基于超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)混合式教學(xué)模式的探究

吳云沛 陳 杰 胡永金 周曉紅

（湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院<理學(xué)院>，湖北 十堰 442002）

0 引言

物理學(xué)是整個(gè)自然科學(xué)的基礎(chǔ)，而大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在工程技術(shù)人才培養(yǎng)中具有不可替代的重要作用。其教學(xué)體系是基于傳統(tǒng)教育思想設(shè)計(jì)的，具有知識(shí)系統(tǒng)性強(qiáng)、內(nèi)容深、理論性強(qiáng)等特點(diǎn)。但是傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課在教學(xué)模式等方面還存在一些不足。當(dāng)前主流的教學(xué)模式依然采取傳統(tǒng)的講授方法，限制了學(xué)生創(chuàng)造能力的發(fā)揮及個(gè)性的培養(yǎng)[1-2]。對(duì)于與信息化時(shí)代一起成長(zhǎng)的“00后”大學(xué)生來(lái)說(shuō)過(guò)于單一和無(wú)趣，不僅不能提高教學(xué)質(zhì)量，還會(huì)降低學(xué)習(xí)效率，使得學(xué)生獲取知識(shí)的好奇心和積極性受到束縛，這很大程度地影響了學(xué)生創(chuàng)造思維能力的發(fā)揮及個(gè)性的培養(yǎng)。為了打破大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)教學(xué)模式對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)方面的限制，本校之前也嘗試了各種教學(xué)改革，我們的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課在2009年和2015年先后被評(píng)為湖北省精品課程和湖北省精品資源共享課，建立了課程網(wǎng)站，上傳了大量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻等教學(xué)資料，學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)前登錄網(wǎng)站查閱相關(guān)資料進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)的視頻文件比較大，播放時(shí)間久，學(xué)生只能從電腦登錄來(lái)觀看，導(dǎo)致學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性不強(qiáng)，效果不太理想。在課后答疑這一塊，課程網(wǎng)站雖然也建立了BBS版塊供學(xué)生留言提問(wèn)，但是由于條件所限不能及時(shí)回復(fù)學(xué)生的問(wèn)題。網(wǎng)站的訪問(wèn)率逐年降低，更先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方式被引入教學(xué)勢(shì)在必行，作為理工科專(zhuān)業(yè)的必修基礎(chǔ)課，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課也要與時(shí)俱進(jìn)，向著精準(zhǔn)教學(xué)和多元化的教學(xué)模式邁進(jìn)。

1 我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

我校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課包括了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)A1和A2，分別在大學(xué)第2、第3學(xué)期開(kāi)設(shè)，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)A1共28學(xué)時(shí)，包括1個(gè)必修的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)理論課（緒論、測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理）、6個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中根據(jù)專(zhuān)業(yè)需求和自身興趣自選），A2為7個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中自選7個(gè)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前寫(xiě)出預(yù)習(xí)報(bào)告，很多同學(xué)都是復(fù)制教材上的內(nèi)容，并未進(jìn)行系統(tǒng)和有效的預(yù)習(xí)。因?yàn)闆](méi)有教師的講解，實(shí)驗(yàn)原理部分自學(xué)效果很差；實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法和注意事項(xiàng)部分的預(yù)習(xí)很難達(dá)到預(yù)期，學(xué)生覺(jué)得看不到儀器，無(wú)法預(yù)習(xí)，即使認(rèn)真預(yù)習(xí)了，印象也不是很深刻。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，大部分學(xué)生在未預(yù)習(xí)的情況下很難在短時(shí)間理解實(shí)驗(yàn)原理，或者干脆不聽(tīng)原理部分的講解，只聽(tīng)實(shí)驗(yàn)操作部分的講解，實(shí)驗(yàn)就變成了機(jī)械地按照教師的講解去操作，不管是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)還是綜合性實(shí)驗(yàn)，原理都稀里糊涂。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)也經(jīng)常出現(xiàn)抄襲，科學(xué)規(guī)范的數(shù)據(jù)處理能力的鍛煉也不盡人意，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的培養(yǎng)學(xué)生活躍的創(chuàng)新意識(shí)以及適應(yīng)科技發(fā)展的綜合應(yīng)用能力[3]等幾乎都是一種理想型的存在。

2 線上線下混合式教學(xué)的具體措施

自從祝智庭教授于2003年在國(guó)內(nèi)首次介紹混合式教學(xué)模式后，對(duì)于這種教學(xué)模式的研究與實(shí)踐如雨后春筍般，再加上現(xiàn)在手持移動(dòng)數(shù)碼產(chǎn)品和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的普及，根據(jù)移動(dòng)學(xué)習(xí)[4]的特點(diǎn)，物理實(shí)驗(yàn)中心于2020年在“超星學(xué)習(xí)通”平臺(tái)建立了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)A1和A2課程，建立開(kāi)放式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，打造“五位一體”的教學(xué)模式，“五位”包括教師、學(xué)生、實(shí)驗(yàn)室、超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，將其緊密結(jié)合起來(lái)，環(huán)環(huán)相扣，切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量。物理實(shí)驗(yàn)中心以自編教材上的章節(jié)在學(xué)習(xí)通上建立對(duì)應(yīng)的課程章節(jié)，每個(gè)章節(jié)的內(nèi)容包括電子教材、實(shí)驗(yàn)背景知識(shí)、預(yù)習(xí)思考題、實(shí)驗(yàn)課件、課后知識(shí)檢測(cè)題和實(shí)驗(yàn)微視頻等線上資源，目前已基本完成兩個(gè)學(xué)期的在線課程資源的建設(shè)，共計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目30余項(xiàng)，另外還建立了豐富的物理知識(shí)的資源庫(kù)，為學(xué)生的課外學(xué)習(xí)提供了良好的保障。在課程資源建設(shè)之外還設(shè)立了討論板塊，老師不定期發(fā)布話題，使學(xué)生與老師間的互動(dòng)方式更豐富，還可以讓更多的學(xué)生參與進(jìn)來(lái)，提高學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的興趣。

