關(guān)于SPOC在線課程與課堂教學(xué)相結(jié)合的“復(fù)合式”教學(xué)在物理類基礎(chǔ)課教學(xué)中的運(yùn)用研究與實(shí)踐

聶喻梅 梁霄 鄭光平

摘 要：文章在分析大學(xué)物理基礎(chǔ)課程的現(xiàn)狀和主要問題的基礎(chǔ)上，以重慶理工大學(xué)理學(xué)院大學(xué)物理理論及實(shí)驗(yàn)課程為例，詳細(xì)介紹了大學(xué)物理及大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程改革教學(xué)實(shí)踐及成效，對在線課程與課堂教學(xué)相結(jié)合的復(fù)合式教學(xué)模式進(jìn)行了總結(jié)，以期使復(fù)合式教學(xué)模式得到更廣泛的推廣，充分發(fā)揮其在實(shí)現(xiàn)教學(xué)聯(lián)動、提升教學(xué)效果、培養(yǎng)學(xué)生綜合能力方面的正面作用。

關(guān)鍵詞：SPOC;微課;慕課;復(fù)合式教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 收稿日期：2019-10-19 文章編號：1674-120X（2020）11-0060-02

教育現(xiàn)代化和信息化是國民經(jīng)濟(jì)和社會信息化的重要組成部分，是構(gòu)建現(xiàn)代國民教育體系、學(xué)習(xí)型社會的內(nèi)在要求?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》指出：開發(fā)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)課程，創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，更新教學(xué)觀念，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)效果。為深入貫徹落實(shí)《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》，扎實(shí)推進(jìn)信息技術(shù)與教育的深度融合，自2012年以來，全國各高校和中小學(xué)均在積極進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源融入教學(xué)之中的研究與實(shí)踐，也取得了可喜的成績。

SPOC是Small Private Online Course的簡稱，意為小規(guī)模限制性在線課程，是慕課大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)開放課程在高校范圍的新發(fā)展，專門針對在校大學(xué)生而設(shè)置的在線課程。SPOC采用課堂教學(xué)與在線教學(xué)相結(jié)合的“復(fù)合式”教學(xué)模式，利用微課、MOOC的講座視頻及在線評價等功能，實(shí)施線上、線下翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革。這已成為當(dāng)前高校課程建設(shè)和教學(xué)改革的重要趨勢。

一、現(xiàn)狀分析

物理類基礎(chǔ)課程主要有大學(xué)物理及大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，是大學(xué)理工科學(xué)生必修的基礎(chǔ)課程，在人才培養(yǎng)中有著不可替代的作用。當(dāng)前，許多高校的大學(xué)物理理論及實(shí)驗(yàn)課程經(jīng)過多年的教學(xué)改革，教學(xué)目標(biāo)明確，教學(xué)內(nèi)容日趨豐富，形成了分層次、分模塊的開放式教學(xué)體系。只是在教學(xué)過程中，教學(xué)方法與手段仍需要改進(jìn)。至今，微課、慕課也已大力推行了六七年了，但是因?yàn)檎n程的特殊性，現(xiàn)行的大學(xué)物理教學(xué)方法與手段，在課程教學(xué)過程中仍然存在一些問題，也是理工科及各個基礎(chǔ)性學(xué)科的共性和普遍性的問題，影響了教學(xué)效果。

（1）物理課程內(nèi)容覆蓋面很廣，學(xué)生的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)以及對知識的接受能力參差不齊，這對課堂教學(xué)環(huán)節(jié)提出了很大挑戰(zhàn)。這些年來教師均有通過加入教學(xué)輔助手段試圖改變這種狀況，提高教學(xué)質(zhì)量，但效果不理想。

（2）目前，教師多采用板書與PPT混合講解物理原理的方式進(jìn)行教學(xué)。運(yùn)用這種教學(xué)模式講解一些簡單的物理原理，基本能夠達(dá)到教學(xué)目的，但對一些比較復(fù)雜的、抽象的理論知識，常需要教師花費(fèi)大量時間和精力對形象思維相對薄弱的學(xué)生進(jìn)行反復(fù)講解，而且還不一定能取得好的教學(xué)效果。這種教學(xué)方式仍是目前所采用的主要方式。

（3）在目前各高校生師比普遍很高的情況下，大部分基礎(chǔ)課程也包括大學(xué)物理理論課程的教學(xué)往往以合班方式進(jìn)行，一般是兩合班或三合班，每次上課人數(shù)為60～120人。這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)效果必然會受到影響，目前積極推行的“翻轉(zhuǎn)課堂”（教學(xué)人數(shù)以20人以下為宜）也很難實(shí)施。

