(jìn)展，有望成為一種新的教學(xué)模式。這種線上線下混合教學(xué)模式改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式在教與學(xué)上的時(shí)間和空間限制，使之在培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究意識(shí)等方面起到了積極作用[6-8]。

尤其在2020年初，一場突如其來的新冠肺炎疫情席卷全球，使傳統(tǒng)課堂教學(xué)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因疫情防控要求，學(xué)生無法正常返校學(xué)習(xí)。為此，教育部頒布了《關(guān)于在疫情防控期間做好普通高等學(xué)校在線教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見》，該《意見》對疫情期間普通高等學(xué)校的在線教學(xué)組織與管理工作提供了指導(dǎo)思想。在該《意見》的指導(dǎo)下，普通高等學(xué)校的廣大師生均經(jīng)歷了多次的線上教學(xué)活動(dòng)，對線上教學(xué)有了新的認(rèn)識(shí)，且認(rèn)同度也有了大幅地提升。然而，由于疫情事件的突發(fā)性和時(shí)間緊迫性，目前大多數(shù)的線上教學(xué)依然存在諸多問題[9]。例如，有的線上教學(xué)僅僅是上傳錄播視頻或者使用在線教學(xué)課程等相關(guān)教學(xué)資料提供學(xué)生自主學(xué)習(xí)，在整個(gè)教學(xué)過程中教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)缺乏有效引導(dǎo)；甚者有的直接通過“直播”的方式把傳統(tǒng)的線下教學(xué)簡單地“搬到”線上，這種模式無法發(fā)揮出線上教學(xué)的優(yōu)勢。因此，如何更有效地利用現(xiàn)代信息技術(shù)和優(yōu)質(zhì)的在線課程及教學(xué)資源，通過線上線下教學(xué)優(yōu)勢互補(bǔ)，構(gòu)建一種新型的“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式是廣大一線教育工作者需要探究和思考的問題。

本文基于大學(xué)物理課程探索一種以“學(xué)生為中心”的、具有自主學(xué)習(xí)動(dòng)力和創(chuàng)新能力的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”混合教學(xué)模式，以“教學(xué)內(nèi)容”和“教學(xué)模式”為抓手，進(jìn)一步深化線上線下混合教學(xué)模式改革，建立一種適用于大學(xué)物理或者其他理工科課程的上線下混合教學(xué)模式。

一 線上線下混合式教學(xué)的實(shí)踐意義

本文基于現(xiàn)代教育技術(shù)的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”混合式教學(xué)模式，通過線上線下相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)在線課程和課堂教學(xué)的優(yōu)勢互補(bǔ)。與單一的線上課程相比，在混合式教學(xué)模式中教師具有更強(qiáng)的引導(dǎo)和監(jiān)督作用，使學(xué)生完成課程學(xué)習(xí)的程度大幅提高，提升教學(xué)質(zhì)量。此外，采用混合式教學(xué)模式，教師可根據(jù)上課內(nèi)容和學(xué)生情況自主地選擇合適的教學(xué)資源作為線上教學(xué)內(nèi)容，在一定程度上降低了教學(xué)過程的成本。另一方面，教師還可以根據(jù)學(xué)生線上學(xué)習(xí)的反饋信息，進(jìn)一步改進(jìn)課堂教學(xué)內(nèi)容和方法。此外，在混合式教學(xué)模式中教師亦可引入與傳統(tǒng)課堂類似的實(shí)踐環(huán)節(jié)，增強(qiáng)學(xué)生多維度的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，有效改善教學(xué)效果。簽于此，本文以《大學(xué)物理》課程教學(xué)為研究對象，基于現(xiàn)代信息技術(shù)的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”混合式教學(xué)模式，開展線上線下混合教學(xué)模式的設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究。本線上線下混合教學(xué)模式的成功實(shí)施將可借鑒應(yīng)用于其他理工科本科生課程，具有重大的研究價(jià)值和實(shí)踐意義。

二 線上線下混合教學(xué)模式設(shè)計(jì)

本文應(yīng)用“雨課堂”現(xiàn)代信息技術(shù)，開展《大學(xué)物理》線上線下混合教學(xué)模式設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究。所設(shè)計(jì)的線上線下混合教學(xué)模式如圖1所示，主要由5個(gè)部分構(gòu)成，即學(xué)生線上學(xué)習(xí)、問題收集反思、課堂學(xué)習(xí)討論、線下學(xué)習(xí)實(shí)踐和學(xué)習(xí)效果評價(jià)。

圖1 線上線下混合教學(xué)模式的設(shè)計(jì)示意圖

本文以大學(xué)物理中的“角動(dòng)量守恒定律”章節(jié)為例，各教學(xué)環(huán)節(jié)具體設(shè)計(jì)如下：

（一） 學(xué)生線上學(xué)習(xí)

