大學(xué)物理課程教學(xué)模式五化建設(shè)創(chuàng)新實(shí)踐

摘 要 伴隨我國教育模式創(chuàng)新、教育信息化發(fā)展進(jìn)入數(shù)字化建設(shè)新時(shí)期，高等教育中人才培養(yǎng)模式、教學(xué)育人模式、學(xué)科發(fā)展改革已經(jīng)迫在眉睫。針對大學(xué)物理課程教學(xué)在新工科人才培養(yǎng)中的重要作用，本文提出一種五維多元化建設(shè)的大學(xué)物理課程教學(xué)創(chuàng)新模式，加快實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源數(shù)字化、教學(xué)內(nèi)容可視化、教學(xué)設(shè)計(jì)多元化、教學(xué)對象趣味化、教學(xué)過程標(biāo)準(zhǔn)化。通過課程教學(xué)五化建設(shè)使得教學(xué)模塊有機(jī)融合，促進(jìn)課程教學(xué)實(shí)現(xiàn)規(guī)范化、立體化，達(dá)成全方位育人教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、求實(shí)精神、創(chuàng)新思維、家國情懷。

關(guān)鍵詞 大學(xué)物理;教學(xué)創(chuàng)新;數(shù)字化;多元化

大學(xué)物理課程是自然科學(xué)領(lǐng)域和工程技術(shù)的基礎(chǔ)，作為一門理論與實(shí)踐性均較強(qiáng)的理工科課程，其創(chuàng)新理論與邏輯方法已經(jīng)滲透到工程、技術(shù)、生活等各領(lǐng)域，并有機(jī)融合應(yīng)用于教育教學(xué)、科技項(xiàng)目、工程技術(shù)等各環(huán)節(jié)[1]。2020年教育部印發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》對新時(shí)代人才的培養(yǎng)提出新要求，課程團(tuán)隊(duì)在教研中不僅要向?qū)W生傳授現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用的知識和技能，而且要注重學(xué)生價(jià)值觀的塑造和綜合能力的培養(yǎng)。要著力把知識、能力、價(jià)值觀三方面的培養(yǎng)作為有機(jī)整體，全方位推進(jìn)教學(xué)改革[2]。在“新工科”建設(shè)背景下，深度拓展大學(xué)物理課程教學(xué)深度和廣度，充分挖掘大學(xué)物理課程特色和思政要點(diǎn)，開展大學(xué)物理課程教學(xué)模式改革與探索具有重要意義。

1 大學(xué)物理課程教學(xué)五化模式建設(shè)

利用現(xiàn)代信息技術(shù)推進(jìn)大學(xué)物理課程數(shù)字化，能夠充分利用學(xué)生直接感官功能，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，拓展學(xué)生思維想象空間，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力，彰顯自然科學(xué)獨(dú)有的課程特色和魅力[3]。Cascarosa等人的研究表明，傳統(tǒng)的課程教育是以傳達(dá)理論概念為基礎(chǔ)，他們的研究發(fā)現(xiàn)建立了基于科學(xué)事實(shí)的教學(xué)案例和心理模型，這對指導(dǎo)學(xué)生掌握知識具有重要意義，雖然基于模型的科學(xué)教學(xué)在一些高校取得了不錯(cuò)的效果，但這在大學(xué)課程的物理教學(xué)方面研究不多[4]。本文從教學(xué)資源、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)對象、教學(xué)過程五個(gè)維度開展大學(xué)物理課程的教學(xué)設(shè)計(jì)與改革（見圖1），在教育信息化建設(shè)背景下探索適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展、富有創(chuàng)新性、兼具活力與動力的大學(xué)物理課程建設(shè)新模式[5]。