（4）大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是一門獨(dú)立設(shè)課的實(shí)驗(yàn)課程，以培養(yǎng)學(xué)生動手能力及知識運(yùn)用能力為主要目的。好的教學(xué)效果需要相應(yīng)理論知識的支撐，但其教學(xué)內(nèi)容是物理領(lǐng)域內(nèi)各種知識的集合，與學(xué)生所積累的物理理論知識不可能完全重合，實(shí)驗(yàn)課與理論課的教學(xué)進(jìn)度也不可能剛好一致，因此該課程以學(xué)生自學(xué)及教師在課堂教學(xué)中利用較短時間講解知識點(diǎn)為主。由于講授時間短且很難講解透徹，因此學(xué)生需要自學(xué)加深記憶。

（5）有機(jī)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)與課堂教學(xué)。當(dāng)前，在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展潮流下，許多高校根據(jù)自身教學(xué)實(shí)際進(jìn)行了教學(xué)改革，但是從國內(nèi)外教育者線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式改革結(jié)果來看，并不理想。

二、針對存在的主要問題所進(jìn)行的研究

針對存在的問題所進(jìn)行的研究有：探索大學(xué)物理理論及實(shí)驗(yàn)課程復(fù)合式教學(xué)模式的教學(xué)設(shè)計、教學(xué)組織和教學(xué)形式;探索大學(xué)物理理論及實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行復(fù)合式教學(xué)的管理方法;通過matlab、動畫制作等強(qiáng)大的計算機(jī)功能，制作大學(xué)物理大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程中教學(xué)內(nèi)容知識點(diǎn)的獨(dú)具課程特色的“微課”;搭建在線學(xué)習(xí)平臺，實(shí)現(xiàn)物理類基礎(chǔ)課程在線教學(xué)、在線學(xué)習(xí)、在線創(chuàng)新，并與課堂教學(xué)相結(jié)合。

三、重慶理工大學(xué)理學(xué)院大學(xué)物理理論及實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革實(shí)踐及成效

（一）大學(xué)物理理論課程教學(xué)實(shí)踐及成效

（1）借助重慶市科普基地“重慶理工大學(xué)物理演示與探索實(shí)驗(yàn)室”（依托物理實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)成立），在大學(xué)物理課程教學(xué)過程中到基地進(jìn)行演示教學(xué)，這種模式一直運(yùn)行至2018年。從2019年春季學(xué)期開始，基地為培養(yǎng)科普志愿者，面向理工科新生開放展示場館，學(xué)生通過“重理工物理實(shí)驗(yàn)中心”微信公眾號登錄開放選課系統(tǒng)，選擇“科普體驗(yàn)”欄進(jìn)行預(yù)約體驗(yàn)?，F(xiàn)有項目百余個，且每個項目設(shè)備標(biāo)有二維碼，掃描即可觀看講解視頻，從而提前認(rèn)知物理現(xiàn)象，幫助學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)。

（2）在大學(xué)物理理論課程教學(xué)中，教師利用matlab制作了多個物理圖形與演示動畫，如剛體的轉(zhuǎn)動、簡諧振動的旋轉(zhuǎn)矢量法、振動的疊加、聲速測量的模擬、駐波、光的干涉、衍射等，并在教學(xué)過程中進(jìn)行運(yùn)用，取得了很好的效果。

（二）大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)實(shí)踐及成效

（1）首先對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行討論研究，為每個實(shí)驗(yàn)項目制作了多媒體課件，并用于課程教學(xué)之中。

（2）在課件制作與使用基礎(chǔ)上，從2018年開始進(jìn)行微課視頻制作，截至目前共完成25個實(shí)驗(yàn)、50個微課視頻，總計240分鐘的實(shí)驗(yàn)儀器介紹及實(shí)驗(yàn)演示微課;建立了“重理工物理實(shí)驗(yàn)中心”微信公眾號和騰訊視頻賬號，免費(fèi)為學(xué)生提供學(xué)習(xí)資源;學(xué)生在課前閱讀課件，觀看設(shè)備介紹和操作演示視頻，對教學(xué)內(nèi)容知識點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)基本內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí);學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過程中可以進(jìn)入公眾號對照觀看儀器介紹和操作難點(diǎn)、技巧演示視頻。一年來，據(jù)后臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計，“重理工物理實(shí)驗(yàn)中心”微信公眾號累計關(guān)注人數(shù)約7000人，工作日日均訪問人數(shù)達(dá)1100人以上（超過每天上課學(xué)生人數(shù)），微課視頻全年平均閱讀量2200以上，最高達(dá)9300，非工作日日均訪問人數(shù)也達(dá)500人以上，日均閱讀量1500以上，取得了良好的教學(xué)效果和社會效益。目前已有國內(nèi)知名出版社主動購買了所有視頻的使用權(quán)。