實(shí)驗(yàn)開(kāi)課前，物理實(shí)驗(yàn)中心將學(xué)校選課系統(tǒng)中的選課班級(jí)在學(xué)習(xí)通平臺(tái)建立對(duì)應(yīng)的班級(jí)，再將學(xué)生名單導(dǎo)入即可。然后發(fā)布線上線下混合式教學(xué)模式的相關(guān)通知，在實(shí)驗(yàn)前讓學(xué)生學(xué)習(xí)相應(yīng)的文字資料和觀看相應(yīng)的“微實(shí)驗(yàn)”（包括實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理），完成實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)思考題，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師可以根據(jù)預(yù)習(xí)思考題的完成情況在課堂做到有的放矢，預(yù)習(xí)思考題的完成情況作為實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績(jī)的一個(gè)重要參考，這樣學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性就會(huì)得到很大程度的提高，即使部分內(nèi)容沒(méi)有完全明白，學(xué)生也可以帶著問(wèn)題來(lái)做實(shí)驗(yàn)，課堂教學(xué)可以采取多種靈活的教學(xué)方式，比如分組討論，將預(yù)習(xí)時(shí)遇到的問(wèn)題都說(shuō)出來(lái)，教師可以隨時(shí)參與討論，討論完畢后可以讓組長(zhǎng)總結(jié)討論結(jié)果，教師再進(jìn)行總結(jié)。討論式的教學(xué)會(huì)使得課堂氣氛很活躍，會(huì)加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握，從而改變了學(xué)生從屬學(xué)習(xí)地位，學(xué)習(xí)的主體地位由“教”轉(zhuǎn)向了“學(xué)”。通過(guò)良好的預(yù)習(xí)以后，實(shí)驗(yàn)課的主角由教師變成了學(xué)生，學(xué)生就會(huì)有充裕的時(shí)間去探索實(shí)驗(yàn)，相對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式，對(duì)于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)驗(yàn)操作能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)會(huì)有很大程度的提高。在課后，學(xué)生在撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)遇到困難，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生要么和同學(xué)討論，要么再去實(shí)驗(yàn)室向教師請(qǐng)教，學(xué)習(xí)的連續(xù)性和效果均不佳。對(duì)于混合式教學(xué)，此問(wèn)題可以迎刃可解，學(xué)生可以及時(shí)地反復(fù)去觀看“微實(shí)驗(yàn)”的相關(guān)內(nèi)容去解決困難，也可以利用超星學(xué)習(xí)通的班級(jí)群與教師討論，解決問(wèn)題。

3 線上線下混合式教學(xué)的成效

以2020—2021學(xué)年第一學(xué)期在選修拉伸法測(cè)金屬絲彈性模量實(shí)驗(yàn)的學(xué)生為樣本，在課程結(jié)束后總結(jié)了新模式下的教學(xué)效果，首先，從課堂教學(xué)方面來(lái)看，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和解決問(wèn)題的能力有了很大程度的提高，具體的表現(xiàn)就是提問(wèn)題的學(xué)生相比傳統(tǒng)教學(xué)時(shí)期少了很多，即使有學(xué)生提問(wèn)題，都是問(wèn)一些富有建設(shè)性的問(wèn)題，這些問(wèn)題的提出，對(duì)于學(xué)生的學(xué)和教師的教都有很大程度的提升，師生之間互促互長(zhǎng)。其次，從實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成情況來(lái)看，學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力增強(qiáng)了，思考題回答的正確率提高了，實(shí)驗(yàn)報(bào)告也變得更加整潔了。有的學(xué)生還提出了對(duì)該實(shí)驗(yàn)的建議，這樣的學(xué)生也是我們每年選拔各級(jí)物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽的重要人選。新的教學(xué)模式也促進(jìn)了大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽的良性發(fā)展。該教學(xué)模式下的學(xué)生在2020年全國(guó)大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽取得了1個(gè)二等獎(jiǎng)和3個(gè)三等獎(jiǎng)的優(yōu)異成績(jī)。最后，從實(shí)驗(yàn)綜合成績(jī)方面來(lái)看，我們抽取了傳統(tǒng)教學(xué)模式下2018—2019學(xué)年第二學(xué)期選修拉伸法測(cè)金屬絲彈性模量實(shí)驗(yàn)的學(xué)生的成績(jī)，對(duì)比發(fā)現(xiàn)混合式教學(xué)模式下學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)比傳統(tǒng)教學(xué)模式下的有明顯提升，尤其是實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)有很大幅度的提升。這說(shuō)明混合式教學(xué)模式最大化了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行深層次參與的時(shí)間，這種教學(xué)模式在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程中的應(yīng)用能夠?yàn)閷W(xué)生提供更多的理論支持和實(shí)踐能力探究，充分證明了混合式教學(xué)對(duì)學(xué)生的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)成績(jī)的提高是有益的。

4 結(jié)語(yǔ)

將線下線上混合式教學(xué)模式引入大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以大大提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的求知欲，讓學(xué)生真正參與到學(xué)習(xí)中來(lái)，讓學(xué)生成為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的主角，教師的角色變成了催化劑。但是師生角色的轉(zhuǎn)變并不意味著教師被從課堂上被解放了，而是要求教師也要隨著教學(xué)模式的改變?nèi)ゲ粩嗵嵘约盒履Ｊ较碌恼n堂講授、掌控能力和課程的教學(xué)設(shè)計(jì)，將“五位一體”的線上線下混合式教學(xué)模式的教學(xué)效果最大化。