大學(xué)物理實驗混合式教學(xué)的探索與實踐

趙麗華 劉會玲 王小克 雷玉明 牛海波

（西安交通大學(xué)城市學(xué)院 陜西·西安 710018）

大學(xué)物理實驗（1）是本校學(xué)生入學(xué)后的第一門實踐課，在春季面向大一學(xué)生開放，共16學(xué)時，8次課。為了提高各專業(yè)尤其是經(jīng)管網(wǎng)媒專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，保證教學(xué)質(zhì)量，我們嘗試了線上線下相結(jié)合的混合式實驗教學(xué)模式。

1 混合式教學(xué)

混合式教學(xué)是指在適當(dāng)?shù)臅r間，通過應(yīng)用適當(dāng)?shù)拿襟w技術(shù)，提供與適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)環(huán)境相契合的資源和活動，讓適當(dāng)?shù)膶W(xué)生形成適當(dāng)?shù)哪芰?，從而取得最?yōu)化教學(xué)效果的教學(xué)方式。這種教學(xué)方式旨在把傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢和網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的優(yōu)勢結(jié)合起來，既發(fā)揮老師引導(dǎo)啟發(fā)監(jiān)控教學(xué)過程的主導(dǎo)作用，又充分體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)過程主體的主動性、積極性與創(chuàng)造性。

2 實驗混合式教學(xué)模式的構(gòu)建

實驗混合式教學(xué)要求老師在分析學(xué)生需要、教學(xué)內(nèi)容、實際教學(xué)環(huán)境的基礎(chǔ)上，基于學(xué)情，以學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)達成為導(dǎo)向，根據(jù)最近發(fā)展區(qū)理論，設(shè)計合適的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)活動和評價，充分利用線上教學(xué)和課堂教學(xué)的優(yōu)勢來提高學(xué)生的能力。因此，我們做了以下幾方面的嘗試。

首先，我們在學(xué)情分析和學(xué)習(xí)活動中普遍使用了云班課教學(xué)助手。云班課是利用移動智能設(shè)備開展課堂內(nèi)外即時反饋互動教學(xué)的云平臺，可以實現(xiàn)老師與學(xué)生之間高效率的教學(xué)互動、資源推送和反饋評價。實驗課中我們充分利用了云班課的三個優(yōu)勢：（1）班課創(chuàng)建管理簡單輕松。老師填寫完課程及班級基本信息后，系統(tǒng)自動生成帶有邀請碼的班課，學(xué)生通過邀請碼加入班課。班課具有的通知、簽到、上傳下載、統(tǒng)計等功能可以輕松管理班課，管理學(xué)生。（2）活動隨即開展。老師可以隨即開展投票問卷、測試等互動教學(xué)活動，即刻反饋。（3）學(xué)習(xí)過程跟蹤與評價。云班課具有強大的統(tǒng)計分析功能和新穎的評價方式，對于學(xué)生，他們的學(xué)習(xí)過程將被記錄，他們可以通過學(xué)習(xí)資源以及參與活動獲取經(jīng)驗值，并且經(jīng)驗值參與班級實時更新的排名，另外測試題也有分值排名。這種類似游戲排行榜的成績評價方式既可以讓學(xué)生更好了解自己與別人的差距，又可以激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。對于老師，他可以更科學(xué)地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)效果，既可以在課前了解學(xué)生預(yù)習(xí)情況。依據(jù)學(xué)生資源查閱情況以及測試題成績，了解學(xué)生預(yù)習(xí)行為和效果。也可以精準(zhǔn)查閱某個學(xué)生某一階段或整個學(xué)期的學(xué)習(xí)過程曲線，分析學(xué)生學(xué)習(xí)成效。

其次，我們選擇了科學(xué)合理的教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)大學(xué)物理實驗（1）課程的教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生在實驗課程結(jié)束時需要具備完成物理實驗的基本知識基本技能和基本素養(yǎng)，具備遇到問題獨立分析問題解決問題的科學(xué)思維能力，安排了1次緒論課、2次線上仿真實驗課和5次線下實驗課。其中緒論課讓學(xué)生了解大學(xué)物理實驗的基礎(chǔ)知識，掌握測量誤差的基本知識，具有正確處理實驗數(shù)據(jù)的基本能力；仿真實驗課是讓學(xué)生理解基本物理量的測量方法，我們具體安排了“長度與固體密度測量實驗”、“用單擺測量重力加速度”和“電學(xué)基本參數(shù)的測量”3個仿真實驗，主要訓(xùn)練學(xué)生關(guān)于長度、質(zhì)量、時間、電壓、電流、電容等物理量的測量；線下實驗課是讓學(xué)生掌握各類物理量測量的基本技能和素養(yǎng)，具體通過5個力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、近代實驗逐步提升學(xué)生的動手能力和科學(xué)思維能力。

此外，我們采用過程性評價原則。注重學(xué)生每一次實驗課的表現(xiàn)、每一份實驗報告的書寫以及整體的進步程度，并將學(xué)生云班課經(jīng)驗值以一定比例計入成績，以科學(xué)多元的全過程評價方式激勵學(xué)生主動學(xué)習(xí)。

