大學物理線上線下混合式教學探索

解玉鵬,劉文彥,吉 麗

(吉林化工學院 理學院,吉林 吉林 132022)

隨著時代的進步,對人才的需求有了新的變化,培養(yǎng)復合型專業(yè)人才成為社會發(fā)展的需要。因此,為適應社會發(fā)展,改革教學內(nèi)容,才能促進學生的全面發(fā)展。課程是大學教育的關鍵,它承擔著培養(yǎng)人的重任,肩負“立德樹人”根本任務,實現(xiàn)“以學生發(fā)展為中心”理念的關鍵環(huán)節(jié)。2018年教育部通過一系列文件提出淘汰“水課”、打造“金課”[1-2]。對于“金課”而言,從教師為中心轉變到學生為中心,從考試為中心轉變到學習為中心的教育模式,在教學過程中注重對學生思想的引領、思維的鍛煉和能力的培養(yǎng)[3-4]。

大學物理是一門理工科學生必修的基礎課程,其教學模式、教學內(nèi)容、評價體系對教學效果和教學質(zhì)量有重要影響[5-7]。因此,改變傳統(tǒng)線下教學模式,將互聯(lián)網(wǎng)技術融入課堂教學即引入線上教學模式,有效提高教學質(zhì)量、提升教學效果,更好地培養(yǎng)復合型專業(yè)人才[8-10]。

發(fā)揮傳統(tǒng)線下教學和新興線上教學的優(yōu)勢,提出線上線下混合式教學模式,其創(chuàng)造更多的空間和提供更多的時間方便教師和學生交流,提高教學效果,提升學生自主學習能力;教師以“潤物細無聲”的方式,發(fā)揮課程思政作用,實現(xiàn)多維度育人目標[11-12]。

本文以大學物理課程為例,結合已錄制完成的線上微課教學資源,采用線上線下混合式教學模式,開展相關研究。

一、授課對象及教學方法

(一) 授課對象

以吉林化工學院四年制2019級化學工程與工藝專業(yè)學生為授課對象,總人數(shù)為155人。其中,將化學工程與工藝專業(yè)分成兩個教學班,兩班人數(shù)分別為75人和80人,分別采用混合式教學和傳統(tǒng)教學。

(二) 教學方法

1.混合式教學

(1)課程團隊

本課程共2名教師,均具有5年以上大學物理課程教學經(jīng)歷,均為碩士及以上學歷,研究方向包括凝聚態(tài)物理、材料物理等。此外,由1名助教老師負責線上資源維護及管理。

(2)內(nèi)容設置

以趙近芳主編的《大學物理學》[13]作為課程授課教材,將授課內(nèi)容分為線上和線下兩部分。線上教學內(nèi)容主要包括力學、熱學、光學、機械振動系列教學視頻的理論學習;線下教學主要包括小組討論,翻轉課堂以及演示實驗等。學時分配為線上32學時,線下16學時。

(3)線上教學資源

本課題組所用線上視頻資源均為該課題組自行錄制微課,并且榮獲吉林省精品在線課程,線上教學資源包括以下模塊:①公告模塊:發(fā)布各項通知,督促學生參與上線學習。②視頻模塊:發(fā)布課題組錄制的課程視頻、制作的課件及其他相關教學資源。③測試及作業(yè)模塊:發(fā)布章節(jié)作業(yè)、測試及考試任務。④問答及討論模塊:課上提問、搶答以及課后討論互動。

(4)教學實施

①線上教學

根據(jù)教學大綱及授課計劃,在超星學習通系統(tǒng)上傳拓展資料、討論題和測試題等,學生進行自主學習。將視頻內(nèi)容設置為必修內(nèi)容,并且在每節(jié)視頻內(nèi)容結束后,學生要在網(wǎng)上回答相應的問題,回答正確后,本節(jié)視頻內(nèi)容學習結束。在學習過程中遇到問題時,可隨時在“學習通”中向老師求助。教師通過線上學習數(shù)據(jù)及時掌握學生學習進度;通過學生提問及作答情況,掌握學生的學習效果。拓展資料可以幫助學生開闊視野,掌握更多前沿科技知識和生活常識,激發(fā)學生學習興趣。根據(jù)線上內(nèi)容的數(shù)量和難易程度,安排線下分組任務,每組6～7名同學,進行分工合作(查閱資料、整理知識點以及疑難問題等),做好線下學習準備。

