基于雨課堂的“物理實(shí)驗(yàn)”混合式教學(xué)模式研究

摘?要：“物理實(shí)驗(yàn)”是一門理工科專業(yè)的必修課程。針對(duì)當(dāng)前“物理實(shí)驗(yàn)”教學(xué)中存在的問題，提出了一種基于雨課堂的混合式教學(xué)模式。教師建設(shè)好實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻和實(shí)驗(yàn)測(cè)試卷等線上教學(xué)資源，學(xué)生通過(guò)課前觀看實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻進(jìn)行預(yù)習(xí)，并通過(guò)課內(nèi)的測(cè)試來(lái)保證預(yù)習(xí)的有效性?；谟暾n堂的線上線下混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，適用于分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：雨課堂；物理實(shí)驗(yàn)；混合式教學(xué)

中圖分類號(hào)：G434

Research?of?"Physical?Experiment"?Blended?Teaching

Based?on?Rain?Classroom

Li?Chaoyang

School?of?Physics，Hangzhou?Normal?University?ZhejiangHangzhou?311121

Abstract："Physical?experiment"?is?a?professional?compulsory?course?for?science?and?engineering?major.We?introduced?a?blended?teaching?model?based?on?Rain?Classroom?for?current?physical?experiment?teaching.The?teachers?must?record?the?instructional?videos?and?prepare?the?test?papers?for?every?experiment.The?students?must?learn?the?experiment?by?watching?the?instructional?videos?before?class?and?take?the?experimental?test?in?class.The?blended?teaching?model?is?fit?to?the?group?experiments?and?can?improve?the?teaching?effectiveness.

Keywords：Rain?classroom；Physical?experiment；Blended?teaching

“物理實(shí)驗(yàn)”是物理、數(shù)學(xué)和臨床等專業(yè)的必修課程，是理工醫(yī)科學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后學(xué)習(xí)的第一門實(shí)驗(yàn)課［13］。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生要掌握螺旋測(cè)微器、示波器、讀數(shù)顯微鏡和分光計(jì)等基本儀器的使用，要掌握微小長(zhǎng)度、聲速、波長(zhǎng)和表面張力系數(shù)等基本物理量的測(cè)量［4］?！拔锢韺?shí)驗(yàn)”課程是后續(xù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，對(duì)后續(xù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)起著重要的引領(lǐng)作用。因此，如何提高“物理實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，一直是“物理實(shí)驗(yàn)”教師的重要研究?jī)?nèi)容。

1?“物理實(shí)驗(yàn)”教學(xué)現(xiàn)狀分析

在傳統(tǒng)的“物理實(shí)驗(yàn)”教學(xué)中，二人一組，一組配備一套儀器。以一個(gè)班40人為例，每個(gè)實(shí)驗(yàn)需要配備20套儀器。近些年，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、高考改革和大學(xué)擴(kuò)招等大環(huán)境下，學(xué)生人數(shù)逐年增加，儀器使用率不斷提高，儀器老舊、損壞等問題日益嚴(yán)重。于是出現(xiàn)了多人共用一套實(shí)驗(yàn)儀器，或者一次課同時(shí)開設(shè)多個(gè)實(shí)驗(yàn)等現(xiàn)象。這些教學(xué)模式或多或少都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量［57］。

針對(duì)學(xué)生多、儀器少、實(shí)驗(yàn)室空間有限等問題，可以采取一次課安排多個(gè)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。可以將學(xué)生數(shù)40人的班級(jí)平均分成A、B、C、D四個(gè)大組，一次課同時(shí)安排四個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備五套實(shí)驗(yàn)儀器，四個(gè)組的同學(xué)分別操作四個(gè)實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)。經(jīng)過(guò)四次課的輪換以后，四組同學(xué)全部完成四個(gè)實(shí)驗(yàn)。該模式有能節(jié)省實(shí)驗(yàn)室空間、節(jié)省儀器購(gòu)置經(jīng)費(fèi)、減輕實(shí)驗(yàn)員的工作量等優(yōu)點(diǎn)。但是，一次課開設(shè)四個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)老師需要為四個(gè)組的同學(xué)分別講授實(shí)驗(yàn)原理和操作，時(shí)間緊，工作量增加，留給學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)間大量減少，形成性考核困難，實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果極不理想。

