疫情期間線上大學物理教學質量提高方法

張子靜，劉麗萍，趙 遠

(哈爾濱工業大學 物理學院，黑龍江 哈爾濱 150001)

在新型冠狀病毒肺炎疫情防控的特殊時期，根據教育部《關于在疫情防控期間做好普通高等學校在線教學組織與管理工作的指導意見》要求，采取政府主導、高校主體、社會參與的方式，共同實施并保障高校在疫情防控期間的在線教學，實現“停課不停教、停課不停學”.近年來，伴隨著互聯網和計算機技術發展，MOOC等網絡線上教學發展迅速，內容豐富，門類齊全，目前已有22個在線課程平臺和2.4萬余門在線課程.但是網絡線上課程學生學習熱情難以長期保持，學習效果不理想，容易半途而廢等缺點也引發了社會大眾的廣泛思考.以斯坦福大學“人工智能導論”課程為例，注冊學習該課程人數超過了17萬人次，但是最終只有2萬人完成了全部學習內容，占總人數的14%，完成率非常低，說明學生學習熱情難以長期保持[1].如何在網絡線上教學過程中及時發現學生注意力變化，并采取具有針對性的教學干預，則是提升網絡線上教學質量的關鍵性問題[2].基于此本文進行了基于選擇題提問實時反饋的線上教學方法設計，提高學生線上學習注意力，保障線上教學質量.

1 目前網上教學的優勢與不足

目前，MOOC等網絡線上教學課程作為互聯網技術支持下的新課程形態，順應了知識經濟時代網絡化、碎片化的學習特點，打破了“教”與“學’的時空局限，學生可以根據自己的時間進行自由學習、反復學習[3,4].在網絡線上教學發展的熱潮中，也必須進行冷靜地思考，全面地認識網絡線上教學的不足.

1.1 缺乏有效交流

由于網絡線上課程教學中實體化課堂情景缺失，師生物理空間分離，導致教師不能像在傳統課堂上那樣直接監控學生學習過程，師生之間缺乏及時有效的交流[5].教師不能及時獲取學生對所講授知識的理解情況，老師一直按照自己節奏進行講解，學生毫無參與感，老師講老師的，學生聽不聽隨意，一直存在“上熱下不熱”的情況，教學質量難以保證[6].

1.2 注意力不集中

網絡線上教學整個過程缺乏對學生的監督，能學到什么，學到多少，幾乎全看學生自己是否認真配合，是否有足夠的自覺性和主動性.由于現在的學生都背負著沉重的學習壓力，大部分都缺乏對學習的自覺性和主動性.況且冰冷的屏幕，孤立的學習狀態，這都極大地影響學生學習注意力的保持和學習的效果[7].

1.3 教學深度不足

網絡線上教學為了解決學生注意力問題，一般更加強調生動性和趣味性，為了追求授課形式上“引人入勝”，網絡線上教學不得不在教學形式和技巧上下足功夫，這本來是好事，但不幸的是，它把本應一氣呵成的深刻講解硬生生切割在碎片化的小時間段里，知識與思想的傳授失去了連貫性、邏輯性和深刻性.目前來看，網絡線上教學往往停留在表面，淺嘗輒止[8].

2 大學物理大班網上教學面臨問題分析

首先以筆者所在學校為例，近幾年在MOOC等網絡課程蓬勃發展的大趨勢下，我校也推出了《大學物理MOOC網絡課程》，但鑒于網絡線上課程教學缺乏有效交流、學生注意力不集中、教學深度不足等缺點，仍采用“MOOC網絡課程+實體課堂教學”的混合教學模式.在此次疫情防控特殊時期，學生無法按時返校，無法進行實體課堂教學，必須完全采用網絡線上教學，筆者根據前期MOOC課程應用經驗，結合大學物理課程特點對大學物理大班網上教學所面臨的問題進行了分析.

大學物理課程是高校基礎課程，是絕大多數專業的基礎課，授課對象龐大，大多以大班授課方式為主(每班人數為100～150人).網絡線上教學是遠程非面對面形式，教師不能像在傳統課堂上那樣直接監控學生學習過程，教師很難及時準確掌握學生實時情況，無法有效調整教學節奏.此外，從學生的角度來考慮，沒有老師實時關注和交互，他們也很容易走神，甚至轉身去做其他更有意思的事情，網絡線上教學變為冷冰冰的單向輸出，教學質量大打折扣.

基于此，筆者進行了基于選擇題提問實時反饋的線上教學方法設計，這種方法利用網絡信息匯集處理的便捷性，達到實時交互作用，提高學生上課注意力，掌握學生理解程度，從而實現教學過程全面管控，提高網絡線上教學質量.

3 基于選擇題提問實時反饋的線上教學方法

本文基于選擇題提問實時反饋的線上教學方法，簡單地講，就是在每堂課不同時段加入選擇題，同學們采用手機或電腦終端進行投票作答，利用網絡信息匯集處理的便捷性，教師可以實時看到答題統計情況，實現師生實時交互.通過選擇題提問時段設計、題型設計以及選擇題考核方式設計，可以有效提高學生上課注意力，實時掌握學生理解程度，實現教學過程全面管控，提高網絡線上教學質量.

3.1 選擇題提問時段設計

在每堂課不同時段插入選擇題，這可以一直保持學生注意力緊跟著課程教學.相鄰選擇題提問間隔太短會影響課程連貫性，占用太多授課時間；提問間隔太長，同學們溜號、注意力不集中的情況會增多.因此根據學生課堂注意力曲線合理設計選擇題提問時段.