②線下教學

教師根據(jù)學生線上學習進度和學習效果,對知識難點以及學生提問進行總結,并組織學生分組討論,營造良好的課堂氛圍。學生根據(jù)提前安排好的分組和任務,進行翻轉課堂知識點講解,加深對知識的理解和掌握。針對物理知識點(夫瑯禾費單縫衍射、熱氣機演示等)進行演示實驗,鼓勵學生參與到實驗中來,培養(yǎng)學生主動思考以及動手能力。課程最后15分鐘,引導學生做課程知識點總結,并且將章節(jié)內(nèi)容畫成思維導圖,進一步鞏固所學知識,教師進行課程總結和小組點評。

2.傳統(tǒng)教學

采用傳統(tǒng)線下教學模式進行授課,保證授課教師、教學內(nèi)容和總課時與混合式教學相同,主要采用課堂講授、課上演示和課后輔導答疑等教學方法,48學時均為理論課。

(三) 評價方法

1.學習成績評定

課程成績注重過程考核,采用多元化的考核方式進行總成績評定,總成績=平時成績(20%)+線上期中考試成績(40%)+線下期末筆試成績(40%),滿分為100分。

兩組平時成績的組成基本相同:混合式教學組平時成績由線上學習完成情況、線上答題情況和平時作業(yè)完成情況構成;傳統(tǒng)教學組平時成績由課堂出勤率、課上回答問題情況和平時作業(yè)完成情況構成。兩組線上期中考試和線下期末考試試題完全相同。

2.混合式教學相關問題問卷調(diào)查

對采用混合式教學的同學進行問卷調(diào)查,主要包括自主學習能力以及課程評價等,并對調(diào)查結果進行分析總結。問卷回收率100%。

二、結 果

(一) 混合式教學模式成績高于傳統(tǒng)教學模式

混合教學模式和傳統(tǒng)教學模式下學生大學物理成績見表1?；旌夏Ｊ桨嗉壘W(wǎng)上考試平均成績(36.16±0.61)顯著優(yōu)于普通模式班網(wǎng)上考試平均成績(34.23±1.35);混合模式班級線下考試平均成績(34.65±1.38)顯著好于普通模式班級線下考試平均成績(30.39±4.73);平時成績兩組相差較小。最終,混合教學模式下,班級75名學生總成績(85.09±9.12)顯著高于普通教學模式班80名學生總成績(80.87±11.90)。以上結果表明:線上線下混合式教學模式能夠有效調(diào)動學生學習積極性,引導學生充分且合理利用時間,提升學生自主學習能力,從而提高學習成績。

(二) 學生對混合式教學模式滿意度高

混合式教學模式相關問題調(diào)查結果見表2。學生對于混合式教學模式接受程度較高。通過使用該教學模式,充分激發(fā)學生的學習興趣,并且?guī)椭鷮W生更好掌握課程知識。此外,利用課余時間觀看視頻并沒有增加學生的學習負擔,該教學模式的使用有利于提高學生自學能力以及培養(yǎng)學生其他方面的綜合能力。

三、討 論

(一) 采用混合式教學有助于提升大學物理課程教學效果

在大學物理課程教學中,基于信息化教學資源,開展線上線下混合式教學,切實提高教學質(zhì)量。由于混合式教學模式仍處在不斷建設和完善的過程,因此針對大學物理課程混合式教學改革,更需要不斷的更新和完善線上教學資源,并且合理開展線下教學內(nèi)容。