1.1 教學(xué)資源數(shù)字化

習(xí)近平在國際教育信息化大會指出，當(dāng)今世界，科技進(jìn)步日新月異，互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)深刻改變著人類的思維、生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)方式，深刻展示了世界發(fā)展的前景。因應(yīng)信息技術(shù)的發(fā)展，推動教育變革和創(chuàng)新，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、個(gè)性化、終身化的教育體系，建設(shè)“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)”的學(xué)習(xí)型社會[6]。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，教學(xué)資源是用于支持教學(xué)活動的各種材料、工具和技術(shù)，例如PPT、視頻、音頻、模擬軟件等。而教學(xué)內(nèi)容則是指課程中需要傳授的知識點(diǎn)、概念、理論和技能等。我國數(shù)字教學(xué)資源的開發(fā)和服務(wù)水平正聚力發(fā)展，而教師信息化教學(xué)創(chuàng)新能力與新時(shí)代要求存在脫節(jié)問題，專業(yè)教學(xué)和信息技術(shù)融合需要提升。因此，教育行政部門、高校等載體需共同提高數(shù)字教育資源服務(wù)水平與管理水平，探索教育信息化背景下教學(xué)資源數(shù)字化新模式[7]。

秉持“優(yōu)勢互補(bǔ)、共建共享、內(nèi)容創(chuàng)新、協(xié)同發(fā)展”的原則，參照國家精品網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，在課程教學(xué)中引入微課堂、微視頻、微互動等教學(xué)模塊，提升傳統(tǒng)課堂數(shù)字化水平，開展校際間課件、視頻、習(xí)題庫、教學(xué)案例共享。通過數(shù)字化反饋與評價(jià)完善課程建設(shè)，鼓勵學(xué)生參與共同建設(shè)課程案例資源、思政反饋案例庫，建立多層次、多模式、多渠道的高質(zhì)量課程數(shù)字化資源共建共享體系[8]。此外，支持原創(chuàng)大學(xué)物理教學(xué)資源、保護(hù)數(shù)字版權(quán)等，以提高高校教師共享貢獻(xiàn)度，完善分擔(dān)與按勞分配的共享制度，探索知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)和共享激勵政策互相促進(jìn)的數(shù)字化支持系統(tǒng)，保障大學(xué)物理課程數(shù)字教學(xué)資源建設(shè)體系的良性發(fā)展。

我國已逐步邁入教育信息化2.0時(shí)代，教育資源從專用轉(zhuǎn)向通用走向開放化、數(shù)字化，這需要教師快速提升發(fā)展自身信息技術(shù)的能力，對傳統(tǒng)課程資源進(jìn)行結(jié)構(gòu)重組、模式重塑、資源合理配置，借助信息技術(shù)創(chuàng)新性地融入教學(xué)，成為新一代的“數(shù)字教師”[9]。

1.2 教學(xué)內(nèi)容可視化

教學(xué)內(nèi)容可視化是一種利用圖像、動畫、視頻等形式直觀呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的方式?？梢暬闹R傳授更加形象直觀，符合人腦直觀的記憶模式，大學(xué)物理課程是一門邏輯性強(qiáng)、知識點(diǎn)涉及范圍廣、知識點(diǎn)聯(lián)系緊密的學(xué)科課程。借助思維導(dǎo)圖、總結(jié)結(jié)構(gòu)圖、視頻圖片可視化展示等方式，幫助學(xué)生梳理物理知識點(diǎn)之間的邏輯脈絡(luò)、抓住學(xué)習(xí)關(guān)鍵、掌握知識重點(diǎn)、解決學(xué)習(xí)難點(diǎn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生主動思考能力、想象力和創(chuàng)造力。通過互聯(lián)網(wǎng)、高校資源庫等建設(shè)渠道獲得大學(xué)物理課程有關(guān)的圖片、動畫、視頻等媒體素材，我校已與杭州電子科技大學(xué)等國內(nèi)高校合作進(jìn)行資源共享、以可視化形式向?qū)W生講授課程，例如波動光學(xué)一章中獲得相干光的方法、光的衍射、光的偏振等知識點(diǎn)講解時(shí)，實(shí)驗(yàn)過程用動畫、視頻展示，原理用圖形、動畫或視頻呈現(xiàn)，把抽象的、難以理解的內(nèi)容形象化，合理使用可視化技術(shù)可以達(dá)到事半功倍的效果。