該環(huán)節(jié)為課前學(xué)習(xí)，學(xué)生通過“雨課堂”智慧教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行線上學(xué)習(xí)，完成教師安排的課前學(xué)習(xí)內(nèi)容。在這一環(huán)節(jié)中，教師通過“雨課堂”教學(xué)平臺(tái)，按照學(xué)生情況分成不同層次的學(xué)習(xí)小組，對個(gè)小組分別推送相應(yīng)難度的學(xué)習(xí)任務(wù)和預(yù)習(xí)內(nèi)容；要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)預(yù)習(xí)角動(dòng)量守恒定律內(nèi)容，回答提出的相關(guān)問題。例如，①為什么跳水運(yùn)動(dòng)員在空中旋轉(zhuǎn)時(shí)總是身體蜷曲，入水時(shí)又打開？②花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員以及芭蕾舞演員在旋轉(zhuǎn)時(shí)為什么總是收攏四肢而不是舒展身體？等問題。推送線上學(xué)習(xí)資料可以以課件、視頻、題目、語音等形式構(gòu)成，并與各大慕課平臺(tái)等網(wǎng)絡(luò)資源無縫對接。

（二） 問題收集反思

問題收集與反思貫穿于課前、課上和課后等教學(xué)過程。教師根據(jù)每個(gè)章節(jié)的知識(shí)內(nèi)容設(shè)置測試題、問題等，編輯成課件并適時(shí)發(fā)布。教師可以通過“雨課堂”的即時(shí)評價(jià)和數(shù)據(jù)報(bào)表功能，根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和反饋功能全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，反思教學(xué)效果，進(jìn)一步提煉重難點(diǎn)，及時(shí)制定有效的教學(xué)策略。特別是，在授課過程中學(xué)生可以利用“雨課堂”的彈幕功能發(fā)送彈幕，對自己所學(xué)知識(shí)進(jìn)行及時(shí)反饋。例如，角動(dòng)量守恒的條件究竟是外力矩為零還是外力矩的沖量為零？教師則可以實(shí)時(shí)收集學(xué)生的疑問，根據(jù)反饋的信息及時(shí)調(diào)整講解側(cè)重點(diǎn)。此外，展開討論或隨堂小測驗(yàn)，結(jié)合獎(jiǎng)勵(lì)功能，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和參與性，增強(qiáng)師生互動(dòng)。

（三） 課堂學(xué)習(xí)討論

在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中，學(xué)生通過“雨課堂”掃碼或邀請碼進(jìn)行隨堂簽到，便捷高效，既節(jié)約時(shí)間，又能有效提高出勤率。在授課時(shí)，教師以角動(dòng)量守恒的實(shí)例引入課題，回顧角動(dòng)量定義，并從定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的角動(dòng)量定理出發(fā)，總結(jié)出角動(dòng)量守恒定律的條件，引導(dǎo)學(xué)生理解定律的內(nèi)容以及物理意義。由于角動(dòng)量概念及其相關(guān)規(guī)律較為抽象，僅依靠課堂講述，難以讓更多的學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)理解消化。授課時(shí)，可進(jìn)一步借助“雨課堂”的視頻接入功能，例如以我國花樣滑冰名將參加國際大賽的精彩片段為例，吸引學(xué)生的注意力，使物理圖像更加生動(dòng)形象，物理規(guī)律更加明確清晰。

（四） 線下學(xué)習(xí)實(shí)踐

學(xué)好大學(xué)物理，不僅需要抽象的模型構(gòu)建能力，也需要數(shù)學(xué)計(jì)算能力，因此學(xué)生通常會(huì)有各種疑難和困惑。教師可以按照學(xué)生群體的層次差異，提供有區(qū)分度的課后復(fù)習(xí)資料，學(xué)生完成之后通過附件、拍照、錄音等功能提交反饋。例如，引導(dǎo)學(xué)生借助多種實(shí)例進(jìn)一步加深理解角動(dòng)量守恒定律的物理意義和普適性，指出角動(dòng)量守恒定律適用于大至天體、小至粒子的一切轉(zhuǎn)動(dòng)問題。可以以工程技術(shù)上飛輪嚙合以及天體運(yùn)動(dòng)中星體旋轉(zhuǎn)等為例，設(shè)置練習(xí)題，旨在進(jìn)一步了解學(xué)生對角動(dòng)量守恒定律的理解和掌握程度。課后測試不僅是對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的總結(jié)、反思和檢測，也對教師及時(shí)調(diào)整和完善教學(xué)策略有重要的參考和借鑒意義。

（五） 學(xué)習(xí)效果評價(jià)

課前：學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中可以通過“雨課堂”的問題欄功能提出問題，或借助菜單中的“不懂”功能標(biāo)記出疑難。教師根據(jù)“雨課堂”即時(shí)評價(jià)和數(shù)據(jù)報(bào)表功能，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和反饋功能進(jìn)行摸底，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，提煉重難點(diǎn)，及時(shí)制定有效的教學(xué)策略。