本研究結果表明,混合式教學組的綜合學習成績得分高于傳統(tǒng)教學組。傳統(tǒng)教學過程受教學時間和空間等因素限制,根據(jù)教學計劃安排,每次課為2學時(90分鐘),師生互動和交流時間短暫,另外,按教學計劃要求,教師講授內(nèi)容較多、速度偏快,無法給予學生反復強化知識的過程,并且課后學生無法重現(xiàn)教師課上授課情景,影響課后復習效果。因此,本課程設計中,每節(jié)課程線上視頻資源均在10分鐘左右,對于時間長度合適的教學視頻,學生能夠在認真并且有效的完成學習,從而提高學習效率;學生完成視頻觀看后,需要完成規(guī)定的問題,進一步鞏固學習成果,此過程能夠進一步提高學生對線上教學的參與度以及對學習內(nèi)容的專注度。線上教學模式不受時間和空間限制,學生可以隨時隨地反復學習,強化物理知識,混合式教學組中的學生每節(jié)課程播放次數(shù)均在2次以上,充分利用線上教學資源,鞏固學習效果。混合式教學模式中的線上討論專區(qū),學生將學習過程中遇到的問題及時上傳,教師針對學生的問題及時解答,提高師生交流互動頻率,調(diào)動學生學習積極性。教師根據(jù)線上教學系統(tǒng)提供的統(tǒng)計數(shù)據(jù),及時掌握學生學習狀態(tài)和效果,為線下針對性答疑做好準備。大學物理課程與大學物理實驗課程相輔相成,開設本門課程旨在學生能夠在數(shù)學理論的指導下解決力熱光電中的實際問題,將所學知識與實踐結合,從對知識簡單理解轉化為實踐應用。因此,線下教學構建以學生為中心的翻轉課堂和開展課堂演示實驗等,注重線上線下聯(lián)動、理論實踐并進、能力素質(zhì)提升,從而實現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)和素質(zhì)鍛造“三位一體”的育人目標。

(二) 采用混合式教學有助于提高學生滿意度和參與度

混合式教學組學生對教學設計、教學內(nèi)容、教學效果等認可度較高,線上教學內(nèi)容學生完成情況較好,學生能夠利用碎片化時間進行自主學習。隨堂互動參與率和討論區(qū)次數(shù)都很高,充分說明學生對大學物理課程內(nèi)容很感興趣,尤其是與所在專業(yè)相關聯(lián)的課程內(nèi)容上,學生在教師的引導下,積極思考自身專業(yè)知識和物理知識的交叉內(nèi)容,例如化學工程與工藝專業(yè)的核心課程“化工原理”,主要講述兩部分內(nèi)容流體力學和單元操作,但無論是流體力學的方程,還是干燥、吸收、精餾和萃取等都是物理過程,物理過程就會涉及動能、熱量,再深入一些就是軌道、能級、薛定諤方程等物理知識。學生們都能夠認真思考,積極發(fā)言并參與討論,課堂氣氛較活躍,學習參與度和學習效率明顯提高。課后學生進行分組,學生們按照分工進行查閱資料,積極并認真完成自己負責的任務,同時與其他同學和老師交流合作完成小組工作。在此過程中,有效發(fā)揮學生創(chuàng)造性,更能體現(xiàn)教師和學生平等合作關系,有助于教學相長。大學物理課程線上線下混合式教學模式,激發(fā)學生積極性,提升學生對課程的滿意度。調(diào)查問卷結果顯示,學生綜合能力得到明顯提升。

(三) 存在問題

(1)本研究結果顯示,混合式教學模式有助于提升學生綜合能力和創(chuàng)新思維,長期的效果并未進行追蹤,尤其是學生在后續(xù)的專業(yè)課程中的表現(xiàn),這是課程團隊需繼續(xù)探索的方向。

(2)團隊還要不斷思考盡快改變學生已養(yǎng)成的單純接受的學習習慣,適應新的學習模式。

(3)大學物理精品課程需要不斷完善和建設,在該過程中與培養(yǎng)復合型專業(yè)人才相結合。

(4)教學改革需要更多教師的參與。以上問題都有待于教師在教學過程中不斷探索和完善。

四、結束語

(1)基于線上線下混合式教學的大學物理課程充分利用線上教學和傳統(tǒng)線下教學的優(yōu)勢,注重線上線下聯(lián)動、理論實踐并進、能力素質(zhì)提升,有效提高教學效果。

(2)改革教學模式激發(fā)學生積極性,提高學生自學能力以及培養(yǎng)學生其他方面的綜合能力,切實提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。