2?線上線下混合式教學(xué)模式

線上線下混合式教學(xué)指的是有效結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)模式與網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)模式的優(yōu)勢(shì)，并保證整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中在線學(xué)習(xí)部分的占比在30%～80%［8］。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)中出現(xiàn)了很多線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，如雨課堂、超星等。其中雨課堂是清華大學(xué)和學(xué)堂在線共同推出的新型智慧教學(xué)解決方案，深受廣大教師喜愛。課前，教師可以將視頻、習(xí)題等資料通過(guò)雨課堂推送到學(xué)生手機(jī)上，讓學(xué)生提前進(jìn)行預(yù)習(xí)；課堂上，學(xué)生可以實(shí)時(shí)答題，還可以和教師彈幕互動(dòng)。雨課堂強(qiáng)大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能，可以讓教師實(shí)時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，從而迅速調(diào)整后續(xù)教學(xué)方案。

“物理實(shí)驗(yàn)”課包括課前的預(yù)習(xí)、課內(nèi)的測(cè)試、課堂理論學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、儀器整理，以及課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫?；谟暾n堂的線上線下“物理實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式，包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)。

2.1?開課前的教學(xué)準(zhǔn)備

教師需要為每個(gè)實(shí)驗(yàn)拍攝教學(xué)視頻，時(shí)長(zhǎng)應(yīng)控制在15分鐘左右，內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作的注意事項(xiàng)等；教師還要為每個(gè)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備好至少四套難度系數(shù)相近的測(cè)試卷。如圖1所示，將授課班級(jí)的同學(xué)平均分成A、B、C、D四個(gè)大組，在雨課堂平臺(tái)上建立四個(gè)小班，將四個(gè)組的同學(xué)分別導(dǎo)入四個(gè)小班內(nèi)；將教學(xué)視頻和實(shí)驗(yàn)測(cè)試卷上傳雨課堂平臺(tái)；給每位同學(xué)分配一個(gè)序號(hào)，課前在實(shí)驗(yàn)桌顯眼位置貼上學(xué)生的序號(hào)。

2.2?課前預(yù)習(xí)

每次實(shí)驗(yàn)課前，教師通過(guò)雨課堂平臺(tái)將該次實(shí)驗(yàn)課的四個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻分別推送給四個(gè)小班內(nèi)的同學(xué)；學(xué)生應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)視頻講授的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并完成預(yù)習(xí)報(bào)告的書寫。教師通過(guò)雨課堂監(jiān)測(cè)學(xué)生觀看視頻的時(shí)長(zhǎng)，如發(fā)現(xiàn)觀看時(shí)長(zhǎng)過(guò)短等異常情況，應(yīng)及時(shí)提醒學(xué)生完成觀看。學(xué)生觀看實(shí)驗(yàn)視頻的時(shí)長(zhǎng)，納入課程形成性考核。

2.3?課內(nèi)學(xué)習(xí)

課前學(xué)生在學(xué)習(xí)教材和實(shí)驗(yàn)視頻等內(nèi)容時(shí)，是接觸不到實(shí)驗(yàn)儀器的。在學(xué)生分別進(jìn)入四個(gè)實(shí)驗(yàn)室后，應(yīng)繼續(xù)讓學(xué)生對(duì)照儀器，有針對(duì)性地觀看實(shí)驗(yàn)視頻，掌握儀器的結(jié)構(gòu)和使用。如果實(shí)驗(yàn)室空間有限，也可以將兩個(gè)實(shí)驗(yàn)安排在同一間實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，教師在不同實(shí)驗(yàn)室之間來(lái)回巡視，解答學(xué)生提出的問題。

