大学物理混合教学模式探索

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摘要：针对“大学物理”课程，传统教学模式不能完全适应目前的教学现状，笔者进行了为期两年的混合式教学实践，从教学整体设计、单元设计、教学实施和考核方式等多个角度进行了与混合教学模式相适应的探索与实践，并利用校园网络教学平台和优慕课教学平台建设了大量课程资源，实现了课前、课中、课后的良好衔接，取得了明显的教学成效。

关键词：大学物理；混合式教学

一、课程改革背景

大学物理课程作为高校工科类专业的一门必修专业基础课，在培养学生实践能力和创新能力方面起到了重要作用。多年的传统授课模式积累了大量丰富的教学经验，但由于实际情况的变化，目前纯粹的课堂教学模式不能很好地满足本校现阶段的教学需求，其主要表现在以下几个方面：（一）由于课时限制，传统课堂无法很好地完成教学目标[1]为了满足专业发展需求，现在很多专业都在培养计划总体课时不增加的前提下，增设了许多信息化课程，导致原本需要教多学时的基础理论课程学时被不断压缩。大学物理涵盖了声光电磁力热以及相对论和量子物理等，知识量繁多，教学计划学时只有45课时。传统课堂教学模式已经无法很好地实现教学目标，亟待一种新的教学模式来应对这一变化。

（二）传统教学模式无法完全匹配教学内容的需求

课程中许多内容无法通过单一的课堂教学环节予以满足，如近现代物理内容，与物理原理密切相关的工程应用实际、高新技术内容、物理实验方法与演示等，加之课堂教学单一的教学模式的局限，无法完全实现包含物理思想、物理内容、物理质疑、物理思辨、物理衍生等的全物理课程内容的学习目标，也难以达到物理对于人的素质的全面培养作用。

（三）学生的数学基础薄弱

大学物理要求学生具有一定的高等数学基础，而本校学生整体数学基础薄弱，加之本专业的大学物理课程与高等数学课程同时在大一年级的第一学期开设，这就造成了由于缺乏数学基础的学生听不懂的现状，进一步导致传统课堂中学生学习效果较差，效率不高，课后作业完成困难，物理课程整体学习效果不佳等现象。“混合式”教学模式作为一种新的教学模式，近年来被越来越多的教师所注意，并在教学中进行尝试[2-10]。这种模式主张以学生的自主学习为重要手段，在充分利用课程教学资源的情况下，结合课堂教学，实现对完整教学内容的学习。我们通过这种教学模式构建了“教师课堂”与“资源课堂”两种课堂，并实现了这两种课堂的有机结合。两个课堂既相互独立又相互依存，将物理的知识体系串联在一起，在教师的教、评、指、控下实现物理课程对创新人才的培养。

二、混合式教学模式的适应性

学校的教学硬件设施和学生端设备完全能够满足混合式教学模式需求。从内容上来说，大学物理内容繁多，类型多样，需要多种教学手段配合实现教学目标，混合式课程教学能够较好实现教学目标。1.课程知识体系完备成熟，知识点清晰，可根据授课需要拆分为不同层次的知识点，符合线上微课制作的基本要求。2.理论性较强，需要反复学习与练习，理论结合实际，线上资源的建设可供学生反复观看揣摩，配合线下练习，可以较好提高学生的学习效果。3.实验部分，可以通过视频、动画等清晰展示操作要领和操作规范，有利于学生反复观看练习，提高学习效果。

三、课程建设思路

1.组建混合式教学教师团队，根据“大学物理”课程在人才培养计划中的地位和作用制定课程学习目标，设计学习问题，重组学习内容，形成系统化、结构化课程单元内容体系。2.设计与开发系列化混合式教学微视频课程，针对每个知识单元内容，进行精细化教学设计、形成微教案、微课件、微练习与微任务单，形成结构化在线学习资源，上传到学校教学平台。3.根据自主任务学习单，组织学生进行在线个人自主学习，就教学重点、难点、热点问题组织学生进行课堂研讨性学习，就教学重点、难点、热点问题组织学生在课堂进行研讨性学习，成立研究性学习小组，开展课后基于任务的研究性学习。4.应用平台资源使用情况反馈，调整课上教学重点，解决学生线上学习的不足，同时微调前期对于知识点、技能点的分类标记，为下一轮课程实施做准备，在两到三轮的课程实施中完成线上线下资源的优化组合。