1.3 教學(xué)設(shè)計(jì)多元化

現(xiàn)代化課堂教學(xué)采用傳統(tǒng)板書與多媒體相結(jié)合的教學(xué)手段，采用案例式、討論式、啟發(fā)式教學(xué)課堂設(shè)計(jì)，教學(xué)設(shè)計(jì)中注重多元化，將各色教學(xué)手段和方法有機(jī)結(jié)合，旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。融合德育與智育相結(jié)合的課程思政要點(diǎn)，教學(xué)設(shè)計(jì)中結(jié)合社會主義核心價(jià)值觀將德育與智育有機(jī)結(jié)合，通過虛擬教研室開展校內(nèi)外資源重整、在線教學(xué)設(shè)計(jì)深度拓展大學(xué)物理課程原有教學(xué)資源[10]。課程教學(xué)中不僅傳授給學(xué)生的基本概念、基本規(guī)律、基本思想，而且培養(yǎng)學(xué)生學(xué)術(shù)創(chuàng)造能力、科技創(chuàng)新力、愛國情懷，增強(qiáng)當(dāng)代大學(xué)生為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興中國夢貢獻(xiàn)青春力量的責(zé)任感和使命感。在現(xiàn)行的教學(xué)改革實(shí)踐中，注重生活化物理知識的滲透，預(yù)期建設(shè)成為一門以“課堂教學(xué)+ 思政教育+ 能力反饋+創(chuàng)新思維展現(xiàn)”為核心特色，滿足學(xué)生集思想提升、能力培養(yǎng)于一體的新概念教學(xué)設(shè)計(jì)。

用討論式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、實(shí)踐實(shí)訓(xùn)等教學(xué)活動增加師生課堂互動學(xué)習(xí)，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性，引導(dǎo)學(xué)生主動分享觀點(diǎn)、討論流學(xué)習(xí)，以小組展示的形式進(jìn)行案例的分析和研究?；又薪處熡^察與記錄學(xué)生物理基礎(chǔ)、科學(xué)的世界觀、人生觀、價(jià)值觀的提升與轉(zhuǎn)變，引導(dǎo)學(xué)生增強(qiáng)創(chuàng)新思考能力、實(shí)戰(zhàn)操作能力、思維發(fā)散能力等。

1.4 教學(xué)對象興趣化

在課程教學(xué)過程中，教師可以將學(xué)生的學(xué)習(xí)效果視為一面鏡子，透過這面鏡子反映教學(xué)水平、教學(xué)過程存在的問題，增強(qiáng)與學(xué)生的溝通與合作調(diào)整相應(yīng)的教學(xué)策略。同時(shí)，將每節(jié)課的知識點(diǎn)見解串成一段故事，采用問題導(dǎo)入、趣味化故事提問、名人趣事等情境等方式引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中提出問題、趣味化分析問題、多樣化解決問題，形成師生共同參與的教學(xué)課堂增進(jìn)大學(xué)物理課堂濃厚的學(xué)習(xí)氛圍，讓大學(xué)物理教學(xué)激發(fā)出生機(jī)和活力。

課程建設(shè)始終秉承“理論+實(shí)踐、趣味服務(wù)學(xué)生、學(xué)生創(chuàng)新發(fā)展”的理念，對教學(xué)手段進(jìn)行趣味化設(shè)計(jì)與改進(jìn)，構(gòu)建可視化、網(wǎng)絡(luò)化、模塊化的視頻互動資源庫。教師全程動態(tài)觀察學(xué)生學(xué)習(xí)全過程，以同伴視角理解其思路，讓學(xué)生在實(shí)踐中感受到物理的魅力[11]，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)創(chuàng)新思維。