2.4?課內(nèi)測(cè)試

在課前預(yù)習(xí)階段，學(xué)生觀看視頻的時(shí)長(zhǎng)并不能完全反映學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，為督促同學(xué)們課前認(rèn)真預(yù)習(xí)，可引入課內(nèi)測(cè)試環(huán)節(jié)。教師通過(guò)雨課堂將四個(gè)實(shí)驗(yàn)的測(cè)試卷推送給同學(xué)，在限定的時(shí)間內(nèi)完成測(cè)試。為節(jié)省課內(nèi)操作時(shí)間，教師可以在課前預(yù)設(shè)測(cè)試卷的推送時(shí)間。學(xué)生在測(cè)試的過(guò)程中，教師在實(shí)驗(yàn)室來(lái)回巡視，并通過(guò)雨課堂查看學(xué)生的答題情況。實(shí)驗(yàn)測(cè)試成績(jī)是課程形成性考核的重要依據(jù)。

2.5?課內(nèi)針對(duì)性輔導(dǎo)

學(xué)生測(cè)試結(jié)束，教師根據(jù)雨課堂對(duì)測(cè)試結(jié)果的統(tǒng)計(jì)，迅速擬定每個(gè)實(shí)驗(yàn)中需要重點(diǎn)講授的內(nèi)容，分組對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行針對(duì)性輔導(dǎo)。如圖2所示，教師可查看第4題和第7題所對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，然后對(duì)該組同學(xué)進(jìn)行針對(duì)性輔導(dǎo)。一般每個(gè)實(shí)驗(yàn)的輔導(dǎo)時(shí)間約為5分鐘，教師在為某一小班講解時(shí)，其他三個(gè)小班自行分析答題中的錯(cuò)誤。此后，學(xué)生開始實(shí)驗(yàn)，教師在四個(gè)實(shí)驗(yàn)室來(lái)回巡視，并根據(jù)雨課堂的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，依據(jù)實(shí)驗(yàn)桌上的學(xué)生序號(hào)，迅速定位測(cè)試成績(jī)不理想的同學(xué)（如圖3中第8、9、10號(hào)同學(xué)），進(jìn)行針對(duì)性輔導(dǎo)。后續(xù)，學(xué)生繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師對(duì)學(xué)生的操作進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考核。實(shí)驗(yàn)操作是課程形成性考核的另一重要內(nèi)容。

2.6?儀器整理

學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，應(yīng)該與教師一起檢查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，整理實(shí)驗(yàn)儀器，擺放凳子，切斷電源。儀器整理情況也納入課程的形成性評(píng)價(jià)。

2.7?撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告

課后，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，上交給老師批改。批改結(jié)果是課程終結(jié)性評(píng)價(jià)的主要依據(jù)。

四個(gè)小班在完成四個(gè)實(shí)驗(yàn)中的某一實(shí)驗(yàn)后，下次課按序輪轉(zhuǎn)，進(jìn)入下一個(gè)實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)四次實(shí)驗(yàn)課以后，四個(gè)小班完成四個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)際操作中，教師可以根據(jù)課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)和班級(jí)的學(xué)生數(shù)靈活分班。學(xué)生數(shù)少時(shí)，一次課可以開設(shè)2個(gè)或3個(gè)實(shí)驗(yàn)，相應(yīng)地，一個(gè)班級(jí)的同學(xué)應(yīng)分成2個(gè)或3個(gè)小班，然后按序輪轉(zhuǎn)即可。

3?線上線下混合式教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)

基于雨課堂的線上線下混合式教學(xué)模式，充分利用現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，將教師從繁重而低質(zhì)量的教學(xué)中解放出來(lái)，充分發(fā)揮了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，其優(yōu)越性主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。

