混合式教學(xué)在軍?！洞髮W(xué)物理》中的實(shí)踐與探究

范奕澤 林曉賀 苗琦 姚宏林 任武榮 竇志國 任元

關(guān)鍵詞： 大學(xué)物理 雨課堂 線上線下 混合式教學(xué)模式

中國人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊(duì)航天工程大學(xué)是一所培養(yǎng)航天指揮管理與工程技術(shù)人才的綜合性大學(xué)，大學(xué)物理課程以生長軍官高等教育人才培養(yǎng)方案為依據(jù)，以“夯實(shí)基礎(chǔ)、強(qiáng)調(diào)應(yīng)用、以學(xué)為主、提升能力”的現(xiàn)代教育思想為指導(dǎo)，以學(xué)生知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo)，全面優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，綜合運(yùn)用理論精講、習(xí)題討論、實(shí)驗(yàn)演示、問題牽引等教學(xué)方法，突出教師主導(dǎo)和學(xué)生主體地位，強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。課程內(nèi)容主要包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、振動與波動光學(xué)、相對論和量子力學(xué)。通過學(xué)習(xí)該課程，學(xué)生能夠獲得物理學(xué)的基本概念、基本理論、基本方法，能夠定量或半定量分析、解決相關(guān)物理問題，在理解物理概念、領(lǐng)悟物理規(guī)律、應(yīng)用物理原理過程中培育科學(xué)素養(yǎng)、探索精神和創(chuàng)新意識，為從事專業(yè)理論和技術(shù)工作奠定必要基礎(chǔ)。

雨課堂是清華大學(xué)和學(xué)堂在線共同推出的新型智慧教學(xué)解決方案，是教育部在線教育研究中心的最新研究成果，致力于快捷、無限地為所有教學(xué)過程提供數(shù)據(jù)化、智能化的信息支持[1-3]。雨課堂于2016 年開始面向全社會免費(fèi)開放，它的開放有效地推動了混合式教學(xué)模式的探索和推廣[4-5]，引領(lǐng)著一場全新的課堂革命，成為一線師生紛紛點(diǎn)贊的教學(xué)利器。利用雨課堂，教師可以輕松地把豐富的教學(xué)資源插入PPT，隨時隨地通過微信推送給學(xué)生，學(xué)生可利用彈幕、投稿、不懂等功能反饋?zhàn)约涸趯W(xué)習(xí)中碰到的具體問題[6-8]。為實(shí)時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，教師可根據(jù)教學(xué)需要實(shí)施快捷的課堂測驗(yàn)，具體題型設(shè)置包括客觀題、主觀題和投票題。學(xué)生可自主選擇回答問題的方式，比如上傳附件作答、上傳解題過程圖片或者是語音作答。隨機(jī)點(diǎn)名的功能更能體現(xiàn)課堂互動的隨機(jī)性，無形中給學(xué)生施以壓力，以更好地促進(jìn)學(xué)生更用心地去學(xué)習(xí)。實(shí)時可見的、全周期的教學(xué)數(shù)據(jù)分析，為教師進(jìn)行后續(xù)教學(xué)反思提供了有力的數(shù)據(jù)支撐?；旌鲜浇虒W(xué)沒有固定的模式，基于雨課堂的線上線下混合式教學(xué)模式因雨課堂方便快捷強(qiáng)大的功能而讓教與學(xué)釋放更多的能量。

傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題如下?！洞髮W(xué)物理》分上下兩冊，共計(jì)132 學(xué)時，課程內(nèi)容涵蓋力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、振動與波動光學(xué)、相對論和量子力學(xué)。首先，當(dāng)前面臨的最大矛盾是課時少而教學(xué)內(nèi)容多，教師為了趕進(jìn)度不得不在課堂上滿堂灌。而沒有提前做好預(yù)習(xí)工作的學(xué)生，習(xí)慣于跟著教師的思路走，很少真正地動腦去思考，教師留給學(xué)生的自由討論時間更是少之又少。學(xué)生容易陷入會解題就是掌握了具體知識點(diǎn)的誤區(qū)，這樣就違背了大學(xué)物理重在傳遞物理思想的初衷。其次，傳統(tǒng)教學(xué)模式的師生互動一般是教師提問，學(xué)生回答的單一模式，并且課堂上預(yù)留的互動時間往往比較短，學(xué)生很難在有限的時間內(nèi)進(jìn)行深入的思考。最后，該校學(xué)生來自全國不同的省份，他們在高中階段選學(xué)的物理課程不盡相同，這就導(dǎo)致他們原有的物理基礎(chǔ)知識儲備參差不齊，教師在傳統(tǒng)模式授課過程只能做到盡量兼顧大部分學(xué)生，少數(shù)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生可能需要更多的時間來接受消化新知識，久而久之，他們學(xué)習(xí)大學(xué)物理的積極性可能會受挫。