1.5 教學(xué)過程標(biāo)準(zhǔn)化

后三個(gè)階段，分別采用不同的教學(xué)策略，以提高教學(xué)的綜合水平和質(zhì)量。

首先，教學(xué)過程需要個(gè)性化教學(xué)。在課前準(zhǔn)備階段，教師可以結(jié)合學(xué)生的興趣愛好和特點(diǎn)，設(shè)計(jì)個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。在課中授課階段，教師可以運(yùn)用多媒體技術(shù)，如視頻、音頻、動畫、虛擬現(xiàn)實(shí)等，生動形象地呈現(xiàn)知識點(diǎn)，增強(qiáng)學(xué)生的記憶和理解能力。第三，教學(xué)過程需要互動式教學(xué)。在課中授課階段，教師可以采用互動式教學(xué)，如小組討論、案例分析、游戲化教學(xué)等，激發(fā)學(xué)生的思考和創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和領(lǐng)導(dǎo)能力。第四，教學(xué)過程需要精準(zhǔn)化評估。在課后復(fù)盤階段，教師可以采用精準(zhǔn)化評估方法，如在線測試、反饋問卷等，及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和反饋，為后續(xù)的教學(xué)改進(jìn)提供有效的數(shù)據(jù)支持。最后，教學(xué)過程需要實(shí)踐教學(xué)。在課后復(fù)盤階段，教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐性學(xué)習(xí)，如實(shí)驗(yàn)、調(diào)研、項(xiàng)目等，將理論知識與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和職業(yè)能力。通過調(diào)研和項(xiàng)目實(shí)踐，可以讓學(xué)生將物理知識應(yīng)用到實(shí)際問題中，培養(yǎng)學(xué)生的解決問題的能力和創(chuàng)新意識。

2 教學(xué)五化模式實(shí)踐與成效

首先，通過生活化實(shí)踐教學(xué)過程全方位設(shè)計(jì)與鍛煉幫助學(xué)生準(zhǔn)確理解物理概念和規(guī)律，認(rèn)識物理基本理論及發(fā)展歷程，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和發(fā)散思維，是本課程培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力的主要陣地。其次，大學(xué)物理課程實(shí)踐可視化、生活化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，在傳授知識的同時(shí)注重學(xué)生分析、解決問題能力的培養(yǎng)，注重啟發(fā)學(xué)生務(wù)實(shí)精神和創(chuàng)新意識[12]。將教學(xué)實(shí)踐與思政元素有機(jī)融合，結(jié)合教學(xué)數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化、趣味化的教學(xué)模式，教師與學(xué)生在實(shí)踐過程潛移默化地提高自身道德素質(zhì)和行為修養(yǎng)，更好地實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識、能力、素質(zhì)的全面發(fā)展。

2.1 教學(xué)五化模式建設(shè)過程

以大學(xué)物理中光學(xué)部分重要的知識點(diǎn)波動光學(xué)模塊為例，通過情景引入方式給予學(xué)生代入感，引用優(yōu)秀的科學(xué)家生平優(yōu)秀事跡來啟發(fā)學(xué)生，借鑒優(yōu)秀教學(xué)成果、教學(xué)方法和教學(xué)案例開展研討式案例教學(xué)，設(shè)計(jì)和制作波動光學(xué)教學(xué)視頻并利用生活實(shí)例、新科技成果等融五化模式于教學(xué)基本過程。

（1） 趣味化設(shè)置情境引入。不直接介紹波動光學(xué)的輝煌歷史進(jìn)程、諾貝爾獎等，而將這些情境預(yù)設(shè)為發(fā)生在身邊的故事與之對比，引出重要?dú)v史事件和名人趣事等。將電影式情境在波動光學(xué)的應(yīng)用與思政元素結(jié)合，設(shè)置問題懸念幫助學(xué)生產(chǎn)生因果循環(huán)興趣，此過程中引入光的本質(zhì)、規(guī)律等知識點(diǎn)，將枯燥的知識點(diǎn)趣味化。課堂小結(jié)即是故事揭秘、謎語揭底環(huán)節(jié)，這保證全程的趣味性和關(guān)注度。