（3）重慶理工大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心自2004年自行開發(fā)并使用的“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教務(wù)管理系統(tǒng)”幾經(jīng)修改升級，目前已基本完善。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程依托該系統(tǒng)進(jìn)行全開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)教師及實(shí)驗(yàn)時間，并可在上課前一天隨時調(diào)整實(shí)驗(yàn)教師及時間，這讓學(xué)生的學(xué)習(xí)自由度實(shí)現(xiàn)最大化。

（4）在教學(xué)過程中，采用實(shí)時評教的方式收集課程教學(xué)質(zhì)量反饋，學(xué)生在每次課后進(jìn)入該系統(tǒng)對教師的教學(xué)情況進(jìn)行實(shí)時評價，且評價具有保密性，不影響學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績，使學(xué)生對教師的評價更為準(zhǔn)確、及時。該評價方式在重慶及西南地區(qū)各高校進(jìn)行過推廣，得到本學(xué)校及重慶、四川多所高校的認(rèn)可。

（5）重慶理工大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心于2006年獲批成為重慶市高校基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程于2008年獲批成為重慶市級精品課程，“重慶理工大學(xué)物理演示與探索實(shí)驗(yàn)室”獲批成為重慶市科普基地。實(shí)驗(yàn)中心分階段進(jìn)行所有科普項目的微課視頻制作，目前已完成其中近40個實(shí)驗(yàn)項目的微視頻制作，并通過微信公眾號和騰訊視頻進(jìn)行了發(fā)布，學(xué)生掃描張貼在每個項目設(shè)備上的二維碼，就可進(jìn)行相關(guān)項目的學(xué)習(xí)。

四、項目實(shí)施的主要特色

（1）制作了重慶理工大學(xué)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程全部實(shí)驗(yàn)項目的微課課件、大學(xué)物理理論課程部分知識點(diǎn)的物理圖形與動畫演示以及幾十個科普視頻;課程組教師同時也是科普基地工作人員，為校內(nèi)外學(xué)生傳播科普知識;實(shí)驗(yàn)中心購買了“基于組件的大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué);形成了科普（產(chǎn)生興趣）—網(wǎng)上微課堂（補(bǔ)充知識）—課堂學(xué)習(xí)（掌握技能）—仿真實(shí)驗(yàn)（自主探索）全程聯(lián)動的復(fù)合式教學(xué)模式。

（2）建立了實(shí)驗(yàn)教務(wù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對整個教學(xué)過程的網(wǎng)絡(luò)化、信息化管理。學(xué)生通過網(wǎng)上選課系統(tǒng)自主選擇教師、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)時間，在實(shí)驗(yàn)完成后對上課教師進(jìn)行實(shí)時評教，還可通過師生交流系統(tǒng)與指導(dǎo)教師探討問題。管理系統(tǒng)對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績也實(shí)現(xiàn)了計算機(jī)統(tǒng)一管理和自動核算。從2018年開始，微信公眾號設(shè)置了投票功能，將希望向?qū)W生了解的問題制成調(diào)查問卷，讓學(xué)生對認(rèn)可的選項進(jìn)行投票，使學(xué)校獲取第一手信息。

（3）建立了利用移動端進(jìn)行學(xué)習(xí)的微信公眾號。既然手機(jī)進(jìn)教室成為學(xué)生學(xué)習(xí)的一大問題，為何不利用手機(jī)進(jìn)行移動學(xué)習(xí)？隨著4G技術(shù)的發(fā)展且5G技術(shù)也已經(jīng)快要投入使用，無線網(wǎng)絡(luò)的極速覆蓋把人們學(xué)習(xí)、交際的距離收窄到手掌之間，通過微信公眾號，學(xué)生可以隨時進(jìn)行學(xué)習(xí)并與他人互動。

五、結(jié)語

通過在線課程與課堂教學(xué)相結(jié)合的“復(fù)合式”教學(xué)在物理類基礎(chǔ)課教學(xué)中的運(yùn)用研究與實(shí)踐，建立了大學(xué)物理理論和實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的“復(fù)合式”教學(xué)模式，改革了基礎(chǔ)課程教學(xué)方法，解決了當(dāng)前傳統(tǒng)大學(xué)物理教學(xué)與管理過程中存在的問題，在提高基礎(chǔ)課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的綜合能力等方面具有較大的價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]人民出版社.國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要[J]. 西藏教育，2010（9）：8-12.

[2]劉利利，黃 亞.基于SPOC的混合式小組學(xué)習(xí)——以《大學(xué)物理》課程為例[J].數(shù)字化用戶，2019，25（2）：256.

[3]蔣麗珍，鄔良能.大學(xué)物理公共基礎(chǔ)課程平時成績評價體系探索[J].高教學(xué)刊，2019（13）：39-41.

[4]費(fèi)學(xué)寧，李光旻，周建國.建筑類工科院校留學(xué)生基礎(chǔ)課程教學(xué)改革研究——以大學(xué)物理為例[J].天津市教科院學(xué)報，2018（3）：22-25.