3.1?學(xué)生可以反復(fù)觀看實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，教師需要面對(duì)班級(jí)所有學(xué)生集中授課，無(wú)法顧及學(xué)生的個(gè)體差異。而基于雨課堂線上線下混合式教學(xué)模式中，課前，學(xué)生通過(guò)雨課堂觀看視頻，可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況，自行選擇學(xué)習(xí)時(shí)間，沒看明白的地方，可以選擇重復(fù)觀看，直至看懂為止。在觀看過(guò)程中存在的問題，可以做好筆記，在課堂上與老師及時(shí)溝通。

3.2?形成性考核易于操作

形成性考核是課程考核的重要組成部分，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師很少有時(shí)間和精力對(duì)學(xué)生的預(yù)習(xí)、操作等內(nèi)容進(jìn)行考核。而基于雨課堂的線上線下混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，雨課堂能自動(dòng)統(tǒng)計(jì)學(xué)生觀看視頻的情況，能自動(dòng)批改并統(tǒng)計(jì)學(xué)生的測(cè)試情況，能自動(dòng)統(tǒng)計(jì)學(xué)生的出勤情況。因此，教師可以把更多的時(shí)間和精力放在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和操作考核上，使得考核結(jié)果能精準(zhǔn)反映學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的掌握程度。

3.3?教師能準(zhǔn)確掌握學(xué)生的學(xué)情

課前預(yù)習(xí)階段，教師通過(guò)雨課堂能掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)；課內(nèi)，在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)測(cè)試后，教師通過(guò)雨課堂能快速了解學(xué)生沒掌握的知識(shí)點(diǎn)，在整體授課時(shí)，教師可以有針對(duì)性地講解學(xué)生所學(xué)知識(shí)的薄弱環(huán)節(jié);教師能快速了解那些沒有進(jìn)行有效預(yù)習(xí)的學(xué)生，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)階段，教師可以對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的輔導(dǎo)。

3.4?學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力得以提高

采用傳統(tǒng)的以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主的考核方式，部分學(xué)生會(huì)不重視實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)和操作。而基于雨課堂的線上線下混合式教學(xué)模式下，教師能輕松地對(duì)學(xué)生的預(yù)習(xí)、出勤、理論學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)整理等多項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行考核，考核內(nèi)容涵蓋整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程。學(xué)生要想獲得理想的成績(jī)，需要在實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行努力。

4?結(jié)論

基于雨課堂的線上線下混合式教學(xué)模式，前期需要教師建設(shè)好實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻、實(shí)驗(yàn)測(cè)試卷等線上教學(xué)資源。通過(guò)實(shí)驗(yàn)分組可以大量減少實(shí)驗(yàn)儀器的購(gòu)置經(jīng)費(fèi)、節(jié)省實(shí)驗(yàn)存儲(chǔ)空間；為保證分組教學(xué)效果，供學(xué)生預(yù)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻應(yīng)淺顯易懂；課堂實(shí)驗(yàn)測(cè)試卷應(yīng)能精準(zhǔn)反映學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的掌握程度；為避免各組同學(xué)間互相透露實(shí)驗(yàn)測(cè)試內(nèi)容，教師應(yīng)編寫多份難度系數(shù)相同的測(cè)試卷，從教師層面保證實(shí)驗(yàn)測(cè)試的有效和公平；為督促學(xué)生有效預(yù)習(xí)，還應(yīng)建立完善的形成性考核機(jī)制；為學(xué)生的課前學(xué)習(xí)爭(zhēng)取學(xué)分，從制度層面來(lái)促進(jìn)學(xué)生的自主線上學(xué)習(xí)。

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基金項(xiàng)目：2020年杭州師范大學(xué)線上線下混合式一流本科課程建設(shè)項(xiàng)目，2022年杭州師范大學(xué)建設(shè)和改革項(xiàng)目

作者簡(jiǎn)介：李朝陽(yáng)（1975—?），男，漢族，浙江浦江人，碩士，講師，主要從事大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。