（2） 可視化展示動態(tài)知識點(diǎn)。將光的波粒二象性、光的干涉、衍射等概念采用圖片、聲音、動畫、視頻等信息形式動態(tài)呈現(xiàn)，通過可視化知識點(diǎn)將靜抽象知識點(diǎn)具體化、形象化，引導(dǎo)學(xué)生深入理解光的干涉、衍射、偏振的本質(zhì)與聯(lián)系[13]。進(jìn)一步列舉光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用，借助信息化網(wǎng)絡(luò)手段豐富媒體素材促進(jìn)學(xué)生理解。

（3） 標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂。用標(biāo)準(zhǔn)化的教學(xué)來闡釋生活現(xiàn)象，例如在課程設(shè)計(jì)中利用虛擬教研室標(biāo)準(zhǔn)化開展備課與反思、標(biāo)準(zhǔn)化開展翻轉(zhuǎn)課堂（見圖2），將相控陣列雷達(dá)、光信息處理等實(shí)際應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化融入教學(xué)過程，通過啟發(fā)式、案例式講授幫助學(xué)生梳理知識點(diǎn)及邏輯關(guān)系，這些標(biāo)準(zhǔn)化過程能夠提高平均水平，有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和內(nèi)在驅(qū)動力。

2.2 生活化物理現(xiàn)象與理論傳授

猶如《墨經(jīng)》里對小孔成像的紀(jì)錄，《革象新書》中闡述小孔成像原理都能夠?qū)⑸罨锢憩F(xiàn)象采用故事情節(jié)來敘述，讓藝術(shù)感來說話，摒棄傳統(tǒng)講述高效將中國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的現(xiàn)實(shí)意義如行云流水般滲透到學(xué)生心里。倡導(dǎo)學(xué)生用發(fā)現(xiàn)美的眼光看待世界，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)知識點(diǎn)的內(nèi)涵。例如相干光現(xiàn)象描述中，光程差與相位差的關(guān)系可以用生活中膠帶層數(shù)不同來觀察，“光的偏振”現(xiàn)象中用“偏振片”去解析復(fù)雜多變的生活情境。通過動畫、漫畫展示、演示模擬等情景式教學(xué)來具體化、生動化映射知識點(diǎn)，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)興趣化學(xué)習(xí)并吸收光學(xué)知識點(diǎn)的目標(biāo)。

2.3 用科創(chuàng)實(shí)踐牽引教學(xué)

大學(xué)物理作為自然科學(xué)課程，應(yīng)該利用其科技性，如科學(xué)解釋日常生活現(xiàn)象用薄膜干涉原理來解釋太陽下五彩斑斕的肥皂泡、雨過天晴地面水洼處的油膜，引導(dǎo)學(xué)生將知識內(nèi)化于心、應(yīng)用于生活來開展發(fā)明創(chuàng)造。通過組織學(xué)生開展社會性科普宣傳讓學(xué)生深入理解物理知識，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活現(xiàn)象并用物理知識解釋的能力，培養(yǎng)其探索創(chuàng)新和求知的意識。

2.4 教學(xué)實(shí)踐反饋與總結(jié)

最后，五化建設(shè)在大學(xué)物理課堂中的部分教學(xué)班級設(shè)置為改革組，傳統(tǒng)教學(xué)班級設(shè)為參照組。原始數(shù)據(jù)為2021—2022學(xué)年7個(gè)班級，共計(jì)389名學(xué)生的大學(xué)物理課程的教學(xué)反饋數(shù)據(jù)，選取其中4個(gè)班級統(tǒng)計(jì)分析（見表1），包括學(xué)生的平時(shí)成績、期末成績、教學(xué)評價(jià)等指標(biāo)數(shù)據(jù)，考慮控制變量，排除年級、專業(yè)、學(xué)科、學(xué)習(xí)強(qiáng)度等因素對學(xué)生成績的影響。