3 實驗混合式教學(xué)模式的實踐

3.1 線上教學(xué)期間的應(yīng)用

線上教學(xué)期間，全體老師集體備課，制作了多個精良的PPT課件、三維虛擬仿真課件、儀器使用微視頻、動畫等資源。課前，老師將資源上傳到云班課供學(xué)生提前預(yù)習(xí)。課堂上，老師用騰訊課堂軟件線上直播，采用“PPT+視頻+仿真操作”相結(jié)合的方式，分階段講解實驗內(nèi)容，演示實驗操作。講解中注重以問題啟發(fā)學(xué)生思考，以實例吸引學(xué)生注意力，以互動提高學(xué)生興趣，同時關(guān)注每一個學(xué)生在討論區(qū)的留言，及時調(diào)整授課進度，合理安排簽到、線上測試、問卷調(diào)查、老師答疑等活動，保證學(xué)生聽課效果。課后，要求學(xué)生在三天內(nèi)完成云班課作業(yè)，如果遇到問題，可以參考云班課資源，也可以觀看線上直播課“回放”，還可以線上問老師。各位授課老師全天在線答疑，并且會根據(jù)學(xué)生線上作業(yè)情況以及云班課學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，分析學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握情況，及時調(diào)整教學(xué)設(shè)計。

3.2 線下實驗教學(xué)期間的應(yīng)用

經(jīng)過三次線上實驗課訓(xùn)練，大部分學(xué)生掌握了基本物理量測量的方法，初步養(yǎng)成了問問題的習(xí)慣，課堂交流也比較積極熱烈。所以，線下的實驗課，我們采用了翻轉(zhuǎn)課堂、對分課堂等方式保證課堂互動效果，提升學(xué)生的應(yīng)用和創(chuàng)新能力。其中翻轉(zhuǎn)課堂主要針對原理較簡單的實驗，課前提供給學(xué)生資料，課堂以討論解決問題為主。對分課堂主要針對原理或者操作較難的實驗，老師提前一周講解實驗內(nèi)容，然后學(xué)生內(nèi)化吸收，一周后的課堂上，師生之間針對實驗原理和操作中的難點問題進行討論交流互動。為了使學(xué)生的討論順利有效，我們在課前都設(shè)置了預(yù)習(xí)思考題和線上云班課測試題，以問題引導(dǎo)學(xué)生高效學(xué)習(xí)，以自測促使學(xué)生自我矯正，老師也會依據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)情況科學(xué)診斷學(xué)生知識點掌握情況，有針對性地設(shè)計課堂活動，比如增加前后測或者就某些知識點開展討論等等。

4 實驗混合式教學(xué)模式的效果

最后一節(jié)課，抽選135名同學(xué)開展線上問卷調(diào)查，主要調(diào)查學(xué)生對混合式教學(xué)的滿意度情況，調(diào)查結(jié)果如下：

首先線上實驗課學(xué)生滿意度如圖1所示，近94%的學(xué)生對線上教學(xué)滿意，85%的學(xué)生認為網(wǎng)課激發(fā)了他們物理實驗的學(xué)習(xí)興趣，在網(wǎng)課教學(xué)深受網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備以及線上其他因素的干擾下（見圖2），依然有88%的學(xué)生認為線上學(xué)習(xí)效果不錯，這主要是因為平臺（騰訊課堂和云班課）使用簡單且運行穩(wěn)定（88%）、各位老師準(zhǔn)備充分多媒體效果良好（96%）、教學(xué)安排合理且明確（96%）以及良好的互動緩解了畏難情緒（88%）。所以，每節(jié)課學(xué)生的簽到率超過90%，作業(yè)提交率超過96%，線上混合式教學(xué)效果良好。

圖1：線上實驗課學(xué)生滿意度調(diào)查

圖2：影響線上實驗課教學(xué)效果的因素

其次經(jīng)過線上和線下兩種形式的實驗學(xué)習(xí)，如圖3所示，約98%的學(xué)生對整體實驗課教學(xué)滿意，并且認為線下實驗課收獲更大一些，尤其是云班課的使用，大大提高了學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)效果。這主要是因為借助云班課提供的教學(xué)資源、教學(xué)測試、教學(xué)管理可以高效服務(wù)學(xué)生，同時全程跟蹤記錄監(jiān)管學(xué)生學(xué)習(xí)過程，有效破解了大部分00后學(xué)生在碎片化思潮帶動下的專注度不高、學(xué)習(xí)主動性不強問題。對于老師來說，可以促進教學(xué)管理更方便，教學(xué)互動更多樣，教學(xué)交流更充分；對于學(xué)生來說，可以隨時隨地個性化自主學(xué)習(xí)，課堂活動和學(xué)習(xí)更加深入。不過，如果讓大一學(xué)生選擇實驗課上課方式，他們首先傾向于線上線下混合式互動教學(xué)，其次是線下互動式教學(xué)，然后是線上教學(xué)（見圖4）。這主要是因為，78%的學(xué)生都是使用手機進行線上學(xué)習(xí)的，在實驗線上學(xué)習(xí)中，手機聽課沒問題，但是手機不方便做虛擬仿真實驗，這在一定程度上減弱了學(xué)生線上物理實驗學(xué)習(xí)的熱情。這也充分說明混合式教學(xué)的實驗課更適合學(xué)生。

圖3：混合式實驗課教學(xué)效果調(diào)查

圖4：你傾向選擇的實驗課教學(xué)模式

5 結(jié)論

為提高學(xué)生實驗課學(xué)習(xí)興趣，我校采用了“先虛后實、先理論模擬再動手實踐”的線上線下混合式實驗教學(xué)模式。通過一系列實踐及問卷調(diào)查，發(fā)現(xiàn)該模式有效解決了實驗課教學(xué)管理難度大及課堂互動難度大的問題，切實提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動性，提高了學(xué)習(xí)效率，教學(xué)效果很好。