圖1 學生課堂注意力曲線

學生課堂注意力曲線變化規律[9,10]：剛開始學生注意力高度集中，對課堂內容保持高度的新鮮感；15分鐘左右開始進入低潮期，注意力下滑，精神漸漸渙散；到快下課前十分鐘進入釋放期，學生又恢復精神，注意力開始回升.從學生注意力的變化規律看，15～20分鐘學生注意力進入低谷，如果還一味地進行講解，這樣如同對牛彈琴，效率極低.在這個關鍵的時間點，要對學生注意力進行有效干預，要讓學生動起來，進行參與式學習.

因此可以在網絡線上教學過程中每隔15～20分鐘擇機進行一個選擇題提問，與學生進行交互，使學生動起來，這樣可以有效調動學生狀態，提高學生注意力.另一方面老師通過選擇題答案統計分布可以及時了解學生理解情況，實時調整教學節奏.

對于提問間隔最佳為15～20分鐘，但這個并不是死板硬性的，還得綜合考慮知識點講授的完整性.此外筆者留意到線上經典教學視頻長度大都是15～20分鐘一段，這也正是基于學生注意力的考慮.因此建議要將平時實體課堂較長的知識點分割成幾個小知識點進行講解，這樣配合本文方法效果更佳.

3.2 選擇題類型設計

按照課程講解需要，可以把選擇題分為引入型選擇題和定性判斷型選擇題.

1) 引入型選擇題

由于網絡線上教學缺乏實體課堂面對面的交流，因此教師如何調動學生學習積極性，激發學生學習興趣顯得更加重要.一個知識點作為一個獨立的知識單元進行講解，如何讓學生迅速地把全部精力集中到知識點上來，調動起學生對知識探求的欲望，這是達到良好教學效果的基礎.可以選取一些有趣的現象設置選擇題，例如在量子疊加態這個知識點上可以先讓學生們做一個關于“薛定諤貓”的選擇題.

圖2 引入型選擇題：薛定諤貓

同學們通過這個題目的思考，對貓既死又活的狀態十分新奇，這與以往熟知的經典世界中要么是死的、要么是活的狀態不一致，這究竟是怎么回事？迅速激發起學生學習興趣，引入到該部分知識點講解.

2) 定性判斷型選擇題

按照學生注意力變化規律，在不破壞課程知識點講解完整性的前提下，每隔15～20分鐘最好進行一次選擇題提問反饋，除了一個知識單元最開始引入型選擇題，在一個知識點講解過程中，也可以就這個知識點設計一個定性判斷型選擇題，考查考生對物理概念、基本規律的掌握情況.

圖3 定性判斷選擇題例題

在講解愛因斯坦光電效應部分，可以插入相關的定性判斷型選擇題，根據學生選擇投票結果，可以實時看到答案分布，及時了解學生理解情況，針對錯誤選項比較多的錯誤理解進行及時、有針對性地講解.

3) 選擇題考核方式設計

選擇題的檢查結果將作為平時分計入過程考核成績，并與期末考核成績關聯，以此作為監控學生網絡線上學習的重要手段.這樣通過網絡統計選擇題進行平時分考核，能將平時分考核更好地體現在過程管理中，避免傳統課堂平時分考核單一的不足.關于選擇題考核方式的建議如下：

A) 選擇題答案分布是最直接的統計結果，可以反映同學各部分知識點掌握情況，老師可以及時調整講解的重點和節奏.

B) 選擇題分為引入型選擇題和定性判斷型選擇題，建議分種類考核.一般引入型選擇題主要目的就是調動學生學習興趣、提升學習注意力，因此引入型選擇題的對錯不影響平時分考核，只要學生及時參與就可以；定性判斷型選擇題的對錯反映了學生各部分知識點掌握情況，因此定性判斷型選擇題的對錯應計入平時分的考核.

C) 選擇題不及時作答的情況說明同學出現溜號現象，不僅要計入平時分考核，還要及時利用線上軟件的功能進行提醒.

4 教學實踐效果

本學期第一作者主講兩個大班的大學物理課程，一個班91人，作為對照組，采用傳統線上教學方式，不進行選擇題提問實時反饋；另一個班130人，作為觀察組，進行基于選擇題提問實時反饋的線上教學方法.

首先進行兩個班2次課堂小測成績比較，由于平時有不定數的同學缺席，因此統一在兩個班中都隨機抽取80個樣本進行比較，每次小測滿分為10分.結果可以看出觀察組(采用基于選擇題提問實時反饋的線上教學方法)2次課堂小測成績均高于對照組，差異均有顯著統計學意義(P<0.05),具體結果如表1.

表1 兩組小測成績評價比較

最后進行兩個班期末成績比較，本文統計了全部數據，對照組共91人，缺考2人，實考89人；觀察組130人，缺考1人，實考129人.期末滿分為60分，統計學t檢驗方法比較結果如表2所示，P<0.05說明差異均有統計學意義.從統計結果可以看出，觀察組采用基于選擇題提問實時反饋的線上教學方法，其最終期末成績高于對照組，表明基于選擇題提問實時反饋的線上教學方法可以有效提高教學質量.

表2 兩組期末考試成績評價比較

5 結論

基于選擇題提問實時反饋的線上教學方法是針對疫情期間大學物理大班網絡線上教學需求，通過課堂中不同時段加入選擇題提問，實現教師和學生實時交互，以提高學生線上學習注意力，保障線上教學質量.該方法一方面可以在15～20分鐘的注意力低潮階段有效調動學生狀態，提高學生注意力，另一方面老師通過選擇題答案分布及時了解學生理解情況，實時調整教學節奏，從而有效提高線上教學質量.

此外該方法是針對網上教學的普適教學手段，可以廣泛推廣到各個學科的線上教學，通過選擇題提問實時反饋的教學設計，實現疫情期間高教學質量的網絡線上教學.