表1只選擇同一學(xué)期、相同專業(yè)設(shè)置2個(gè)改革組、參照組進(jìn)行研究，對不同教學(xué)模式下學(xué)生的物理成績進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，檢驗(yàn)大學(xué)物理五化模式的教學(xué)效果。首先，統(tǒng)計(jì)各組綜合成績的優(yōu)秀率、及格率和平均分，學(xué)生綜合成績包括學(xué)生在大學(xué)物理課程中各階段的考試成績、小組測試成績、課堂互動成績等，能有效反映學(xué)生在大學(xué)物理中的學(xué)習(xí)情況和掌握程度等綜合評價(jià)指標(biāo)。本文將綜合成績大于80分的學(xué)生定為優(yōu)秀，60分為及格線。結(jié)果顯示，五化教學(xué)模式下的改革組學(xué)生平均分分別為85.5和82.9，分別超過傳統(tǒng)教學(xué)模式下參照組的學(xué)生平均分最高為12.08。這表明通過開展課程五化教學(xué)，學(xué)生綜合成績得到大幅度提高，及格率提高8.5%，尤其是優(yōu)秀率提高30.71%，在一定程度上反映了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和內(nèi)驅(qū)動力的快速提升，采取問題情境（景）、生活化模式顯著提高了學(xué)生對大學(xué)物理的學(xué)習(xí)興趣。

單因素方差分析（One-way ANOVA）是一種統(tǒng)計(jì)方法，用于檢驗(yàn)三個(gè)或更多獨(dú)立樣本組之間是否存在顯著差異。它的基本思想是通過比較組內(nèi)方差（Within-group variance）和組間方差（Between-group variance）來確定不同組之間是否存在顯著差異。若組間差異遠(yuǎn)大于組內(nèi)差異，則認(rèn)為不同組之間存在顯著差異。本文首先對教學(xué)方法這一因素進(jìn)行單因素方差分析，基于單因素方差分析結(jié)果進(jìn)行各組的多重比較，即因素下各組平均成績是否具有顯著性差異。

從統(tǒng)計(jì)顯著性角度分析，利用原始數(shù)據(jù)，使用學(xué)生的期中成績、期末成績和綜合成績數(shù)據(jù)分別進(jìn)行單因素方差分析，將實(shí)行五化模式教學(xué)的改革組與實(shí)行傳統(tǒng)教學(xué)模式的參照組分別進(jìn)行t 值檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)比較（如圖3）。結(jié)果顯示，期末成績平均分和綜合成績平均分的單因素方差分析結(jié)果的plt;0.0001，說明不同模式下的學(xué)生成績存在顯著性差異。T檢驗(yàn)結(jié)果顯示，在期末成績的平均分中改革組顯著高于參照組。而分析綜合成績的平均分可知，改革組1顯著高于參照組1和參照組2，改革組2顯著高于參照組1，但不顯著高于參照組2。這說明五化教學(xué)模式改變了傳統(tǒng)輸入型教學(xué)，將輸入輸出有機(jī)銜接，引導(dǎo)學(xué)生深度參與到大學(xué)物理課堂學(xué)習(xí)和互動中，學(xué)生綜合能力顯著提高。

此外，改革組學(xué)生綜合成績的標(biāo)準(zhǔn)差為8.23，分?jǐn)?shù)的離散程度較小，低于參照組的15.46，說明通過引入的智慧數(shù)字化信息教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂啟發(fā)式授課、微課堂等創(chuàng)新方法，大多數(shù)學(xué)生能夠較好地適應(yīng)課堂教學(xué)并取得不錯(cuò)的學(xué)習(xí)效果。同時(shí)，也說明結(jié)合不同學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格和差異化特征，提供個(gè)性化的教學(xué)思路開發(fā)多樣化的教學(xué)策略，完善五化教學(xué)模式可以幫助學(xué)生更好地理解大學(xué)物理知識。