課中：利用“雨課堂”的彈幕功能，學(xué)生通過發(fā)送彈幕對所學(xué)知識(shí)進(jìn)行及時(shí)反饋。例如，角動(dòng)量守恒的條件究竟是外力矩為零還是外力矩的沖量為零？教師可以實(shí)時(shí)收集學(xué)生的疑問，根據(jù)反饋的信息及時(shí)調(diào)整講解側(cè)重點(diǎn)。

課后：學(xué)生可以充分利用碎片時(shí)間，隨時(shí)通過“雨課堂”智慧教學(xué)平臺(tái)回顧課件內(nèi)容，根據(jù)課前或課中標(biāo)記的“不懂”提示，以點(diǎn)串線，以線鋪面，循序漸進(jìn)地深化對知識(shí)點(diǎn)的理解，構(gòu)建完整的知識(shí)框架。通過“雨課堂”智慧教學(xué)平臺(tái)，師生還可以隨時(shí)在線溝通，因“人”施教，解決學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差異性帶來的教學(xué)困難，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教。

三 線上線下混合教學(xué)過程實(shí)踐

本文以“角動(dòng)量守恒定律”章節(jié)為例，淺淡基于“雨課堂”智慧教學(xué)平臺(tái)所設(shè)計(jì)的線上線下混合教學(xué)模式的具體實(shí)踐過程。本章節(jié)的具體教學(xué)過程如圖2所示。

圖2 線上線下混合教學(xué)模式的教學(xué)過程示意圖

線上線下混合教學(xué)過程包括課前、課中和課后三個(gè)環(huán)節(jié)。在這三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師和學(xué)生的具體實(shí)踐活動(dòng)歸納總結(jié)于圖3中。

圖3 課前、課中和課后環(huán)節(jié)中教師和學(xué)生的具體實(shí)踐活動(dòng)

（一） 課前環(huán)節(jié)

教師通過“雨課堂”的推送功能把課前的學(xué)習(xí)資源推送給學(xué)生，并要求學(xué)生按照規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。例如：跳水、花樣滑冰等視頻推送給學(xué)生，并要求學(xué)生思考問題，如為什么跳水運(yùn)動(dòng)員在空中旋轉(zhuǎn)時(shí)總是身體蜷曲，入水時(shí)又打開？花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員以及芭蕾舞演員在旋轉(zhuǎn)時(shí)為什么總是收攏四肢而不是舒展身體？教師還可以通過“雨課堂”收集學(xué)生反饋信息，批閱學(xué)生的預(yù)習(xí)報(bào)告，歸納整理在預(yù)習(xí)過程的問題，及時(shí)更新問題庫。

學(xué)生接收到教師推送的預(yù)習(xí)通知后，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)入“雨課堂”接收下載預(yù)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)資料，并按照要求預(yù)習(xí)推送內(nèi)容，如通過觀看教師錄制的微課程、教學(xué)動(dòng)畫、視頻等教學(xué)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，解答預(yù)習(xí)中老師布置的測試題或問題，完成預(yù)習(xí)任務(wù)。

（二） 課中環(huán)節(jié)

利用PPT多媒體的“雨課堂”模式教學(xué)。學(xué)生通過微信掃碼進(jìn)入“雨課堂”。課中，教師使用“雨課堂”進(jìn)行教學(xué)，通過“雨課堂”的視頻接入功能播放教學(xué)慕課視頻或網(wǎng)絡(luò)視頻；教師根據(jù)學(xué)生課堂推導(dǎo)情況進(jìn)行歸納總結(jié)，引出角動(dòng)量定理，并給出定理推導(dǎo)推；送課堂測試題，并通過“雨課堂”的即時(shí)評價(jià)和數(shù)據(jù)報(bào)表功能，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，反思教學(xué)效果。最后教師總結(jié)并布置課后作業(yè)。

（三） 課后環(huán)節(jié)

學(xué)生進(jìn)入“雨課堂”智慧教學(xué)平臺(tái)并按照要求完成章節(jié)測試以及課后作業(yè)，亦可通過提問功能提出感興趣的問題。教師通過“雨課堂”收集學(xué)生反饋問題并在線解答，更新問題庫。

四 結(jié)語

基于線上線下混合教學(xué)模式，運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法和小組合作探究法，實(shí)現(xiàn)了以“學(xué)生為中心”的、具有自主學(xué)習(xí)動(dòng)力和創(chuàng)新能力的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”混合教學(xué)模式。該教學(xué)模式能夠培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，克服依賴心理，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力及創(chuàng)造力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。所設(shè)計(jì)的線上線下混合式教學(xué)模式對教學(xué)改革具有重要的研究意義和實(shí)踐價(jià)值：①豐富教學(xué)資源，激發(fā)學(xué)生興趣；②提升學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)思維能力；③促進(jìn)師生互動(dòng)性，滿足個(gè)性化學(xué)習(xí)。