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,培養復合型專業人才成為社會發展的需要。因此,為適應社會發展,改革教學內容,才能促進學生的全面發展。課程是大學教育的關鍵,它承擔著培養人的重任,肩負“立德樹人”根本任務,實現“以學生發展為中心”理念的關鍵環節。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[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、教學內容、評價體系對教學效果和教學質量有重要影響[5-7]。因此,改變傳統線下教學模式,將互聯網技術融入課堂教學即引入線上教學模式,有效提高教學質量、提升教學效果,更好地培養復合型專業人才[8-10]。

發揮傳統線下教學和新興線上教學的優勢,提出線上線下混合式教學模式,其創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,發揮課程思政作用,實現多維度育人目標[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學生為授課對象,總人數為155人。其中,將化學工程與工藝專業分成兩個教學班,兩班人數分別為75人和80人,分別采用混合式教學和傳統教學。

(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歷,均為碩士及以上學歷,研究方向包括凝聚態物理、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,將授課內容分為線上和線下兩部分。線上教學內容主要包括力學、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:發布各項通知,督促學生參與上線學習。②視頻模塊:發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測試及作業模塊:發布章節作業、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

根據教學大綱及授課計劃,在超星學習通系統上傳拓展資料、討論題和測試題等,學生進行自主學習。將視頻內容設置為必修內容,并且在每節視頻內容結束后,學生要在網上回答相應的問題,回答正確后,本節視頻內容學習結束。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據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,激發學生學習興趣。根據線上內容的數量和難易程度,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,并且將章節內容畫成思維導圖,進一步鞏固所學知識,教師進行課程總結和小組點評。

2.傳統教學

采用傳統線下教學模式進行授課,保證授課教師、教學內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完成情況構成;傳統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查

對采用混合式教學的同學進行問卷調查,主要包括自主學習能力以及課程評價等,并對調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教學模式

混合教學模式和傳統教學模式下學生大學物理成績見表1?；旌夏Ｊ桨嗉壘W上考試平均成績(36.16±0.61)顯著優于普通模式班網上考試平均成績(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,充分激發學生的學習興趣,并且幫助學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教學組。傳統教學過程受教學時間和空間等因素限制,根據教學計劃安排,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課程播放次數均在2次以上,充分利用線上教學資源,鞏固學習效果?；旌鲜浇虒W模式中的線上討論專區,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,調動學生學習積極性。教師根據線上教學系統提供的統計數據,及時掌握學生學習狀態和效果,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,注重線上線下聯動、理論實踐并進、能力素質提升,從而實現知識傳授、能力培養和素質鍛造“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、教學內容、教學效果等認可度較高,線上教學內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次數都很高,充分說明學生對大學物理課程內容很感興趣,尤其是與所在專業相關聯的課程內容上,學生在教師的引導下,積極思考自身專業知識和物理知識的交叉內容,例如化學工程與工藝專業的核心課程“化工原理”,主要講述兩部分內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,有效發揮學生創造性,更能體現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,激發學生積極性,提升學生對課程的滿意度。調查問卷結果顯示,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新思維,長期的效果并未進行追蹤,尤其是學生在后續的專業課程中的表現,這是課程團隊需繼續探索的方向。

(2)團隊還要不斷思考盡快改變學生已養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,在該過程中與培養復合型專業人才相結合。

(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線下教學的優勢,注重線上線下聯動、理論實踐并進、能力素質提升,有效提高教學效果。

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