通過比較教學(xué)五化模式和傳統(tǒng)模式學(xué)生成績各項(xiàng)模塊的得分情況（見圖4），發(fā)現(xiàn)在大學(xué)物理的公式推導(dǎo)、計(jì)算分析模塊中兩種教學(xué)模式得分率相近，傳統(tǒng)模式的得分率相對高一點(diǎn)，五化模式在綜合題型、實(shí)踐應(yīng)用模塊題型中的得分率明顯高于傳統(tǒng)模式，分別為81%和80%?？梢?，傳統(tǒng)授課學(xué)生“灌輸”式學(xué)習(xí)后在計(jì)算推導(dǎo)類題目中效果尚可，而對于綜合實(shí)踐、應(yīng)用類問題便顯得捉襟見肘，說明學(xué)生對物理知識缺乏實(shí)質(zhì)性理解。因此，五化教學(xué)模式秉持理論與實(shí)踐相結(jié)合、實(shí)踐出真知的理念，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，以學(xué)生為中心構(gòu)建可視化、數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化的教學(xué)體系，開發(fā)微課堂、高校聯(lián)合數(shù)據(jù)庫等教學(xué)資源，制定多樣化教學(xué)策略，有效幫助學(xué)生將大學(xué)物理知識生活化、技能化、多元化。

從學(xué)生成績分布情況分析，選擇改革組2與參照組2的綜合成績進(jìn)行比較，繪制綜合成績分布直方圖（見圖5）。從整體分布來看，改革組分?jǐn)?shù)呈左偏分布，中等、高分人數(shù)較多。低分分?jǐn)?shù)段中，參照組有5人，改革組有2人，可見經(jīng)教學(xué)模式改革后，學(xué)生及格人數(shù)明顯上升，這表明開展翻轉(zhuǎn)課堂時(shí)應(yīng)將培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力作為首要目標(biāo)。

從分布的集中趨勢看，參照組學(xué)生綜合成績在75～80分?jǐn)?shù)段的占6人，在80～85分?jǐn)?shù)段的占14人，參照組的學(xué)生成績大多數(shù)處于優(yōu)良水平，改革組學(xué)生綜合成績主要集中在80～95的分?jǐn)?shù)段，占該組總?cè)藬?shù)的55.93%，該比例明顯提高。對比發(fā)現(xiàn)大學(xué)物理五化教學(xué)模式在成績水平處于中等偏上的學(xué)生中取得顯著成效，說明五化教學(xué)模式將費(fèi)曼學(xué)習(xí)法融入課程教學(xué)中，知識經(jīng)過拆解重構(gòu)、整合輸出，有效地幫助學(xué)生突破學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)難點(diǎn)。

3 結(jié)語

實(shí)踐表明，圍繞大學(xué)物理課程開展五化建設(shè)對學(xué)生科學(xué)思維、創(chuàng)新意識、創(chuàng)造能力等能力培養(yǎng)具有重要作用。本文基于新工科背景對大學(xué)物理課程教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新與探索，提出的大學(xué)物理課程教學(xué)資源數(shù)字化、教學(xué)內(nèi)容可視化、教學(xué)設(shè)計(jì)多元化、教學(xué)對象興趣化、教學(xué)過程標(biāo)準(zhǔn)化的五化教學(xué)新模式勢在必行。這種模式經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)展示了較好的可操作性，將這一模式融入到教學(xué)實(shí)踐的各環(huán)節(jié)，能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維與創(chuàng)造力，彰顯自然科學(xué)獨(dú)有的課程特色和魅力。

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