該文主要探討筆者在實(shí)施基于雨課堂的線上線下混合式教學(xué)過程中的具體教學(xué)設(shè)計(jì)，對混合式教學(xué)在軍校大學(xué)物理中的具體實(shí)踐進(jìn)行分析。

1 學(xué)情分析

鑒于學(xué)生必須儲備基礎(chǔ)的微積分知識，該校大學(xué)物理課程開設(shè)學(xué)期為本科學(xué)生的第二學(xué)期和第三學(xué)期，分別開設(shè)《大學(xué)物理》上冊和下冊內(nèi)容。其中上冊內(nèi)容包括力學(xué)和電磁學(xué)，共計(jì)70 學(xué)時。結(jié)合該校學(xué)生的就業(yè)實(shí)際與工作崗位需求，與上冊知識點(diǎn)相關(guān)的軍事應(yīng)用實(shí)例顯得尤為重要。例如：與相對運(yùn)動相關(guān)的魚雷攻擊運(yùn)動艦船的發(fā)射問題；與沖量、動量、動量定理相關(guān)的火箭加速過程；與磁場對運(yùn)動電荷作用相關(guān)的粒子束武器的基本原理；與電磁感應(yīng)定律、感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流相關(guān)的線圈炮的彈丸速度問題等。筆者在前幾輪次的教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對這些軍事應(yīng)用非常感興趣，但礙于課堂討論時間有限，每次都只能做些表面的淺顯的討論。該學(xué)期采用混合式教學(xué)模式，筆者選取了一些典型的軍事應(yīng)用實(shí)例，學(xué)生們根據(jù)自己的興趣選題，每個題目可供4～5 名學(xué)生選取，選取相同題目的學(xué)生自成一組。每個小組指派一名組長，組長負(fù)責(zé)組內(nèi)分工，組員們分頭查閱文獻(xiàn)資料、匯總各自的資料，最終形成文字性報告和演講匯報PPT，教師根據(jù)課程安排擇機(jī)抽取小組組員上臺匯報，此報告作為小組作業(yè)提交，并計(jì)入學(xué)生平時成績。

結(jié)合該校學(xué)生日常管理實(shí)際，他們不像地方大學(xué)生那樣，可以隨時隨地使用移動設(shè)備，所以他們的在線學(xué)習(xí)時間往往是集中的，這也造就了該校獨(dú)特的混合式教學(xué)模式。教師提前3 天把預(yù)習(xí)課件上傳發(fā)布，基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生就有了足夠的時間進(jìn)行預(yù)習(xí)。課上學(xué)生們集中在教室進(jìn)行線上學(xué)習(xí)，期間如果有疑問可以小組成員相互討論，也可以進(jìn)行組間交流，或者找教師討論。該模式保證了解答疑問的時效性，使學(xué)生的自主學(xué)習(xí)更加高效，這種特有的模式還能保證每名學(xué)生的有效學(xué)習(xí)時間，同時教師在線上學(xué)習(xí)時間進(jìn)課堂還能起到監(jiān)督督促的作用。

2 基于雨課堂的教學(xué)實(shí)踐

鑒于教師和學(xué)生都已經(jīng)接受了很多年的傳統(tǒng)教學(xué)模式的中學(xué)教育，混合式教學(xué)模式對教師和學(xué)生而言都不失為一種新的挑戰(zhàn)。教師在具體實(shí)施過程中需要花費(fèi)更多的時間和精力，學(xué)生則需要學(xué)習(xí)雨課堂、Xmind 等軟件的使用。所以，混合式教學(xué)模式理所當(dāng)然地成為鞭策教師和學(xué)生進(jìn)步的內(nèi)驅(qū)力。具體實(shí)施過程見圖1。

2. 1 課前自主學(xué)習(xí)

發(fā)布，題目答案不宜在提交后立即顯示，這樣可以避免有些學(xué)生渾水摸魚，抄襲別人的答案。預(yù)習(xí)課件一般控制在10 頁以內(nèi)，以免內(nèi)容過多引起學(xué)生的畏難心理。隨預(yù)習(xí)課件發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)單，即學(xué)生在完成自主學(xué)習(xí)后需要完成的具體任務(wù)和解決的具體問題。課前檢測題難度不宜過大，主要考察學(xué)生對基本的物理概念的理解。教師可以實(shí)時在移動端查看學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，包括觀看視頻的時長以及完成課前檢測題的情況。學(xué)生反饋問題的形式是多樣化的，可以在相應(yīng)頁面處點(diǎn)擊“不懂”，也可以給教師發(fā)送留言或彈幕。教師通過雨課堂反饋的課前預(yù)習(xí)情況，靈活調(diào)整課程授課內(nèi)容，真正做到每節(jié)課都是因材施教。