四、课程整体教学设计

大学物理课程作为我校土木工程等工科类专业的一门必修专业基础课，为后续专业基础课程提供了必须的基本理论和基本方法。针对本课程内容多、课时少、学生数学基础相对薄弱等几个关键问题，笔者在课程整体设计中采用总体协调、各个击破的方法来处理。1.教学内容上，打破章节束缚，整合相关内容，划分五大内容模块。大学物理涵盖了质点运动学、质点动力学、刚体定轴转动、分子热运动、静电场、稳恒磁场、振动学、机械波、量子力学等13章内容，涵盖声光电磁力热以及相对论和量子物理等，知识量繁多。此次混合式课程改革中将教学大纲涉及的13章内容按照内在联系，整合成五大内容模块，模块之间分界清晰，模块内部紧密联系。五个模块内容关系如图1所示。2.教学方法上，落实线上线下相融合、课前课中课后相贯穿、“教师课堂”与“资源课堂”相结合的“混合式”教学模式。笔者主张以学生的自主学习为重要手段，在充分利用课程教学资源的情况下，结合课堂教学，实现对物理整体知识的学习。这种教学模式使学生从“被学”过渡到“乐学”“会学”“善学”。3.考核方式上，根据学科特征和学生特点制定激励性考评规则。笔者引导学生向自主性学习、创造性学习的方向发展，应用平台对学生在线学习过程做多维度的记录，主要包括线上视频学习持续时间、课程学习进度、进阶学习过程测试、章节测试、学习资源利用率、学习笔记等，并将数据纳入到学生的综合评价中。学生线下返回课堂的学习，其出勤情况、课堂表现等也归入总评成绩。阶段考核、期末的书面考试，则与普通班级同步进行相同试卷的考试。

五、课程单元设计

课程单元设计的基本原则为线上知识点碎片化，课堂内容系统化。混合式教学的特点决定了线上资源必须碎片化、可视化，便于学生随时随地进行学习。然而，要想让学生很好地掌握教学内容，实现教学目标，我们必须保证知识的系统化、联系化。因此，在单元设计中，我们就必须同时满足这两方面的需求。1.拆分知识点和技能点，实现知识的碎片化。我们可将每个单元的知识点和技能点按照理论型和实践型、重点型和次要型以及衔接型（与中学物理的衔接）和提升型分类，按此分类划分出教学上的主讲、次讲和不讲型。理论型、重点型和提升型为主讲，实践型、次要型为次讲，衔接型为不讲。我们可将不讲型的全部、次讲型的大部和主讲型的少部划为线上资源内容，让学生自主学习，并设计在线测试题，检测学习效果；主讲的内容制作成预习型或解答型资源，置于线上，供学生预习和课后复习使用。2.思维导图作工具，展示知识点间的内在联系。单元内多个知识点之间通过思维导图既可以反映彼此间的联系，又可以体现各知识点的重要性。每个单元通过线上单元导学展示的同时，核心知识点间的联系可以通过课上强化。

六、知识呈现形式及展示

思路拆分后的知识展示形式多样化，深入浅出，加深理解。碎片化细分后的知识点和技能点以电子资源的形式呈现于网络教学平台，根据不同类型知识的展示需求选取具体表现形式，包括多媒体课件、视频短片、动画、测试题、话题讨论等。学生可以通过电脑端或手机端随时进行学习和互动。在单元教学资源设计中，我们可精心设计学习效果检测与反馈环节，检测试题通常以选择题为主，以在线测试的形式出现，学生和教师都能够快速获得测试结果，有利于及时调整教学内容，从而保证教师随时了解学生的学习情况，有侧重地选择课堂教学重点与难点内容，及时解决学生学习中的问题，形成“学习—检测—反馈—调整—讲解—讨论—学习”的闭回路，见图2。图2混合式教学闭环控制回路图

七、教学成效

（一）平行教学班课程考核结果对比

在2018年和2019年两轮教学实施中，我们均在相同专业的平行班中设置了传统教学和混合式教学对照班级，考核结果见图3所示。两轮授课中，传统教学模式班级的成绩统计无差异，但混合模式班级成绩出现了较大的变化。2018年为混合式教学模式的第一轮授课，学生和教师均在学习和适应这种新的模式，考核成绩有提高，但幅度不大。在第2019年的第二轮授课中，教师积累了一定的实践经验，学生成绩呈现了大幅度的提高。

（二）不同年份学生考核结果纵向对比

为了更客观地评价混合教学模式对学生考核成绩的提高效果，笔者将近三年的考核成绩进行对比，图4所示。从图中可以明显看出，从传统教学模式到混合式教学模式，教学效果明显提升。

八、结论

我校的“大学物理”通过两轮的混合式教学模式实践，已经初步建成了相对完善的教学资源，学生考核成绩明显提升。在后期的教学中，我们会在此基础上进一步优化教学资源，更新教学手段，研究混合式教学模式的内涵，探索影响混合教学模式的影响因素。

作者:黄惠茹 单位:北京城市学院城市建设学部