2. 2 課中交流學(xué)習(xí)

首先利用隨機(jī)點(diǎn)名功能隨意抽取一名同學(xué)上臺匯報本組的課前小組作業(yè)，一般是利用Xmind 做出的本次課的知識點(diǎn)和知識點(diǎn)關(guān)聯(lián)的思維導(dǎo)圖。此作業(yè)為小組完成，組員必須在認(rèn)真預(yù)習(xí)之后才能相互討論共同完成，雨課堂的隨機(jī)點(diǎn)名功能可監(jiān)督每名學(xué)生都必須參與進(jìn)來。教師在課前檢測題的錯題名單中隨意抽取學(xué)生上臺來講自己錯選了哪個選項(xiàng)、當(dāng)時的解題思路是什么，以及對正確答案的理解。此方式可督促學(xué)生在課前完成對基本概念的理解，也能督促學(xué)生主動交流討論。教師視情況選取一部分內(nèi)容精講或者串講，同時對重難點(diǎn)知識點(diǎn)附帶相應(yīng)測試題，通過雨課堂實(shí)時反饋的數(shù)據(jù)來判斷學(xué)生對重難點(diǎn)的掌握情況，以便隨時調(diào)整教學(xué)節(jié)奏。

此處以剛體力學(xué)部分的第一次課為例，預(yù)習(xí)課件里設(shè)置了對力矩概念理解的考察題。從學(xué)生回答的結(jié)果來看，此題錯誤率高達(dá)33.3%，說明學(xué)生對力矩的作用效果理解偏差比較大。力矩是該堂課新引入的物理概念，學(xué)生很容易把力矩與力的作用效果混為一談?；诖朔答仯處熢谑谡n過程中應(yīng)該著重強(qiáng)調(diào)力矩的定義及其作用效果，并注意區(qū)分力矩矢量和為零與力的矢量和為零這兩個截然不同的條件。

2. 3 課后研討學(xué)習(xí)

教師會在每次課后收到雨課堂的課堂報告，智能地反饋該次課的主客觀題完成情況，正確率和答題率一目了然。通過每次課學(xué)生的綜合排名，教師能夠精準(zhǔn)掌握個別優(yōu)秀和基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生名單，在后續(xù)學(xué)習(xí)過程中可以設(shè)置一對一幫扶的形式。學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況，課后也能隨時隨地查看課件，私信教師請教問題。軍事應(yīng)用實(shí)例選題作為除課堂作業(yè)之外的大作業(yè)，在小組分工協(xié)作完成的過程中，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的探索精神和團(tuán)隊(duì)合作精神，同時還挖掘了學(xué)生的創(chuàng)新潛能。

3 調(diào)查反饋

筆者在開展混合式教學(xué)的第七周利用問卷網(wǎng)對本教學(xué)班47 人開展了問卷調(diào)查，收到樣本數(shù)共計(jì)47 份。結(jié)果表明，學(xué)生普遍認(rèn)為傳統(tǒng)課堂與信息化課堂有必要結(jié)合，他們完全能接受在大學(xué)物理教學(xué)中開展線上線下混合式教學(xué)模式。其中高達(dá)82.98% 的學(xué)生更喜歡這種模式，主要原因可歸為以下幾類：（1）混合式教學(xué)模式能夠激發(fā)他們的學(xué)習(xí)積極性和主動性；（2）需要個人提交和小組提交的作業(yè)分別支持自主與合作式學(xué)習(xí)，無形中提升了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力；（3）視頻資源可隨時暫停，方便做筆記，如果有不懂的地方可倒回去多看幾次。學(xué)生也面臨一些問題，比如：個別學(xué)生對雨課堂平臺操作不太熟練，集中在課上完成線上學(xué)習(xí)的特有模式，造成個別基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)的時間緊迫等。

4 結(jié)語

基于筆者的教學(xué)實(shí)踐，目前在大學(xué)物理中開展的線上線下混合式教學(xué)是切實(shí)可行的，所依托的雨課堂平臺非常便于操作。但同時也面臨一些挑戰(zhàn)，比如教師的備課壓力增大了，為了幫助學(xué)生更好地理解知識重難點(diǎn)，教師要花費(fèi)更多的時間來進(jìn)行合理的教學(xué)設(shè)計(jì)，以體現(xiàn)混合式教學(xué)模式的特點(diǎn)和優(yōu)勢?！洞髮W(xué)物理》屬于比較難學(xué)的本科課程之一，對于一些基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，他們面臨的困難可能會加重，學(xué)習(xí)時長會延長。因此，后續(xù)還需要積極探索更高效更適合該校特色的混合式教學(xué)模式，以期在實(shí)踐中不斷改進(jìn)，在教與學(xué)中不斷積累、不斷成長。